安全性評價中的技術(shù)咨詢工作

1、安全性評價中的技術(shù)咨詢工作對火力發(fā)電廠進(jìn)行安全性評價， 不僅要按照相關(guān)項目進(jìn)行查證和評分， 以量化界定安全性（或?qū)?yīng)的危險性）程度，更重要的是善于識別潛在的 危險因素而加以發(fā)掘，提出針對性的整改建議，以切實可行的技術(shù)措 施和（或）管理手段，將隱患消除。因此，電力生產(chǎn)設(shè)備的安全性評價， 必然含有設(shè)備狀態(tài)診斷、故障預(yù)測預(yù)告和失效分析等技術(shù)咨詢內(nèi)容。安全性評價的技術(shù)含量，主要體現(xiàn)在為業(yè)主單位提供的整改建議中的 技術(shù)咨詢量?，F(xiàn)以不同類型火（熱）電廠化學(xué)專業(yè)安全性評價為例作說明。1在安全性評價中為業(yè)主單位釋疑解難安全性評價雖已列出明晰具體的評價條目，但是按條目衡量被評價單 位發(fā)供電設(shè)備時，卻取決于查評專

2、家的技術(shù)水平與實際經(jīng)驗。對于同 一條目，不同專家發(fā)掘問題的深度有很大差異，綜合分析與處理問獾 哪芰。嗖罡 螅 岢齙惱 慕丁櫚募際鹺 肯曖F踉丁 ？ 業(yè)主單位在接受查評的同時，往往寄希望于專家為之解決一些疑難問 題，查評專家也應(yīng)義不容辭的為之排憂解難。以下事例可資證明。1.1某廠水質(zhì)合格條件下積垢率過高的分析某廠2臺蒸發(fā)量為1100t/h亞臨界參數(shù)鍋爐，曾因水質(zhì)故障，在投產(chǎn)后 不久大面積脆爆失效。接受教訓(xùn)后，該廠領(lǐng)導(dǎo)下力量抓了水汽質(zhì)量， 使合格率達(dá)到考核指標(biāo)。但是更新后的水冷壁管積垢率仍很高，鍋爐 酸洗間隔平均值分別是1.6年和2.5年。在安全性查評中，這一尖銳矛 盾現(xiàn)象擺在查評者面前， 業(yè)主單

3、位領(lǐng)導(dǎo)與專業(yè)人員都希望有合理解釋。 在查證中發(fā)現(xiàn)，這2臺鍋爐的5次酸洗，均采取pH為55.5條件下 的亞硝酸鈉鈍化， 在此 pH 值下鍋爐金屬面難以進(jìn)入鈍態(tài)， 而且有腐蝕。 為此指出，應(yīng)采取 pH 為 99.5 的相同濃度亞硝酸鈉鈍化。前者由于 金屬面未鈍化，可產(chǎn)生 400kg 以上的銹蝕物，即使均勻分布在水冷壁 受熱面上，也達(dá)43g/m2 ;后者產(chǎn)生的銹蝕量為71kg，均勻沉積量不足 8g/m2。為此，明確建議該廠今后在pH值為99.5下進(jìn)行亞硝酸鈉鈍化處理。1.2對某廠查評與復(fù)查中進(jìn)行失效分析與處理某電廠 4臺 200MW 機組凝汽器銅管使用逾 10年無結(jié)垢腐蝕現(xiàn)象，也 很少發(fā)生凝汽器泄漏

4、現(xiàn)象。但是在進(jìn)行安全性評價前半年多均出現(xiàn)結(jié) 垢腐蝕，到進(jìn)行安全性評價時，凝結(jié)水合格率均低于50%。經(jīng)查證，認(rèn)為是該廠未按變更原水時應(yīng)采取脫除強酸鹽處理 （稱“深度處 理”的）要求，投入配套的循環(huán)水處理設(shè)備進(jìn)行水質(zhì)處理， 而采用藥劑 “阻 垢、緩蝕 ”所致。由于凝汽器管泄漏堵管率已達(dá) 5%，建議依次更新為 耐蝕的70-1B錫黃銅管，同時強調(diào)仍需投入深度處理設(shè)備，其制水量應(yīng) 達(dá) 500t/h 。在查評中還發(fā)現(xiàn)循環(huán)水 pH 值低于 6，指導(dǎo)用氫氧化鈉中和處理，液堿 用量與計算值符合。在對該廠進(jìn)行復(fù)查時，正值新?lián)Q管的 3 號機組銅管嚴(yán)重泄漏。指出在 該機組銅管安裝時，曾發(fā)現(xiàn)操作粗放，將銅管彎成弓狀，曾

5、預(yù)告投產(chǎn) 后將在冬季產(chǎn)生應(yīng)力開裂 （稱“季節(jié)性破裂 ”。）該機凝結(jié)水質(zhì)劣化的特點 符合銅管斷裂特征，抽管檢查也證實了對失效原因的推斷。黃銅管應(yīng) 力斷裂可在第二個冬季后緩解， 例證就是該廠 1 號機于 1984 年夏投產(chǎn) 后，從當(dāng)年秋末到次年夏初因黃銅管斷裂而停機 20 余次，次年就不再 發(fā)生。對此，其他機組更新銅管時必須引以為戒， 嚴(yán)防產(chǎn)生安裝應(yīng)力。 1.3 在評價中答復(fù)業(yè)主單位的疑難問題 某新建電廠循環(huán)水使用弱酸樹脂對補充水作脫堿軟化處理，設(shè)計濃縮 倍率為對該廠提出的內(nèi)冷水電導(dǎo)率控制標(biāo)準(zhǔn)和銅管清洗問題一一作了 答復(fù)，并將該廠鍋爐充氮氣保護(hù)改為滿水用氮氣保持壓力保護(hù)。2 風(fēng)險預(yù)知預(yù)告和消除風(fēng)險

6、對策收效情況 安全性評價是基于預(yù)防為主的安全管理原則，通過查找風(fēng)險因子預(yù)防 設(shè)備發(fā)生故障?；鹆Πl(fā)電廠安全性評價 （第二版 ）1.6 電站化學(xué)設(shè)備， 將可能引發(fā)化學(xué)故障的 80 個風(fēng)險因子，歸納成 4個子項共 40 個條目。 認(rèn)真地按 評價條款進(jìn)行查證計分， 一般能顯示出設(shè)備的薄弱環(huán)節(jié)， 對于水處理設(shè)備和制氫設(shè)備顯性的風(fēng)險因子易于辨識，但是由于水汽 質(zhì)量與化學(xué)技術(shù)管理薄弱引發(fā)的故障則難于辨識。業(yè)主單位則寄希望 于評價專家通過查評揭示潛在的危險點，以便控制和消除。2.1對某廠 6 號爐堿腐蝕脆爆危險的預(yù)告 在該廠查評中發(fā)現(xiàn)凝汽器經(jīng)常泄漏，給水含氧量長期超標(biāo)，省煤器、 汽鼓和水冷壁管附著物是紅棕色的

7、高價氧化鐵， 鍋爐水 pH 值高，水冷 壁管試樣已有孔蝕，在評價報告與分項扣分表中都多次提示存在堿腐蝕脆爆危險 該鍋爐于進(jìn)行安全性評價半年后，果然發(fā)生了水冷壁管堿腐蝕脆爆， 由于該廠對爆管原因存在內(nèi)部分岐，影響了防治對策的執(zhí)行。因而在 隨后的 5個月內(nèi)又發(fā)生 4 次爆管。在對該廠復(fù)查中，系統(tǒng)闡明了閉塞區(qū)堿腐蝕的形成機制及對策，統(tǒng)一 了認(rèn)識，強化對策的實施，制止了爆管的發(fā)展。當(dāng)該爐完全實現(xiàn)了整 改建議后，不再發(fā)生水冷壁管脆爆故障。2.2 對大容量鍋爐酸腐蝕的預(yù)警及處理對策 酸腐蝕脆爆是大容量鍋爐最危險的失效形式，它具有發(fā)展快、損壞面 大和持續(xù)發(fā)生的特點。對大容量鍋爐進(jìn)行評價時，應(yīng)做重點查證。2.

8、2.1 海水冷卻電廠尤應(yīng)注意酸腐蝕傾向某電廠一臺 200MW 機組曾因有海水進(jìn)入給水系統(tǒng)而被迫停機。 在對該 機組進(jìn)行安全性評價時，發(fā)現(xiàn)該爐水冷壁管向火側(cè)垢量少于背火側(cè)， 而且積垢量少。指出這是鍋爐水 pH低于乙尤其是低于5時，產(chǎn)生的 酸性腐蝕和溶解所致。報告中提出的對策是 “加強爐水 pH 值測試，當(dāng) 發(fā)現(xiàn)pH<8.5時，可投加氫氧化鈉中和；如果pH<7,則應(yīng)停爐放水，進(jìn) 行換水沖洗后，用氫氧化鈉進(jìn)行熱態(tài)成膜鈍化 ”。2.2.2 亞臨界參數(shù)鍋爐酸腐蝕預(yù)警及分析處理 在對某電廠查評時，發(fā)現(xiàn)該廠 1， 3， 4 號爐水冷壁管向火側(cè)垢量均少 于背火側(cè)，著重指出該 3 臺亞臨界參數(shù)鍋爐均

9、有潛在的酸腐蝕危險。 通過查證確定其原因是：（1）鍋爐補充水及精處理的凝結(jié)水pH值常低于6.5，甚至低于 6.0；(2)采取協(xié)調(diào)磷酸鹽鍋內(nèi)處理，必然使鍋爐水 pH 值下限超標(biāo)。前者是設(shè)備問題；后者是控制問題。 由于該廠領(lǐng)導(dǎo)重視評價中提出的預(yù)警和整改建議，并認(rèn)真貫徹執(zhí)行， 因此，在進(jìn)行復(fù)查時證實，酸腐蝕脆爆風(fēng)險顯著減輕。 除該廠外，對某濱海熱電廠查評時，發(fā)現(xiàn)該廠 3 號爐由于進(jìn)入離子交 換樹脂使鍋爐水 pH 值大幅度下降而產(chǎn)生酸腐蝕危險； 在對華能公司所 屬某廠進(jìn)行鍋爐脆爆失效分析和進(jìn)行安全性評價時，都指出由于采取 協(xié)調(diào)磷酸鹽處理而存在酸腐蝕危險。對這些亞臨界參數(shù)鍋爐的鍋內(nèi)處 理方式皆建議改為低

10、磷酸鹽處理并輔以氫氧化鈉提高pH 值。給出的控制指標(biāo)是：鍋爐水磷酸根 0.52mg/L, pH9.210.0。當(dāng)鍋爐水pH值 偏離規(guī)范時，寧可使其上限超標(biāo) (保持 2.3 氧腐蝕及氧引起故障風(fēng)險的 消除 水中溶解氧自身可產(chǎn)生腐蝕，它還能促進(jìn)閉塞區(qū)酸腐蝕和堿腐蝕。氧 腐蝕廣義上還含停用腐蝕及受熱面上高價氧化鐵引起的腐蝕。2.3.1 凝結(jié)水含氧量不合格的研究與解決 在進(jìn)行評價中，最普遍突出的問題是凝結(jié)水含氧量不合格，成為重點 整改項目。凝結(jié)水是給水的主要組成部分，凝結(jié)水含氧量不合格，進(jìn) 而使給水含氧量超標(biāo)。經(jīng)觀察研究，凝結(jié)水含氧量不合格的原因有 3：一是鍋爐補充水率過高， 通常超過 4%后凝結(jié)水含

11、氧量難于合格。這是由于化學(xué)除鹽水含氧量是 凝結(jié)水含氧量規(guī)定值的 300 倍，由除鹽水帶入的氧難以在凝汽器中解析排除；二是除鹽水補充不均勻，虧水時大量補充，此時凝結(jié)水含氧 量必然不合格；三是凝汽器氣密性差，或者凝汽器除氧裝置有缺陷。 三者中以前兩者為主，而以第二點影響最大，也最容易解決。 在對華北電力集團所屬 14 個火（熱）電廠進(jìn)行安全性評價 （部分復(fù)查 ）中， 幾乎所有的電廠都存在此問題，按整改建議實施后均立即收到效果。2.3.2 給水含氧超標(biāo)的解決及停用保護(hù)問題查評中發(fā)現(xiàn)給水含氧量超標(biāo)多由凝結(jié)水含氧不合格引起，使凝結(jié)水含 氧合格后，給水也相應(yīng)解決。有些電廠也存在除氧器控制管理方面的 欠缺，

12、例如排汽門開度過小、除氧工況不穩(wěn)等，在查評中指出后均能 及時改正和改善。某熱電廠大氣式除氧器 （稱“低脫 ”含）氧量長期不合格。經(jīng)查證認(rèn)為是補 水不均勻所致。適度開大排汽 （氣 ）門，并保持均勻補充除鹽水，則能合 格。查評中發(fā)現(xiàn)，凡使用丙酮肟進(jìn)行化學(xué)除氧者，鍋爐內(nèi)表面均為紅色， 表明未起到除氧作用。在查評中指出，丙酮肟的確具有脫氧能力，這 些廠的氧腐蝕可能是藥劑或加藥工藝存在問題所致。在查評中強調(diào)變 “停爐保護(hù) ”為“停用保護(hù) ”，使停用的熱力設(shè)備在時間與 空間上盡量拓展，即進(jìn)行保護(hù)的時間應(yīng)盡量覆蓋停用期的90%；被保護(hù)設(shè)備盡量達(dá) 90%。還特別強調(diào)了凝汽器管的停用保護(hù)。3 提高火電廠安全管理

13、水平的咨詢 進(jìn)行安全性評價是為夯實安全基礎(chǔ)。作為安全系統(tǒng)工程，應(yīng)對火（熱 ） 電廠自設(shè)計到服役全過程的安全基礎(chǔ)給予關(guān)注。3.1 在評價中對擬建機組風(fēng)險因素進(jìn)行發(fā)掘?qū)δ畴姀S在役的4X 300MW機組進(jìn)行安全性評價時，注意到擬建的 4 臺300MW機組凝汽器管選材方面存在重大隱患，將是建成投產(chǎn)后的事 故根源。該廠在役的 4 臺機組使用 70-1A 黃銅管，循環(huán)水設(shè)計濃縮倍 率最高為 3.5倍。但是在 2.5 倍以下銅管已產(chǎn)生了明顯的腐蝕。經(jīng)了解 擬建的 4臺機組循環(huán)水濃縮倍率設(shè)計為 5.5倍，仍使用同種管材。 根據(jù) 長期從事腐蝕研究的經(jīng)驗與該廠現(xiàn)有機組腐蝕的現(xiàn)實，都表明 70-1A 管不能耐受5.

14、5倍循環(huán)水的腐蝕，很可能在服役的最初12年由于 嬰 兒期腐蝕 ”而失效，為此，建議將管材變更為 70-1B。經(jīng)研究確定， 68 號機變更訂貨改用 70-1B 管；5 號機已來不及改變 管材，仍使用 70-1A 管，但是應(yīng)采取一系列防腐蝕措施，包括投產(chǎn)前 的成膜和限制濃縮倍率為 2倍，半年后允許達(dá) 2.5倍。事后追蹤了解，按建議執(zhí)行后，新投產(chǎn)機組銅管情況優(yōu)于14號機。3 . 2新版本標(biāo)準(zhǔn)的引用及對標(biāo)準(zhǔn)的分解運用在對各廠進(jìn)行安全性評價中，注意提示被評價電廠使用最新版本的規(guī) 程、導(dǎo)則和標(biāo)準(zhǔn)。作為多項導(dǎo)則、規(guī)程和標(biāo)準(zhǔn)的參編者，結(jié)合查評同 時介紹國外相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)及標(biāo)準(zhǔn)的制定背景情況，以利執(zhí)行。3.2.1GB

15、12145-89變更為 GB/T12145-1999的有關(guān)問題作為部標(biāo)委會委員參加了 SD163-85的編寫討論和將該部標(biāo)晉升國標(biāo)G B 1 2 1 4 5- 8 9的討論，由于該標(biāo)準(zhǔn)所定的協(xié)調(diào)磷酸鹽處理不適用于亞臨 界參數(shù)電廠，在對各廠評價中掌握以下原則：協(xié)調(diào)磷酸鹽處理可用于 高壓鍋爐，不宜用于超高壓鍋爐，不可用于亞臨界參數(shù)鍋爐 （ 對 GB/T12145-1999也同樣）。在評價過程中，已推出了新國際 GB/T12145-1999火力發(fā)電機組及蒸 汽動力設(shè)備水汽質(zhì)量，敦促所評價電廠將本廠規(guī)程按新國標(biāo)改寫。GB12145-89無中性水處理或聯(lián)合水處理規(guī)范，在對華能某熱電廠直流鍋爐進(jìn)行查評時，

16、提供了聯(lián)合水處理（CWT和中性水處理（NWT）控制標(biāo) 準(zhǔn)。水的硬度是重要指標(biāo)，GB12145的兩個版本均采用1/2（Ca+Mg）為基本 單元，使硬度的計算值與按ISO6059-1984得到的硬度值大了 1倍。在 安全性評價當(dāng)中，凡有提出問題者，均作了詳細(xì)的說明。在對超臨界參數(shù)電廠進(jìn)行評價時，對 GB12145標(biāo)準(zhǔn)按期望值對標(biāo)準(zhǔn)值 進(jìn)行分解，以從嚴(yán)掌握。3.2.2 對引進(jìn)機組評價時的引用標(biāo)準(zhǔn)問題對某電廠800MW引進(jìn)機組進(jìn)行評價時，本可引用 GB/T12145-1999進(jìn) 行評價，但是該廠自調(diào)試到投產(chǎn)均按俄廠商提供的水化學(xué)工況（BXP標(biāo)準(zhǔn)維持，并已征得其上級化學(xué)監(jiān)督單位認(rèn)可。對此認(rèn)為，在該次查評 中暫按俄供水化學(xué)工況評價，復(fù)查時應(yīng)按GB/T12145-1999考核。3.3 凝汽器管選材導(dǎo)則及銅管內(nèi)應(yīng)力檢驗發(fā)電廠凝汽器管選材可參照編號為DL/T713-2000火力發(fā)電廠凝汽器管選材導(dǎo)則。銅管內(nèi)應(yīng)力檢驗是最重要的質(zhì)量控制項目。最早用作者 譯自蘇列寧格勒金屬工廠的24h氨熏法。后改用YB781-754