何微微,禹紅麗
(河南省鍋爐壓力安全檢測研究院,河南 鄭州 45016)
生物質(zhì)被認為是“CO2零排放”的可再生能源,全世界每年農(nóng)村生物質(zhì)的產(chǎn)量高達300億噸。近年來,隨著能源危機和溫室效應的加劇,對生物質(zhì)的利用越來越受到關(guān)注。在國家大力提倡可再生能源利用和煤價增長的大環(huán)境下,生物質(zhì)工業(yè)鍋爐裝機數(shù)量逐年增長。
本文闡述了生物質(zhì)工業(yè)鍋爐安裝監(jiān)督檢驗重點環(huán)節(jié)并結(jié)合生物質(zhì)工業(yè)鍋爐使用時常見安全隱患,分析其產(chǎn)生的原因及預防措施,為鍋爐監(jiān)檢人員提供技術(shù)指導,對提高生物質(zhì)工業(yè)鍋爐的使用安全性有一定的參考意義。
生物質(zhì)與煤炭等化石燃料相比,具有揮發(fā)分含量高、燃燒活性高以及氮、硫含量少等優(yōu)點,但生物質(zhì)中鉀、氯等堿金屬無機雜質(zhì)含量較高。生物質(zhì)的燃燒利用方法很多,如懸浮燃燒、流化燃燒和層燃燃燒等,無論采用哪種方式,在直燃過程中這些堿金屬會進入氣相,攜帶氣相堿金屬的煙氣在通過受熱面煙道時,會導致諸如鍋爐內(nèi)結(jié)渣、爐膽背風面沉積。
在鍋爐運行中,附著在受熱面上的沉積物會嚴重降低受熱面換熱系數(shù),降低生物質(zhì)鍋爐效率,使鍋爐運行偏離正常的設(shè)計工況,威脅生物質(zhì)鍋爐安全穩(wěn)定運行。生物質(zhì)受熱面上的沉積物氯含量一般較高,腐蝕問題非常突出,使維護工作量大增且嚴重威脅鍋爐安全運行。
目前,我國生物質(zhì)工業(yè)鍋爐有新安裝鍋爐及燃煤等化石燃料鍋爐改裝為燃生物質(zhì)鍋爐兩種,對于化石燃料改為生物質(zhì)的原有鍋爐,在改裝后也會因設(shè)計原因存在多種安全問題。
對于內(nèi)燃生物質(zhì)工業(yè)鍋爐,在點火、停爐或當鍋爐內(nèi)粉狀燃料過多時,在爐膛、料倉等相對封閉的空間內(nèi),這些粉狀燃料濃度易超過爆燃點,如果原設(shè)計中加料倉沒有防爆防火裝置,易導致加料倉與進料管之間部分爆開,造成安全事故。
對于鏈條爐排生物質(zhì)鍋爐,相對于煤炭燃料,顆粒狀生物質(zhì)更具易燃性,導致燃燒位置前移,尤其是引、鼓風機轉(zhuǎn)速過慢和鏈條爐排停運時,容易引起倒燃,導致燃料斗內(nèi)生物質(zhì)顆粒著火,降低鍋爐熱效率。
對于這些影響安全的問題,當化石燃料改生物質(zhì)后,需要對鍋爐的送料、送風、二次風系統(tǒng)及爐膛進行針對性改造。
經(jīng)統(tǒng)計,在工業(yè)鍋爐安裝過程中,安裝單位在現(xiàn)場資料管理、作業(yè)工藝執(zhí)行等方面存在多種影響鍋爐安全使用的相關(guān)問題。主要可以分為以下四個方面:
(1)安裝單位在施工前未及時告知安裝地鍋爐安全監(jiān)察部門,私自進行鍋爐安裝,且部分安裝單位不具備相應等級鍋爐安裝資質(zhì)。
(2)鍋爐安裝現(xiàn)場的設(shè)備相關(guān)附件技術(shù)資料管理混亂,對于鍋爐質(zhì)量證明書,壓力表、安全閥等安全附件的質(zhì)量證明文件不能按規(guī)定妥善保管,導致安裝完成后,交工資料不完整。
(3)安裝單位對焊接質(zhì)量控制不嚴格:原材料、焊材等質(zhì)量證明文件不齊全;未嚴格執(zhí)行焊材的保管、領(lǐng)用、發(fā)放等管理規(guī)定;現(xiàn)場焊接人員無證焊接或所持焊接資質(zhì)證書無法覆蓋實際焊接條件;對有缺陷焊縫的返修工藝控制不嚴格等問題。
(4)安裝單位對無損檢測質(zhì)量控制不嚴格:無損檢測人員責任心不強,未按相關(guān)無損檢測工藝進行檢測或不具備相應的檢測資質(zhì)進行檢測,導致焊接接頭缺陷漏檢,提高了設(shè)備的使用風險。
因此,在鍋爐安裝過程中,對于安裝單位,應建立完善的質(zhì)量保證體系,嚴格按照鍋爐安裝相關(guān)規(guī)范進行安裝,做好鍋爐安裝的全過程管理,提高安裝人員的質(zhì)量意識,加強質(zhì)檢人員的監(jiān)督和管理。
對于安裝監(jiān)檢單位應依據(jù)TSG 07-2019《特種設(shè)備生產(chǎn)和充裝單位許可規(guī)則》中附錄M——特種設(shè)備生產(chǎn)單位質(zhì)量保證體系基本要求的相關(guān)規(guī)定對鍋爐安裝單位質(zhì)保體系運行狀況進行監(jiān)管,重點對焊接人員、無損檢測人員、質(zhì)量控制系統(tǒng)人員的檢測、管理資質(zhì)進行檢查;檢查作業(yè)工藝、焊接、熱處理、檢驗檢測等是否嚴格執(zhí)行相關(guān)質(zhì)量控制程序文件;安裝監(jiān)檢人員應及時了解國家相關(guān)環(huán)保政策,對政府明令禁止的爐型,堅決不予監(jiān)檢;對于生物質(zhì)鍋爐,應重點檢查燃燒機是否有正規(guī)燃燒機廠家提供的質(zhì)量證書及型式試驗報告。
由于生物質(zhì)中鉀、氯等堿金屬無機雜質(zhì)含量較高,在燃燒過程中,這些堿金屬會進入氣相,攜帶氣相堿金屬的煙氣在通過受熱面煙道時,會導致諸如鍋爐內(nèi)結(jié)渣、沉積等問題。同時,生物質(zhì)燃料中水分及灰分的結(jié)焦特性會導致燃料的發(fā)熱量波動,當發(fā)熱量較低時,可能造成爆燃;當發(fā)熱量過大時,會降低耐火材料使用壽命。
另外,生物質(zhì)揮發(fā)分含量高,當需要停爐時,如爐內(nèi)仍有較多生物質(zhì)燃料,會大量析出揮發(fā)分,可能造成爆燃,破壞爐墻結(jié)構(gòu)。
為確保生物質(zhì)工業(yè)鍋爐的安全運行,應保證生物質(zhì)燃料符合有關(guān)的設(shè)計規(guī)定,在操作工藝控制方面盡量做到平穩(wěn)、連續(xù)運行;停爐時,嚴格按規(guī)范進行相關(guān)操作,即短時停爐應盡量減少爐內(nèi)燃料,同時,開啟爐門及煙道門通風;長時停爐應采用煤炭進行壓火,從而提高設(shè)備的使用安全性。
在生物質(zhì)鍋爐安裝環(huán)節(jié),對于安裝監(jiān)檢單位應依據(jù)TSG 07-2019等相關(guān)管理規(guī)范對設(shè)備的安裝全過程進行監(jiān)督管理;對于安裝單位,應建立完善的質(zhì)量保證體系,提高安裝人員的質(zhì)量意識及業(yè)務能力,確保鍋爐的安裝質(zhì)量。
在生物質(zhì)鍋爐使用環(huán)節(jié),由于生物質(zhì)燃料的燃燒特性,對于使用單位應對鍋爐操作人員進行針對性培訓,嚴格按規(guī)范進行操作控制,提高鍋爐使用安全性。