鍋爐既是工業(yè)中的覺設(shè)備,又是特別容易發(fā)生災(zāi)害性事故的特殊設(shè)備。鍋爐中儲存著大量的熱能,一旦由于某些原因促使這些能量釋放,就會造成財產(chǎn)損失以至人員傷亡。近年來,我國工業(yè)鍋爐的爆炸事故屢屢發(fā)生,給經(jīng)濟建設(shè)和社會文明帶來較大的影響,應(yīng)當(dāng)引起重視。
據(jù)統(tǒng)計,2000年我國共發(fā)生工業(yè)鍋爐爆炸事故74起,死亡65人,受傷98人,直接經(jīng)濟損失737.04萬元。其中包括山西省某酒業(yè)公司私自制造鍋爐運行時爆炸,死亡2人,受傷1人,直接經(jīng)濟損失20萬元;山東省平度市某染料廠使用非法設(shè)計制造的鍋爐,發(fā)生爆炸,死亡2人,受傷18人,直接經(jīng)濟損失23萬元等。引起工業(yè)鍋爐爆炸事故的原因主要有以下幾個方面:
1 設(shè)計制造方面
設(shè)計不合理造成結(jié)構(gòu)上的缺陷;材料不符合要求;焊接質(zhì)量粗糙;受壓元件強度不夠等。在74起事故中,這一類事故占68起。
國家經(jīng)貿(mào)委安全科學(xué)技術(shù)研究中心的有關(guān)專家曾詳細分析了近年我國發(fā)生的40多起重大工業(yè)爆炸事故,其中北倉巷發(fā)電廠發(fā)生的鍋爐爆炸事故的直接原因就是因為鍋爐爐膛的結(jié)構(gòu)設(shè)計和布置存在缺陷,導(dǎo)致嚴(yán)重結(jié)渣引起爆炸。
在不合格鍋爐中,以“土鍋爐”的危害最為嚴(yán)重?!巴铃仩t”是指制作單位或個人為搶奪市場,牟取暴利,在不具備必須的工程技術(shù)力量、工裝設(shè)備、檢測手段和安全質(zhì)量保證體系等條件下,擅自制造的質(zhì)量低劣的鍋爐。這種鍋爐不僅在制造方面,而且在安裝、使用、修理、改造上都得不到鍋爐壓力容器安全監(jiān)察網(wǎng)絡(luò)和體系的有效控制,因而存在重大隱患,極易發(fā)生爆炸。在68起爆炸事故中,發(fā)生的洗浴業(yè)、制衣業(yè)、小食品坊、小油坊、小豆腐坊、小膠合板廠等六小企業(yè)的“土鍋爐”爆炸事故就有41起,占60.3%。北京市朝陽區(qū)某豆腐作坊職工竟在一個廢舊的汽油桶上接上幾根管子,再裝上安全閥,就成了承壓鍋爐,結(jié)果運行時發(fā)生爆炸,死亡2人,受傷1人。
2 管理和操作方面
管理不善、制度不健全;違章操作;缺乏監(jiān)視與檢測,造成鍋爐嚴(yán)重缺水或超過設(shè)計上規(guī)定的最高工作蒸汽壓力,使鍋爐處于危險狀態(tài);無水質(zhì)處理設(shè)施或水質(zhì)處理不好,造成鋼板過熱或腐蝕;安全裝置不齊全或不起作用;在制造過程中,安裝完畢后以及運行時缺乏相應(yīng)的檢驗維護等。在74起爆炸事故中,這類原因引起的事故占6起,其中超壓3起,缺水并操作不當(dāng)2起,因腐蝕磨損發(fā)生泄漏1起。
超壓爆炸是小型鍋爐最常見的爆炸情況,它是指由于安全閥、壓力表不齊全、損壞或裝設(shè)錯誤,操作人員擅離崗位或放棄監(jiān)視責(zé)任,關(guān)閉或關(guān)小出汽通道,無承壓能力的生活鍋爐改作承壓蒸汽鍋爐等原因,致使鍋爐主要承壓部件的承受壓力超過承載能力而發(fā)生的爆炸。缺水爆炸則是指鍋爐的主要承壓件部件直接受火焰加熱,一旦嚴(yán)重缺水時,部件干燒而發(fā)生爆炸,也包括當(dāng)金屬溫度因缺水急劇上升,甚至被燒紅時,操作處理不當(dāng),如不是停爐,而是給嚴(yán)重缺水的鍋爐上水,從而釀成的爆炸。福建省晉江市某漂染有限公司在鍋爐發(fā)生缺水后處理不當(dāng)造成爆炸,4人受傷,直接經(jīng)濟損失60萬元。
應(yīng)采取的措施:
1 加強對鍋爐的監(jiān)察
1.1 鍋爐作為一種特殊設(shè)備具有事故率較高、事故后果較為嚴(yán)重的特點。為此,世界各國都由專門機構(gòu)對其進行監(jiān)察。1958年,我國勞動部建立鍋爐壓力容器監(jiān)察總公司,后改為勞動部鍋爐壓力容器安全監(jiān)察局。1998年,鍋爐壓力容器和壓力管道的監(jiān)察職能劃歸經(jīng)貿(mào)委質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督局。40多年來,我國逐步完善了鍋爐壓力容器的監(jiān)察和檢驗系統(tǒng),如表1所列。
1.2 由于鍋爐壓力容器的危險性,世界各主要工業(yè)發(fā)達國家都依據(jù)專門的法律和完善的法規(guī)體系對其進行監(jiān)察、規(guī)范和管理。我國迄今還沒有特種設(shè)備的專門法律,依據(jù)的行政法規(guī)還是1982年2月6日頒布的《鍋爐壓力容器安全監(jiān)察暫行條例》。我國鍋爐壓力容器等特種設(shè)備法規(guī)體系見表2。
上述法規(guī)體系的建立對改善我國鍋爐的安全狀況起到了決定性作用,但仍存在一些亟待解決的問題和需要完善的內(nèi)容。鍋爐等特種設(shè)備的完善法規(guī)體系應(yīng)該是“法律——行政法規(guī)——部門規(guī)章及規(guī)范性文件——相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)及技術(shù)規(guī)定”的三級四層次(表2)。為此,提議制定《特種設(shè)備安全法》,修訂《鍋爐壓力容器安全監(jiān)察暫行條例》,完善依法行政的規(guī)章制度。我國已經(jīng)入世,因此,應(yīng)逐步建立和形成與國際標(biāo)準(zhǔn)相對一致的標(biāo)準(zhǔn)體系,與國際接軌。
1.3 我國現(xiàn)有鍋爐的監(jiān)察工作包括一般、專業(yè)、事故3種形式,不論哪一種作業(yè)現(xiàn)場監(jiān)察都至關(guān)重要,內(nèi)容主要有鍋爐工持證上崗、鍋爐定期檢查和維護、水質(zhì)分析和處理等。如因水垢和雜質(zhì)腐蝕鍋爐鋼板,導(dǎo)致鋼板強度減小而發(fā)生破裂爆炸事故時有發(fā)生。而在作業(yè)過程中往往忽略了對供給鍋爐水的分析和水質(zhì)處理這一至關(guān)重要的環(huán)節(jié),這就需要在監(jiān)察中經(jīng)常加以提醒。
表1 我國鍋爐壓力容器的監(jiān)察和檢驗機的情況(迄2000年底)
表2 我國鍋爐壓力容器等特種設(shè)備法規(guī)體系現(xiàn)狀(迄2000年底)
2 加大對“土鍋爐”的查處力度,減少因設(shè)計、制造缺陷造成的事故
2.1 近兩年內(nèi),我國經(jīng)貿(mào)委質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督局在開展安全大檢查中已查出無證制造鍋爐5200余臺,就地報廢7000余臺,限期整改20800余臺,查封非法制造鍋爐廠家141家,避免了一系列“土鍋爐”爆炸事故的發(fā)生。
2.2 在鍋爐的設(shè)計制造中特別要注意按鍋爐結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)計算強度,使鍋爐強度有足夠的安全系數(shù);在鍋爐結(jié)構(gòu)形式上要采用直徑小的水管式鍋爐,該形式不僅能承受較高壓力,而且在一旦發(fā)生事故時也可將事故的危害限制在最小限度內(nèi)。
3 推進技術(shù)進步,提高鍋爐安全性
3.1 無論大型鍋爐或中小型鍋爐都要逐步實現(xiàn)自動控制,以提高鍋爐安全性。如當(dāng)壓力超過了額定值時,能自動控制燃燒量,減少熱能的供給;水位降低時,水泵能即刻啟動并供水;水位超過規(guī)定高度時,自動裝置能立即停止供水。采用自動控制裝置后,操作管理的重點則是定期對裝置進行檢查、維修,保持其正常運轉(zhuǎn)。
3.2 我國目前的實際狀況是小型鍋爐數(shù)量相當(dāng)大,特別是20t/h以下的大約50萬臺,且大部分仍為手工操作。因此,進行操作人員的培訓(xùn)是提高鍋爐安全性的又一重要途徑。曾有報道國內(nèi)有若干工業(yè)鍋爐培訓(xùn)中心都興建了鍋爐模擬訓(xùn)練場,但都還停留在少數(shù)幾種爐型上。2001年,清華大學(xué)研制了“全軟型工業(yè)鍋爐仿真培訓(xùn)系統(tǒng)”(簡稱UIBS),具有工業(yè)鍋爐起動、停機、運行,特別是事故處理多方面功能,仿真工業(yè)鍋爐可能遇到的各種工況和事故。這種實戰(zhàn)培訓(xùn)方法值得大力推廣。將來,隨著自動化程度的提高,減少了人工干預(yù),仍有必要對鍋爐操作人員進行應(yīng)對各種可能發(fā)生事故的“應(yīng)急訓(xùn)練”。
3.3 在采用自動控制技術(shù)和對操作人員培訓(xùn)的同時,為提高鍋爐安全性,仍需不斷改善鍋爐本身性能。我國“八五”、“九五”期間一直把鍋爐、壓力容器、管道安全技術(shù)的研究列入國家重點科技攻關(guān)計劃。如“九五”的“在役鍋爐、壓力容器安全評估與爆炸預(yù)防技術(shù)研究”課題,有助于解決鍋爐安全工程中最為普遍和帶全局性的爆炸問題。
1 工業(yè)鍋爐用途廣泛,分布面廣。但除爆炸外,還有噪聲、有毒有害氣體等職業(yè)衛(wèi)生問題。因此,鍋爐的安全使用至關(guān)重要。
2 在工業(yè)鍋爐的爆炸事故中“土鍋爐”占了絕大多數(shù),為把鍋爐爆炸率控制在遠遠小于2000年的0.16起/萬臺指標(biāo)下,必須加強綜合性措施,特別加大對“土鍋爐”的整治力度。2002年,我國經(jīng)貿(mào)委質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督局把重點放在對“六小企業(yè)”鍋爐設(shè)備的檢查和對“五無”(無證制造、安裝、使用、操作和未按期定檢)鍋爐的整頓上,這無疑會收到明顯的效果。
3 采用自動控制、人員培訓(xùn)、科學(xué)研究等先進手段也是降低鍋爐爆炸率的有效途徑。