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当阳马店矸石发电厂蒸汽管道爆破事故分析

  • 来源: 汽机监督
  • 作者:
  • 发布时间: 2016-09-09

1事故概况

湖北当阳市马店矸石发电有限责任公司,2015年1月开工建设2×25MW发电机组,2台220t/h高温高压锅炉和1台75t/h中温中压锅炉(从老厂拆来的),2台220t/h高温高压锅炉设计压力9.8MPa,过热器温度540℃,采用母管制。

2016年5月,已完成主设备安装,从6月中旬开始进行设备调试至事故发生时。

8月11日15时20分许,正在进行热电机组热能调试,2号锅炉蒸汽出口处主管道流量计阀门焊缝突然裂开,大量高温高压蒸汽从管道中向外喷出,导致主控室与汽机房之间的大型窗户的双层玻璃破碎,蒸汽冲击波,向着正在控制室内运行人员和调试人员猛扫,造成主控室内人员严重伤亡。当场死亡21人、受伤5人(其中3人重伤)的重大安全生产事故。3个重伤人员中,其中1人经医院抢救无效死亡。最终确认死亡22人、受伤4人。

2事故原因及暴露的问题

2.1 主蒸汽管材料为12Cr1MoV,直径426mm,流量计材质也为12Cr1MoV,工作温度为540℃,压力为9.8MPa,孔径为273*25mm。 2号锅炉蒸汽出口处主管道流量计阀门焊缝裂开,造成阀门焊缝爆裂有如下原因:

2.1.1  12Cr1MoV材质存在问题。事故后,主蒸汽管材质检测不合格。承受高温高压的管材进场后,按要求应当进行复检,但是事故后,查不到取样送检证明报告,说明监理监督不到位。

2.1.2  焊接质量不过关,焊缝处理工艺不完善。施工单位对焊接质量重视不够,所派的管道爆破处施焊的是一名新手焊工,该焊工取证才2个月,焊接技术不高和经验不足,焊工在作业过程中,未按规程施工,在低温潮湿的天气,在施焊前对焊件预热不够,对正火冷却速度较敏感的高压管道焊前预热,温度没有达到300℃。施工单位对焊接质量未严格实行“三检制”,即自检、互检、专检,没有及时检查焊缝质量。

2.1.3建设单位、监理单位没有组织对焊缝未进行100%焊口无损检测。2.1.4事故前两天,已经发现该焊口发生泄漏,现场技术人员正在研究处理方案,对事故隐患处理不及时。

2.1.5管道布置不合理。事故管道布置在8m层,该区域是全厂主蒸汽母管和2号炉出口母管连接处,也是锅炉给水平台,大量的管道交叉布置,空间位置有限,导致管道膨胀受阻,容易产生热应力拉断焊口。

2.1.6 运行中存在超温超压现象。该电厂报装的锅炉流量参数为220t/h,实际上已远远超过220t/h运行,事故前机组正常运行中,进行的调试项目为热能调试,在此过程中,2号锅炉蒸汽出口处主管道流量超限,应力最集中位置为流量计阀门焊缝。

2.1.7控制室布置不合理。控制室布置在汽机房8m层和锅炉岛之间的通道上,且大门面向B列柱,背墙朝通道采用双层玻璃,通道内布置大量高温高压管道,部分管道还跨越控制室顶部,是造成这次事故的主要原因。

2.2暴露的问题

2.2.1 事故造成伤亡26人,其中当值运行人员为19人,另7人为该公司技术人员,正在进行调试和准备处理漏点。没有按照国家安监总局提出的“通过提高自动化程度替换人员,提高安全水平”的要求,提高机组自动化水平,小机组现场值班人员过多。

2.2.2 高温高压锅炉设计压力9.8MPa,温度540℃左右,采用母管制,主蒸汽管材料为12Cr1MoV,从数据上明显看出事故公司是将国家规范标准用尽用足,设备安全余量不够,特别是在自备机组同时供热的情况下,主蒸汽管道长期超限运行。

2.2.3 事故单位曾经有过类似压力管道爆破事故,没有吸取同类事故教训。

2.2.4 技术监督重视程度不足,特别是高压管道金属监督、支吊架、膨胀相关监督工作不到位;

2.2.5从电厂审批环节看,电厂明显是边设计边施工,同时不断在变更,电厂设计单位为化工系统的设计单位而非专业电力设计院,对热电厂的设计经验不足,存在诸多缺陷。

3防范措施

3.1  从人、机、料、法、环五个方面入手,严格控制管道焊接质量。

影响管道安装质量的因素有人、机(包括检验器具)、料、法、环五大因素,要确保管道安装质量合格,必须从这五个方面入手。

3.1.1 施工单位必须高度重视焊接质量,抓住“人”这个关键因素,选对焊工。要确保高温高压管道焊缝焊接质量合格,首先必须确保选派的焊工持有相应合格项目和焊接检验的焊工操作资格证,没有焊工操作资格证或者不是相应合格项目和焊接检验的焊工不准施焊;第二,选派的焊工必须具有较好的焊接技术和经验;第三,选派的焊工必须要有高度的责任感。焊工在作业过程中,必须严格按规程施工,及时检查焊缝。

3.1.2 焊接的机具、检验器具必须完好、合格。焊接现场的组合架应调整好,夹具应备齐;电焊机无故障,电流应调好;检验器具应确保准确无误差。

3.1.3 确保所焊接的管道及使用的焊条等材料质量合格。焊前检验,应对原材料进行检查,包括对母材、焊条(焊丝)、保护气体、焊剂、电极等进行检查,是否与合格证及国家标准相符合,包装是否破损,是否过期等。管道应按专业施工质量验收规范的规定进行检验。检验应当有书面记录和专人签字;未经检验或者检验不合格的管道,不得使用。需要复检的管道,按要求应当进行复检。检验方法、检验数量、检验结果的记录,应符合专业施工质量验收规范的规定。另外,需要保证焊条型号选择正确无误,焊条不受潮,在低温潮湿的天气,按规定将焊条进行烘干,放入保温桶内保温。

3.1.4  确保焊接施工方法正确。焊工应严格按照焊接作业指导书或工艺卡的规定进行施焊,一是保证下料尺寸不超差;二是保证焊接顺序正确;三是保证定位点适当;四是保证焊接速度均匀;五是保证焊前对焊件预热。

高温高压安装时,不得用强拉、强推、强扭或修改密封垫厚度等方法来补偿安装误差。

高压管道的安装应尽量减少和避免固定焊口,特别是在竖直管道上,一般不应布置固定焊口。

3.1.5 采取适当措施,改善焊接作业环境,确保焊接质量。下雨天气、风大的天气,露天进行焊接作业,需要搭设移动式防雨、防风棚,防止焊接时雨淋。低温潮湿天气,必须保证在施焊前加热烤干焊件,对焊件进行预热,预热温度达到100-120℃,对正火冷却速度较敏感的高压管道焊前预热,温度应达到300℃;焊条烘干放在保温桶中。

3.2施工单位对焊接质量应当严格实行“三检制”,即自检、互检、专检,管道焊接完成后,对焊缝应进行100%外观检查,及时检查焊缝外观质量;外观检查合格后,建设单位、监理单位应当及时组织对焊缝进行100%焊口无损检测(如超声波检查,X射线检查,磁粉检查),确保焊接质量合格。

3.3 建设单位、监理单位应高度重视技术监督,特别是高压管道金属监督、支吊架、膨胀相关监督工作。

3.4建设单位、施工单位要坚持“四不放过”的原则,吸取同类事故教训,举一反三,全面排查不安全隐患,发现一起,整改一起,不拖拉,不留死角,确保人身和设备安全。

3.5 火(热)电厂运行人员,必须严格遵守本企业《运行规程》和有关操作规程、规定,锅炉、汽轮机、发电机、主变压器等主设备和其他辅助设备,必须严格按额定参数运行,不超温、不超压、不超速。

3.6 严格控制火(热)电厂设计单位的招标程序,对设计资质不符合电厂设计要求的设计单位,建设单位应拒绝其参入投标;对火(热)电厂设计经验不足的设计单位,应慎重选择。

3.7 设计单位应当严格按照火电厂设计规范进行设计,初步设计完成后,建设单位应组织初步设计审查,并报有关部门批准,不能搞边勘测、边设计,边施工的“三边”工程。设计变更必须按照规定程序,如需要深化设计的设计文件,也要由原设计单位审查确认批准。

3.8 现场设计应做到合规、合理,尤其是高温高压管道的布置,既要美观、合理,便于检修维护,又要尽量避开行人通道,确保人身安全。像控制室这样人员密集的工作场所,必须避开重大危险源,如高温高压管道不能布置在控制室或操作室周围或顶部。


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