电站锅炉压力容器的技术监督与管理.ppt

电站锅炉压力容器的技术监督与管理曾勇136051569552017.08.24,一、压力容器基础知识二、TSG 21-2016综述三、固定式压力容器的材料、设计、制造、安装、改造 和修理四、监督检验五、压力容器的基础管理工作六、使用管理七、定期检验八、常见缺陷及问题九、压力容器典型案例分析,压力容器的监督与管理,做好压力容器监督管理工作的必要性和意义 压力容器是被广泛应用于工业生产中的具有爆炸危险性的一类特殊设备。压力容器若质量不佳、管理不善或使用不当，就可能发生泄漏或者爆炸性事故；一旦发生爆炸或泄漏，会造成生命财产的重大损失，甚至可能带来环境灾难。 在电力系统，辽宁某电厂7除氧器1981年1月11日发生爆炸，造成了9人死亡5人受伤和厂房坍塌的重大事故，电力职工至今还记忆犹新。,为了确保压力容器的安全性，西方工业化国家早已把它纳入政府安全监察体系内进行法治化管理。我们国家自国发198222号锅炉压力容器安全监察暂行条例和原劳动部19908号压力容器安全技术监察规程（简称“容规”）和劳锅字19903号 压力容器定期检验规则先后颁布，以及劳部发1993442号 压力容器使用登记管理规则等一系列相关规程标准陆续发布实施，压力容器安全监察与管理逐步进入法治化管理的轨道。 电力系统从上个世纪八十年代以来，在执行政府锅炉压力容器安全监察部门规程标准的基础上，结合电力行业生产用压力容器的实际情况，出台了具有行业特点的相关规程、标准、规定等，安全管理水平及其管理手段现代化有了长足的进步。,八十年代以来电站压力容器爆破事故 1981年1月11日辽宁某电厂除氧器爆炸造成九死五伤事故。 1986年吉林某电厂除氧器水箱临时人孔爆炸，死2人。 1986年山西某电厂储氧罐爆炸，车间主任1人被砸死亡。 1989年天津某电厂发生氢罐爆炸事故（氧气串入氢罐内）。 2006年云南某厂发生空压机冷却器爆炸。致使1名运行检查人员死亡。 2008年6月3日，河南某电厂#4机组除氧器水箱高加疏水进口堵板爆裂造成停机。 2009年6月7日宁夏某电厂#1机组因除氧器人孔法兰泄漏造成解列 。 哪个环节的工作稍有疏忽，就可能发生电站压力容器爆炸事故！ 此外，还多次出现过除氧器水箱裂纹，加热器筒体鼓包变形，疏水管冲刷减薄，扩容器超压爆破等压力容器损坏和失效等问题。为保障人身安全和设备安全，做好电站压力容器的安全监督管理工作非常必要。,一、压力容器基础知识1、压力容器定义 压力容器，是指盛装气体或者液体，承载一定压力的密闭设备。其范围规定为最高工作压力大于或者等于0.1MPa（表压）的气体、液化气体和最高工作温度高于或者等于标准沸点的液体、容积大于或者等于30L且内直径(非圆形截面指截面内边界最大几何尺寸)大于或者等于150mm的固定式容器和移动式容器；盛装公称工作压力大于或者等于0.2MPa（表压），且压力与容积的乘积大于或者等于1.0MPa·L的气体、液化气体和标准沸点等于或者低于60液体的气瓶；氧舱。,一、压力容器基础知识,2、压力容器的基本构成壳体（筒体、封头）连接件密封元件接管和人孔（手孔）支座安全附件及仪表,1-接管；2-端盖；3-法兰；4-筒体；5-加强圈；6-人孔；7-封头；8-支座,一、压力容器基础知识,3、压力容器工艺参数 工艺参数是由生产工艺要求确定的，是进行压力容器强度计算、结构设计和安全操作的主要依据。 （1）压力（2）温度（3）直径，容积，介质（4）厚度,一、压力容器基础知识,4、TSG 21-2016固定式压力容器安全技术监察规程适用范围 本规程适用于特种设备目录所定义的、同时具备以下条件的压力容器：(1)工作压力大于或者等于0.1MPa(注1-2)；(2)容积大于或者等于0.03 m3并且内直径(非圆形截面指截面内边界最大几何尺寸)大于或者等于150mm(注1-3)；(3)盛装介质为气体、液化气体以及介质最高工作温度高于或者等于其标准沸点的液体 (注1-4)。,一、压力容器基础知识,5、压力容器分类【A1 压力容器分类】【A1.1 介质分组】 第一组介质，毒性程度为极度危害、高度危害的化学 介质易爆介质，液化气体。 第二组介质，除第一组以外的介质。【A1.2 介质危害性】【A1.3 压力容器分类方法】【A1.3.1 基本划分】 按大容规新的适用范围，修改压力容器类别划分图A-1和A-2，包括超高压容器；简单地说，超高压容器均为第类压力容器。所有固定式压力容器都应当按照本规程附件A的规定进行类别划分，包括非金属压力容器、超高压容器及简单压力容器，为实现分类监管奠定基础。,一、压力容器基础知识,一、压力容器基础知识,一、压力容器基础知识,5、压力容器分类A2 特定形式压力容器 A2.1 非焊接瓶式容器 A2.2 储气井 A2.2 简单压力容器A3 压力等级划分 （1） 低压（代号L），0.1MPap <1.6MPa （2） 中压（代号M），1.6MPap <10.0MPa （3）高压（代号H），10.0MPap <100.0MPa （4）超高压（代号U），p 100.0MPa,一、压力容器基础知识,5、压力容器分类A4 用途划分 （1） 压力容器反应釜 （代号R） （2） 换热压力容器 （代号E） （3）分离压力容器 （代号S） （4）储存压力容器（代号C,其中球罐代号B）,一、压力容器基础知识,二、 TSG 21-2016固定式压力容器安全技术监察规程综述1、现代压力容器安全技术的发展趋势（1）采用基于失效模式的设计方法，保证容器在完整寿命周期内的功能性、安全性和经济性；（2）在设计、制造、检验等环节广泛采用以计算机技术应用为代表的信息技术，实现以可靠性为基础的质量控制技术；（3）大型化、高参数化、复杂化； 材料、设计方法、失效模式、检验技术的进展安全技术规范作为安全基本要求的作用,二、TSG 21-2016综述,2、新容规的修订历程（1） 2013年7月，特种设备局下达制订固定式压力容器安全技术监察规程立项任务书 ；（2） 2013年8月，中国特种设备检测研究院组织有关专家成立了起草工作组和材料、非金属、超高压等专业小组， ；（3） 2013年12月，在北京召开起草工作组全体会议，经过讨论与修改，形成了大容规征求意见稿；（4） 2014年2月，特种设备局以质检特函20145号文征求基层部门、有关单位和专家及公民的意见。,二、TSG 21-2016综述,2、新容规的修订历程（5）2014年6月，起草工作组召开第二次会议，对征求到的意见进行研究讨论，形成送审稿。（6）2014年7月，特种设备局将送审稿提交给国家质检总局特种设备安全技术委员会审议，起草工作组分别于2014年9月、10月、11月召开工作会议，对审议意见进行研究讨论，形成报批稿。（7）2015年8月，大容规的报批稿由国家质检总局向WTO/TBT进行了通报。（8）2015年11月，工作组回复了WTO/TBT的咨询意见。（9）2016年2月22日，大容规由国家质检总局批准颁布。,二、TSG 21-2016综述,3、新容规修订的基本原则 以原有的压力容器七个规范为基础，进行合并以及逻辑关系上的理顺，统一并且进一步明确基本安全要求，形成关于固定式压力容器的综合规范：TSG R00042009固定式压力容器安全技术监察规程TSG R00012004非金属压力容器安全技术监察规程TSG R00022005超高压容器安全技术监察规程TSG R00032007简单压力容器安全技术监察规程TSG R50022013压力容器使用管理规则TSG R70012013压力容器定期检验规则TSG R70042013压力容器监督检验规则 TSG 212016固定式压力容器安全技术监察规程,二、TSG 21-2016综述,三、 固定式压力容器的材料、设计、制造、安装、改造和修理1、容器材料选用应符合大容规第二节相关规定2、容器设计应符合大容规第三节相关规定3、容器制造应符合大容规第四节相关规定4、容器的安装、改造和修理应符合大容规第五节相关规定,三、固定式压力容器的材料、设计、制造、安装、改造和修理,四、监督检验1、压力容器的监督检验应当在压力容器制造、改造与重大修理过程中进行（安装不实施监检）。监检是在压力容器制造、改造、修理单位的质量检验、检查、与试验合格的基础上进行的过程监督和满足基本安全要求的符合性验证。2、监检机构指经过国家质检总局核准，具有相应资质的特种设备检验机构。3、压力容器的制造、改造与重大修理监检应符合大容规第六章相关规定的要求。,四、监督检验,五、压力容器的基础管理工作1、建立健全安全监督管理组织机构和安全监督管理网络2、制定各项管理规章制度3、压力容器档案管理4、压力容器人员培训5、安全监督管理计划与总结,五、压力容器的基础管理工作,1、建立健全安全监督管理组织机构和安全监督管理网络 按原国家电力公司电力锅炉压力容器安全监督管理工作规定的要求：发电企业压力容器使用单位应成立安全监督管理领导小组，一般应由企业主管生产的领导或技术负责人担任组长，并设专职的压力容器管理工程师负责日常的管理工作。 建立安全监督管理网络，网络由企业管理部门、容器使用部门、检修部门、物资供应部门、教育培训部门等组成。管理网络应落实到班组的责任人员。,五、压力容器的基础管理工作,2、制定各项管理规章制度 各级人员的岗位责任制。 压力容器选购、验收、安装调试、使用登记、备件管理。 人员培训考核制度。 档案管理制度、统计报表管理等基础工作管理制度。 安全检查制度、交接班制度、维护保养制度、定期检验制度、修理改造、事故报告、接受上级部门和国家安全监察部门的监督等使用过程的管理制度。 压力容器检修规程、运行规程。 根据压力容器修理改造情况和更新情况，及时修订运行规程和检修规程。,五、压力容器的基础管理工作,3、压力容器档案管理 压力容器的使用单位，必须逐台建立压力容器技术档案。 使用单位应实行压力容器设备档案动态管理制度。 每年年底，各检修部门将本单位年度设备重大修理、改造、变更情况，重大缺陷消除情况，发电部门将设备定期试验记录、设备异常运行统计资料与压力容器监督管理工程师一起对档案进行核对及更改。 另外，档案还可以用于指导压力容器的定期检验和修理改造工作，也是当容器发生事故后，用以分析事故原因的重要依据之一。 压力容器技术档案是从压力容器设计直到报废为止，反映压力容器各个阶段真实情况和技术条件、状况。包括设计制造原始技术资料，安装调试技术资料，注册登记和使用情况记录，检验修理改造资料和安全装置、仪器仪表调校维修资料，事故处理记录，压力容器报废、注销手续文件等。,五、压力容器的基础管理工作,4、压力容器人员培训 压力容器的运行操作人员、焊工、热处理工、无损检测人员、理化检验人员、检验师（员）等人员必须持证上岗，定期按规定进行培训考核换证。 定期对有关人员进行安全知识培训和考核。 定期和不定期对有关人员进行技术培训，不断提高技术素质。 经常组织压力容器运行操作人员进行技术练兵、反事故演习和操作竞赛，促进和提高运行人员的技术素质、操作水平和排除故障、处理事故和异常情况的能力。 建立压力容器人员培训档案。,五、压力容器的基础管理工作,5、压力容器管理工作计划与总结工作计划主要内容： 压力容器的制造、安装、使用等各过程的检验计划；新建、扩建及改造的压力容器设计、订货、安装、改造计划；焊工、检验员、锅监工程师等培训计划；落实压力容器有关规程规范等管理方面的计划。将压力容器存在的不安全问题编入反事故措施计划，并认真实施。工作总结的主要内容包括： 工作计划的完成情况、工作中取得的成绩、设备及管理上存在的问题及解决的办法、今后努力的方向。,五、压力容器的基础管理工作,六、使用管理1、使用安全管理 （1）压力容器使用单位应当按照特种设备使用管理规则的相关要求，对压力容器进行使用安全管理，设置安全管理机构，配置安全管理负责人、安全管理人员和作业人员，办理使用登记，建立各项安全管理制度，制定操作规程，并且进行检查。 （2）定期检验 使用单位应当在压力容器定期检验有效期届满的一个月以前，向特种设备检验机构提出定期检验申请，并且做好定期检验的相关准备工作。,六、使用管理,1、使用安全管理 （3）定期自行检查 包括月度检查、年度检查 1）月度检查：使用单位每月对所使用的压力容器至少 进行1次月度检查，并且应当记录检查情况；当年度检查与月度检查时间重合时，可不再进行月度检查。月度检查内容主要为压力容器本体及其安全附件、装卸附件、安全保护装置、测量调控装置、附属仪表是否完好，各密封面有无泄漏，以及其他异常情况等。 2）年度检查：使用单位每年对所使用的压力容器至少 进行1次月度检查。,六、使用管理,1、使用安全管理（4）异常情况处理 压力容器发生下列情况之一时，操作人员应当立即采取专项措施，并且按照规定的程序，及时向本单位有关部门和人员报告： 1）工作压力、工作温度超过规定值，采取措施仍不能得到有效控制的； 2）受压元件发生裂缝、异常变形、泄露、衬里层失效等危机安全的； 3）安全附件失灵、损坏等不能起到安全保护作用的；,六、使用管理,1、使用安全管理 4）垫片、紧固件损坏，难以保证安全运行的； 5）发生火灾等直接威胁到压力容器安全运行的； 6）液位异常，采取措施仍不能得到有效控制的； 7）压力容器与管道发生严重振动，危及安全运行的； 8）与压力容器相连的管道出现泄漏，危及安全运行的； 9）真空绝热压力容器外壁局部存在严重结冰、工作压力明显上升的； 10）其他异常情况的；,六、使用管理,2、年度检查 压力容器年度检查至少包括压力容器安全管理情况、压力容器本体及其运行状况和压力容器安全附件检查等。 （1）安全管理情况检查 安全管理制度、安全操作规程 设计、制造、安装、改造、维修等资料 特种设备使用登记表、使用登记证 作业人员持证情况 日常维护保养、运行、定期安全检查记录 年度检查、定期检验报告及其问题处理情况 安全附件检验、修理和更换记录 应急预案及演练记录 压力容器事故及故障记录,六、使用管理,（2）容器本体及其运行情况,六、使用管理,（3）安全附件及仪表检查,六、使用管理,（3）安全附件及仪表检查安全附件和仪表的概念，大容规对安全附件和仪表进行了重新界定，压力容器的安全附件包括安全阀、爆破片装置、紧急切断装置、安全联锁装置等；仪表包括压力表、液位计、测温仪表等。,六、使用管理,3、检验报告及结论（1）符合要求（2）基本符合要求（3）不符合要求,六、使用管理,（七）、定期检验1、检验周期 金属压力容器一般于投用后3年内进行首次定期检验。以后的检验周期由检验机构根据压力容器的安全状况等级，按照以下要求确定。 （1）安全状况为1、2级的，一般每6年检验一次 （2）安全状况为3级的，一般每3年6年检验一次。 （3）安全状况为4级的，监控使用，其检验周期由检验机构确定，累计监控使用时间不得超过3年，在监控期间，使用单位应当采取有效的监控措施。 （4）安全状况为5级的，应当对缺陷进行处理，否则不得继续使用。,七、定期检验,2、定期检验程序及检验内容,七、定期检验,3、安全状况等级评定 在用压力容器的安全状况分为1级5级，应当根据检验情况，按照大容规8.5、8.6的有关规定进行评定。4、检验周期的特殊规定 检验周期的缩短按照大容规8.7.1有关规定进行； 检验周期的延长按照大容规8.7.2有关规定进行。5、检验结论 （1）金属压力容器的检验结论：综合评定安全状况等级为1级至3级的，结论为符合要求，可以继续使用；等级为4级的，结论为基本符合要求，有条件的监控使用；等级为5级的，结论为不符合要求，不得继续使用。 （2）非金属压力容器的检验结论：综合评定安全状况等级为1级至2级的，结论为符合要求；等级为3、4级的，结论为基本符合要求；等级为5级的，结论为不符合要求，不得继续使用。,七、定期检验,6、检验报告 检验机构应当保证检验工作质量，检验时必须有记录，检验后出具报告，报告的格式应当符合大容规附件J的要求。检验记录应当详尽、真实、准确，检验记录记载的信息量不得少于检验报告的信息量。检验机构应妥善保管检验记录和报告，保存期至少6年并且不少于该台压力容器的检验周期。 检验报告的出具、检验信息管理、检验案例、检验标志应当符合大容规8.7相关要求。,七、定期检验,6、合于使用评价 监控使用期满的压力容器，或者定期检验发现严重缺陷可能导致停止使用的压力容器，应当对缺陷进行处理，缺陷处理的方式包括采用修理的方法消除缺陷或者进行合于使用评价。 合于使用评价（或者称安全评定）是指利用有关标准规定的安全评定方法，对带超标缺陷的压力容器根据合理的失效准则，进行符合使用条件的安全性评定，安全评定的目的是科学分析带超标缺陷压力容器的安全性能，如果通过评定，即使带有超标缺陷，也可以在规定条件下安全使用。 合于使用评价工作应当符合大容规8.9相关要求。,七、定期检验,7、基于风险的检验（RBI） 对大型成套装置中的在用压力容器，可以应用基于风险的检验技术（RBI），并根据评价结果制定检验策略，确定检验周期。只有符合一定条件的、具有较高设备管理水平的大型成套装置的使用单位，才可以应用这项技术，使用单位向国家质检总局提出应用基于风险的检验技术申请，批准后方可以实施，实施按大容规第8.10.2条相关要求进行。,七、定期检验,八、常见缺陷和问题,八、常见缺陷和问题,（八）、常见缺陷和问题高、低压加热器、除氧器 进汽管附近筒体壁厚冲刷减薄。裂纹和鼓包变形。 进汽管、进出水管与筒体的焊缝缺陷超标。 进汽管、进出水管与筒体的角焊缝和短管对接焊缝开裂。 加热器疏水管弯头内壁冲刷减薄爆破。 T型接头氢储罐 封头焊缝附近鼓包变形。各类扩容器 扩容器筒体纵环焊缝开裂。 扩容器内扩容箱焊缝开裂。 扩容器进口处，汽水对筒壁的冲刷减薄。 与扩容器相连接的疏水管弯管壁厚受冲刷减薄。 扩容器内部挡板和汽水分离装置碎裂，堵塞疏水口导致超压爆破。,八、常见缺陷和问题,九、压力容器典型案例分析电站除氧器爆破实例例一：1981年1月11日辽宁清河发电厂七号机除氧器发生爆炸，水箱断成三段。,九、压力容器典型案例分析,九、压力容器典型案例分析,例二：除氧器水箱临时人孔爆破 1986.11.27，东北某厂在进行二号除氧器安全阀校验时，除氧器水箱上临时开孔后贴补的一块×毫米钢板突然沿四周焊缝开裂，大量汽水喷出，造成二人死亡、二人轻伤的重大事故。事故后发现，破裂处的焊缝(10毫米厚度)有三分之二未焊透，有的部位未焊透竟达五分之四，钢板对接焊缝也未开坡口。,九、压力容器典型案例分析,1981年5月5日该厂对除氧器大修时，为了改善进入除氧器水箱内部的作业人员的劳动条件，在水箱北侧开一方形孔。大修中对除氧器的原始焊缝进行全面检查时，处理了检查中发现的许多缺陷，但对挖补的方孔焊缝没有检查，也未按要求进行水压试验，在以后的几年里也未按压力容器安全技术监察规程规定进行定期检验和水压试验，因而留下了严重的事故隐患。 1986年11月27日，在进行除氧器第二组重锤式安全阀定压时，两名操作人员用木杆将第一组安全阀压住，班长监视除氧器头上的压力表，并指挥另一名操作人员操作排气门，当压力表指示到056兆帕时，值班副班长用手轻抬重锤，安全阀出现排气声，就在这一瞬间，2号除氧器水箱北侧原挖补处破裂，喷出大量汽水，将135米处水泥平台击穿一个大洞，部分热水喷射到距离破裂处3米远的北墙上，再反射到17米平台，将平台上的三个人烫伤。,九、压力容器典型案例分析,例三：高加筒体裂纹和鼓包实例 2002年某厂起机过程中，#5高加发生漏泄，拆除保温后发现筒体有鼓包和裂纹。,九、压力容器典型案例分析,进汽管上方有明显的鼓包，鼓包范围长约1500mm，高约500mm，鼓包最严重部位的凸出高度为35mm左右,九、压力容器典型案例分析,原因分析和采取措施裂纹原因： 换热管漏泄，加热蒸汽和给水交替作用，造成筒壁热疲劳裂纹。鼓包原因： 换热管漏泄，冲刷筒壁减薄，同时，高压水冲击筒壁，产生鼓包变形。措施：返厂更换筒节。,九、压力容器典型案例分析,例四：除氧器筒体鼓包变形、裂纹实例 湖北某厂10万机除氧头进气管附近鼓包变形，并出现裂纹，运行中漏汽。,九、压力容器典型案例分析,原因分析： 加热蒸汽室结构设计不合理，蒸汽进入汽室后遇到汽室内圈反射，直接冲刷容器筒壁，由于加热蒸汽（门杆漏气）温度高，在内压作用下，造成筒壁鼓包变形，同时在母材原始缺陷处开裂。临时措施： 将进汽管引入除氧头内部，外壁加固。小修更换筒节，改变进汽方式。,九、压力容器典型案例分析,例五：天津某电厂氢罐爆炸事故1989年9月7日，天津某电厂在向3号发电机充氢的过程中，由于1号制氢设备氢氧侧压力调整器卡涩，导致氧气串到氢气中，使1号氢罐氢、氧混合气体达到爆炸极限，在值班人员导罐开门瞬间，因氢气压差大，（0.4mpa），流速快，（初始流速可达每秒数百米），扰动铁锈摩擦发热，引爆了1号罐内混合气体，发生氢罐爆炸。,九、压力容器典型案例分析,例六：安徽某电厂#4机组除氧器水箱高加疏水进口堵板 爆裂事件 2008年6月3日11时，负荷580MW，除氧器压力0.96MPa，二期控制室听到汽机厂房顶部有异常声响，除氧器水位快速下降，凝结水流量1570t/h（已达显示最大量程），经检查发现除氧器水箱顶部高加正常疏水备用进口（377×13mm）堵板崩没。,九、压力容器典型案例分析,4机组除氧器水箱顶部高加正常疏水备用进口照片,堵板照片,九、压力容器典型案例分析,原因分析 停机检查该除氧器水箱的生产厂家：上海动力设备有限公司，设计压力1.5MPa，安全阀动作压力1.45MPa，设计温度374。 现场分析认为除氧器水箱顶部高加正常疏水备用进口堵板没有严格按照压力容器安全技术监察规程的要求进行设计制造，同时堵板在现场安装封堵时也没有严格按照规程的要求及焊接工艺规程进行施工，焊接方式和工艺质量差，强度不够造成焊口整体爆裂所致。,九、压力容器典型案例分析,例七：宁夏某厂除氧器人孔法兰泄漏停机 #1机组2009年6月7日因除氧器人孔法兰泄漏解列。 #1机组配合西安热工院做4VWO性能试验，14：50 #1机组负荷356MW，主汽压力17.1MPa，运行就地检查除氧器北侧人孔端盖呲汽，机组减负荷，停机检查。 主要原因是：#1机组做性能试验期间，除氧器滑压运行，较正常运行时除氧器压力偏高（1.03MPa），人孔端盖法兰垫圈不满足除氧器压力工况下运行，造成除氧器北侧人孔端盖法兰漏汽。事件暴露的问题，#1机组增容改造后，对辅机系统的运行未做充分的考虑，检修部对增容改造后的检修工艺也未引起充分的重视。,九、压力容器典型案例分析,例八：7·12蒲城电厂爆炸事故,九、压力容器典型案例分析,2017年7月12日16:50许，陕西华电蒲城发电有限责任公司#5机组正常运行中（570MW）,由于除氧器预留管口盲板在基建时存在严重安装质量缺陷突然爆开，导致现场正在检查确认轻微刺汽缺陷的3名人员受伤，其中两人经抢救无效死亡。 经专家组调查分析并结合技术监督报告，初步确认这是一起因特种设备基建安装严重缺陷造成的人身伤亡事件。 1.此起重大人身伤亡事故，系基建期技术监督工作不深入、不彻底所导致。2.基建期务必加强金属技术监督的重视程度，从人、机、料、法、环等全方面，从设备选型、采购、安装、检验等全过程进行全面、彻底的技术监督。,九、压力容器典型案例分析,谢 谢！THANK YOU !,