耿亚鸽 刘红征
(河南省锅炉压力容器安全检测研究院洛阳分院)
近年来,随着环境保护压力的增大、煤改气等政策的实施, 工业锅炉的投用和更换陡然增多。 锅炉的安装是其制造过程的延续,是锅炉生产的重要环节, 安装质量与锅炉安全直接相关。但是,安装现场的环境状况、资料条件及人员配置等与制造车间差距较大,往往很多质量问题就出现在现场安装环节。 2018 年贵州桐梓、黑龙江哈尔滨先后发生两起锅炉爆炸事故,事故原因也均产生于安装环节,因此严格控制工业锅炉安装质量显得尤为重要。
笔者统计了某市近4 年(2015 年1 月1 日~2018 年12 月31 日)的工业锅炉安装监督检验报告,报告涉及的361 台锅炉分类如下:
a. 按照锅炉类别划分, 包括蒸汽锅炉325台、有机热载体锅炉30 台和热水锅炉6 台;
b. 按照锅炉型号划分,包括WNS(卧式内燃室燃炉)259 台、其他型号102 台;
c. 按照锅炉燃料种类划分, 包括燃气锅炉304 台、燃油锅炉5 台、燃煤锅炉19 台(其中采暖用供热锅炉4 台,工业生产用锅炉15 台,2016 年之后不再新上)、生物质锅炉23 台(均为2016 年之前安装,2017 年以后不再新上)、其他锅炉(电加热、烟气余热等)10 台;
d. 按照锅炉安装形式划分, 包括整装锅炉349 台、散装锅炉12 台;
e. 按照锅炉安装单位划分,包括由专业安装单位安装的269 台和由锅炉制造单位安装的92 台。
对于工业锅炉安装时存在的问题, 以WNS蒸汽锅炉为例, 按施工的先后顺序分类总结如下:
a. 告知程序。 告知程序上存在的主要问题,一是未及时办理告知, 被查处后才办理告知手续;二是告知后未申请监督检验即开始施工。
b. 资质问题。 资质方面存在的主要问题,一是超过资质许可范围施工;二是资质到期后未及时换证;三是聘用无相关资质的作业人员。
c. 现场质量管理体系。 安装现场质量管理体系方面存在的主要问题,一是现场人员数量配置不足, 甚至有的现场只有项目经理和一名焊工;二是质量管理体系文件中任命的人员不在施工现场,难以履行相关职责;三是备案的持证人员与实际操作人员不一致。
d. 施工工艺文件。 施工工艺文件包括锅炉安装施工方案、焊接工艺评定文件及无损检测工艺文件等。 有些安装单位的施工工艺文件简单照搬照抄,引用的相关法规标准未及时更新,作业指导文件不能结合现场实际,实际指导作用不强。
e. 锅炉房。TSG G0001—2012《锅炉安全技术监察规程》[1]规定, 锅炉房应满足GB 50041—2020《锅炉房设计标准》[2]、GB 50016—2014《建筑设计防火规范》[3]及GB 50045—1995《高层民用建筑设计防火规范》[4]等的要求。但实际上很多时候锅炉房未经规划和设计,很难符合规程的相关要求。
f. 锅炉配件。 锅炉配件主要有燃烧器、节能器及锅水取样器等。 燃烧器存在的主要问题是选配参数和图纸不符或者无相应的型式试验证书。 节能器和锅水取样器存在的主要问题是有些使用单位为了节省成本, 在锅炉采购时未选用节能器或锅水取样器,从而影响锅炉运行时的实际能效。
g. 外购材料。 锅炉安装时可能涉及到的外购材料包括焊材、管子、弯头、三通、阀门、法兰和垫片, 这些材料有时是由使用单位自行采购的,而有些使用单位对外购材料的技术要求不熟悉或者是单纯为了节省成本,导致外购材料的规格参数和锅炉设计文件不符或者是无相应质量证明文件等。
h. 焊接质量。 现场焊接方面存在的主要问题,一是焊工资质不满足相关要求,临时聘用无证人员或者是持证项目不能覆盖具体要求;二是现场焊材管理不规范, 未严格执行焊材领用、烘干、发放及回收等管理制度,焊接质量难以保证;三是焊接设备配置不足,比如TSG G0001—2012[1]规定,有机热载体锅炉应采用氩弧焊打底,而某些现场没有配备氩弧焊相关设备。
i. 探伤质量。当锅炉由制造单位负责安装时,经常是异地安装,往往选择探伤外委,此时制造单位会简单地认为有几张射线底片即可,未审核外委工作的单位和人员资质,导致探伤工作质量管理体系失控,检测结果的可靠性难以保证。
j. 锅炉管道。 锅炉设计文件中通常未对锅炉管道提出具体的施工要求,导致有些安装单位为了节省成本而减少探伤工作量,在主蒸汽管道的弯头处采用法兰连接而不是焊接连接,造成主蒸汽管道投用后的整体可靠性显著降低;有些安装单位为了节省开支,在主给水管道上采用镀锌钢管或丝扣连接等。 对于这些情况,应由使用单位督促施工单位及时整改。
k. 配套设施。 燃气锅炉在安装时需要配置燃气供应管道,这些供应管道的施工一般是由燃气公司负责进行,其安装质量和配置有时无法满足TSG G0001—2012[1]的相关要求。 另外,在一些旧的锅炉房,可能会有原分汽缸和蒸汽管道,一些使用单位为了节省开支,会要求保留这部分设施将新装锅炉与之对接,这时使用单位应委托有关方面对这部分原有设施进行检测,保证其质量可靠仍可使用。
l. 耐压试验。耐压试验时存在的主要问题是,有时为了赶工期未及时通知监检机构现场见证就进行下一步作业。 耐压试验是锅炉安装的重要节点和A 类监检项目, 监检人员必须到现场见证。 另外,有些使用单位认为其锅炉使用压力低,耐压试验时不需要打很高压力,而定了一个较低的常用压力。 这种做法对于锅炉注册登记时的允许压力难以界定,显然也不合适,应以额定压力为标准进行耐压试验。
m. 水处理系统。 按TSG G0001—2012[1]的要求,锅炉水处理系统应当根据选用锅炉具体情况、使用单位现场条件等进行设计, 应满足锅炉供水和水质调节的需要。但在有些实际安装现场,水处理系统往往是由用户单独配置的, 它与锅炉用水的匹配性很难判断。 TSG G5001—2010 《锅炉水(介)质处理监督管理规则》[5]规定,锅外水处理系统安装完毕后应当按照有关技术要求进行调试,确保调试后的水汽质量符合相关标准要求, 同时负责调试的单位应当出具调试报告。 但在有些安装现场, 水处理设备安装后并未进行相关调试工作,或者是未能提供相应的调试报告。
n. 现场调试。 锅炉耐压试验后,需进行燃烧器运行工况、点火控制和熄火保护、高低水位报警和联锁、超温超压报警和联锁等相关调试。 调试工作应由使用单位与安装单位共同完成,调试时应由持相应资质的锅炉作业人员进行锅炉操作。 对燃烧器进行调试时,应由燃烧器制造单位或其授权单位的技术人员进行现场指导。 在很多锅炉安装现场, 尤其是首次使用锅炉的单位,往往忽视了锅炉操作人员的培训取证。 锅炉安装单位、监督检验机构等应提醒锅炉使用单位,司炉工培训学习和考核取证工作要提前进行。
o. 竣工资料。 锅炉安装竣工后,安装单位应及时形成相关记录,将有关资料完善汇总后交付使用单位。 但是实际现场中,安装单位由于人员能力和意识所限,往往是重施工、轻资料,导致竣工资料混乱或归档严重滞后。 另外,还存在相关记录和报告中人员签字与质量管理体系文件不符、实际施工人员和签字人员不符等严重问题。
针对上述安装时的常见问题,其原因主要可以归纳为两个方面:
a. 锅炉安装单位。目前专业的锅炉安装单位一般规模较小, 专业技术人员和工程师数量较少,甚至是质量管理体系中要求的基本人员都很难配齐,有时是一人身兼多职,致使安装单位整体实力不强;由锅炉制造单位负责安装的项目因为是异地作业, 安装单位出于成本方面的考虑,派到现场施工的人员少之又少, 很难做到材料、焊接、探伤、质检及调试等专业人员全覆盖,往往是质量管理体系内的人员没有到场,便直接在施工资料上签字。
b. 锅炉使用单位。 锅炉使用单位尤其是首次使用锅炉的单位, 往往缺乏锅炉专业知识,对锅炉安装质量不够重视。 出于采购成本的考虑,很多配套装置能省则省。 另外,锅炉使用单位急于投入生产, 在锅炉安装周期上给的时间不断压缩, 对安装单位的施工疏于督促和监管, 甚至有时对施工中发现的问题和隐患也有意回避。
对于工业锅炉安装质量的前期防范应做好以下4 个方面:
a. 特种设备监管机构应加大锅炉相关知识的宣传和普及力度,让从业人员了解锅炉安全知识,引进社会监督机制;让锅炉用户增强安全运行意识,主动重视质量。
b. 监督检验机构应对锅炉安装的施工质量和体系运转严格把关,对安装单位在施工时存在的问题及时纠正,对使用单位的不合规行为及时制止,对发现的重大隐患及时上报。
c. 锅炉使用单位应增强锅炉安装质量和安全运行的责任主体意识,而不能为了节省丁点成本或者是赶进度缩工期而牺牲锅炉安装质量。
d. 锅炉安装单位应强化责任意识。锅炉安装质量的关键在安装单位,安装单位应抱着“对使用单位负责、对社会公众负责”的态度,本着“产品质量是生产出来的,而不是检验出来的”这一质量理念,自身从主观上做好安装这项工作。
现场质量控制主要从“人物料法环”5 个方面做起,这几个因素中,设备较少,工艺成熟,环境影响不大, 最关键的还是人为因素和材料问题。人为因素主要是建立完善的质量管理体系、配备合格的技术人员和施工人员,材料问题主要是做好锅炉本体、仪表附件、配套设施及施工耗材等产品质量把控工作。
工业锅炉安装是其生产过程中的一个重要环节,对锅炉的安全使用起着重要作用。 工业锅炉安装质量的关键在安装单位,同时使用单位应增强意识,监检机构应严格把关,监管机构需加大宣传力度,只有这样多方联动、齐抓共管,才能守好锅炉安全这道门。