1、除氧器系統安全評價摘要應用預先危險性分析（PHA）的安全評價法針對除氧器系統作安全評價,并做出相對應的安全防范措施排除、避免危險有害因素。對于最嚴重的危險除氧器爆炸，利用事故樹法分析。得出存在的危險直接原因是操作人員的誤操作導致系統異常，間接原因是管理人員沒有定期對除氧器系統做檢查和維修。關鍵詞：除氧器 安全評價 預先危險性分析 事故樹Deaerator system safety assessmentAbstractApplication of preliminary hazard analysis (PHA), safety assessment method for deaerator

2、installation, operation, service and maintenance of safety evaluation, and make the corresponding safety precautions to eliminate or avoid the dangerous and harmful factors. For the most serious danger - deaerator, using the method of accident tree analysis. Concluded that there is risk of direct re

3、ason is the operator's wrong operation cause a system exception, indirect reason is that managers do not regularly to the deaerator system inspection and maintenance.Key words: Deaerator,Safety evaluation,Preliminary hazard analysis,Fault tree analysis目 錄1評價項目概述11.1安全評價目的11.2安全評價范圍11.3評價依據11.3.1

4、法規依據11.3.2采用的主要技術規范和標準12評價項目概況32.1除氧器概述32.2除氧器結構原理33危險、有害因素分析63.1生產工藝63.2工藝過程危險有害因素分析73.3安全管理危險有害因素分析74評價方法的選擇84.1評價方法簡介84.1.1定性安全評價84.1.2定量安全評價84.2評價方法選擇結果85定性、定量評價95.1預先危險性分析95.1.1預先危險性分析表95.1.2危險等級劃分105.1.3預先危險性分析小結105.2事故樹分析法115.2.1除氧器爆炸事故樹115.2.2除氧器爆炸事故樹最小割集125.2.3除氧器爆炸事故樹最小徑集135.2.4除氧器爆炸事故樹結構重

5、要度145.2.5除氧器爆炸事故樹小結156危險有害因素的對策措施166.1除氧器反事故措施166.1.1除氧器振動166.1.2除氧器壓力突然下降166.1.3除氧器壓力突然升高166.1.4除氧器水位高166.1.5除氧器水位低166.2除氧器爆炸預防措施176.2.1運行方面176.2.2檢修方面176.2.3防止裂紋產生措施177評價結論18參考文獻19致謝201評價項目概述1.1安全評價目的安全評價首要目的是貫徹“安全第一、預防為主”的安全生產方針，根據國家法律、法規和相關技術標準進行安全評價。第二個目的是對除氧器系統所存在的危險性、有害性進行定性、定量的分析，評估除氧器系統發生危險

6、、危害的可能性及其程度，以尋求最低事故率、最低職業危害、最少的事故損失和最優的安全投資效益。第三個目的是按照安全系統工程的方法，分析、評價除氧器系統潛在的危險、有害因素及其危險等級與可接受程度，得出評價結論，并提出切實可行的、合理的對策措施。1.2安全評價范圍本次評價對除氧器系統的工藝過程設立安全現狀評價，通過評價找出該裝置在生產運行過程中的事故隱患和存在問題，在此基礎上提出相應的對癥措施與建議。1.3評價依據1.3.1法規依據1）中華人民共和國安全生產法（2002年11月1日起實施）2）中華人民共和國消防法（1998年4月29日第九屆全國人民代表大會常務委員會第二次會議通過）3）建設工程安全

7、生產管理條例（中華人民共和國國務院令第393號，2004年2月1日實行）4）國務院關于進一步加強安全生產工作的決定（國發【2004】2號）5）關于進一步加強建設項目（工程）勞動安全預評價工作的通知（國家安全生產監督管理局安監管辦字200139號）6）關于加強建設項目安全設施“三同時”工作的通知（國家發展和改革委員會，國家安全生產監督管理局 發改投資20031346號）7）安全生產許可證條例（中華人民共和國國務院令第397號）1.3.2采用的主要技術規范和標準1）安全標志（GB2894-1988）2）安全標志使用導則（GB16179-1996）3）安全評價通則（國家安全生產監督管理局安監管技裝字

8、200337號文）4）安全色（GB2893）5）爆炸和火災危險環境電力裝置設計規范（GB50058-92）6）爆炸危險場所安全規定（勞部發199556號）7）電氣設備安全設計導則（GB4064-1983）8）高溫作業分級（GB4200-84）9）供配電系統設計規范（GB50052-92）10）電站除氧器安全技術監察規程（GB1576-2001）11）電站壓力式除氧器安全技術規定12）鋼制壓力容器（GBL50-89）2評價項目概況2.1除氧器概述除氧器是鍋爐及供熱系統關鍵設備之一，如除氧器除氧能力差，將對鍋爐給管道、省煤器和其它附屬設備的腐蝕造成的嚴重損失，引起的經濟損失將是除氧器造價的幾十或幾

9、百倍，國家電力部因此對除氧器含氧量提出了部分標準，即大氣式除氧器給水含氧量應小于15/L,壓力式除氧器給水含氧量應小于 7/L。2.2除氧器結構原理除氧設備主要由除氧塔頭、除氧水箱兩大件以及接管和外接件組成，其主要部件除氧器（除氧塔頭）是由外殼、汽水分離器、起膜管、鄰水篦子、蓄熱填料液汽網等部件組成。1）外殼：是由筒身和沖壓橢圓形封頭焊制成。2）膜器組：由水室、起膜管、凝結水接管、補充水接管組成。起膜管、下水管材料均由不銹鋼制造,常年運行無需檢修，也是旋膜式除氧器主要部分，98%的氧由此除去。3）淋水篦子：經起膜段除氧的給水及由疏水管引進的疏水在這里進行減流二次分配，使水呈均勻淋雨狀下落，從而

10、保護其下部液汽網。水篦子空間面積不小于總截面的50%，不銹鋼結構，常年運行無需檢修。4）填料液汽網：是由相互間隔的扁鋼帶及一個圓筒體，內裝兩層高度特制的O型0.3mm不銹鋼扁絲網，給水在這里與二次蒸汽充分接觸，加熱到飽和溫度并進行深度除氧，以保證除氧水中含量。5）蒸汽分配盤：主加熱蒸汽由此接進，規則均分型結構能很好保證加熱質量，使加熱蒸汽呈現均分狀態其在無節流工況下上升加熱軟化水，達到飽和溫度下工作除氧。6）汽水分離器：由不銹鋼填料組成內網，外殼設計為通氣型結構，能有效的將排氧時的汽帶水分離回流，是排汽不帶水的必不可少部件。7）水箱：是由筒身和沖壓橢圓形封頭焊制成，內部設置加強圈，底座固定在預

11、制的工作臺上，一端固定，另一端為安裝膨脹滾體裝置。水箱上設有檢修人孔、安全閥接管口、排水口、再沸騰管口、水封筒口、水位計接口、壓力表口、溫度表口、用水口等。8)安全閥-裝在水箱上，當設備內在壓力超出允許值時，安全閥自動打開泄壓，起安全保護作用。9)壓力表-裝在除氧器上部，監視設備內的壓力，一般為1.5級型。10)封筒-接口裝在水箱高水位上，當水箱水位超過某一極限時，能自動將超出極限水位的那部分排到疏水箱或地溝去。11)雙金屬溫度計-裝在除氧頭和水箱下部，監視除氧頭和水箱內水的溫度。12)蝶閥-裝在加熱蒸汽管路上，借助自動調整器，調節加熱蒸汽流量，以使除氧器內壓保持在額定范圍內。13)截止閥-裝

12、在補水管上，借助電動水位調節系統，調節補給水流量，以維護水箱的正常水位。14)調節閥-裝在補水管上，借助電動水位調節系統，調節補水給水流量，以維護水箱的正常水位。15)電極點水位計-裝在水箱上，可遠程傳感信號到控制室，監視水箱內的水位。16)電動閘閥-裝在水箱放水管路上，當水箱水位超過某一極限時，借助電動水位調節系統，電動閘閥自動打開，將超出極限水位的那部分排到疏水箱去。17)磁翻板水位計-裝在水箱上，現場直觀顯現水箱水位變化，也可接遠傳信號。18)壓力自動調整器-自動調節加熱蒸汽進口閥門的開度、既調節蒸汽流量，又保持除氧器內壓力穩定。19)滾體裝置-裝在水箱一個底座下面，能自動調節熱脹冷縮時

13、的水箱平移。20)電動水位調節系統-自動調節補給水流量及控制極限水位放水閥（電動閘閥）。除氧器結構簡圖見圖2-1。 圖2-1 除氧器結構簡圖3危險、有害因素分析3.1生產工藝生產工藝流程圖見圖3-1。圖3-1 工藝流程3.2工藝過程危險有害因素分析水中溶解氧的存在是鍋爐、熱交換器和熱網管道發生腐蝕的主要原因，這種腐蝕造成了能源和資金上的嚴重浪費，同時給設備的安全運行埋下隱患。除氧器是鍋爐及供熱系統的關鍵設備之一，如除氧過程中發生事故，將對鍋爐給水管道、省煤器和其它附屬設備造成嚴重傷害和損失。工藝過程中發生事故的主要危險因素如下：1）除氧器水箱破裂引起爆炸檢修不認真或自行在壓力容器上隨意開孔和焊

14、接其他構件，導致后面系統運行時，水箱破裂爆炸，水箱里的熱水噴射到設備與人員2。2）除氧器超壓導致爆炸由于使用超出壓力、運行工況突變、操作使用不當、進入現場違規造成設備超過設計值引起爆炸。3）除氧器振動導致灼燙進水溫度低及進水量波動大，淋水盤空銹蝕堵塞發生溢流；噴嘴脫落，使進水呈水柱狀沖向排氣管，最終導致除氧器振動，液體噴出，導致人員灼傷和設備損壞。4）觸電系統附近電路設備、線路老化或發生短路、漏電等原因導致觸電。5）物理打擊人為進行蓄意破壞至設備破損。6）坍塌安裝位置、環境與規定標準不合，或自然災害導致設備坍塌。3.3安全管理危險有害因素分析在安全管理方面，操作人員違反操作規程、人員失誤、違章

15、指揮、監護不力、生理缺陷、心理缺陷等原因都有可能導致事故的發生。事故應急預案不健全、不使用、不能夠持續改進、不舉行反事故演練、演練未達到效果等導致發生事故時起不到應有的作用。 所以應組織操作運行人員加強規程培訓學習，進行專題運行分析，提高操作技能，保證各運行人員能及時發現異常并準確排除，且以此為防止事故發生的演習題目，進行模擬演習，從而提高運行人員預防此類事故的實戰能力，并做好系統的各項技術監督工作。4評價方法的選擇4.1評價方法簡介安全評價方法是對系統的危險性、有害性及其程度進行分析、評價的工具。按其特性可分為定性安全評價、定量安全評價。4.1.1定性安全評價定性安全評價是借助于對事物的經驗

16、、知識、觀察及對發展變化規律的了解，科學地進行分析、判斷的一類方法。運用這類方法以找出系統中存在的危險、有害因素，再根據這些因素從技術上、管理上、教育上提出防范對策措施，加以控制，達到系統安全的目的。4.1.2定量安全評價定量安全評價是根據統計數據、檢測數據、同類和類似系統的數據資料，按有關標準，應用科學的方法構造數學模型進行定量化評價的一類方法。4.2評價方法選擇結果預先危險性分析的目的是早期發現系統的潛在危險因素，確定系統的危險性等級，提出相應的防范措施，防止這些危險因素發展成為事故，避免考慮不周造成的損失 ；事故樹分析法從事件的起始狀態出發，用邏輯推理的方法，設想事故發展過程，進而根據這

17、一過程了解事故發生的原因和條件3。結合本項目評價的特點，確定采用如下評價方法：1）預先危險性分析（PHA） 2）事故樹法5定性、定量評價5.1預先危險性分析5.1.1預先危險性分析表PHA分析表見表5-14。表5-1除氧器系統事故PHA分析危險、有害因素事故所處位置事故原因事故后果危險等級除氧器振動淋水篦子除氧器進水、進汽突增或突降給水流量大幅度晃動，造成除氧器水位快速波動大量高壓加熱器疏水突然進入除氧器高壓加熱器疏水管道振動引起除氧器振動設備損壞、蒸汽泄露II除氧器壓力突然下降水箱、淋水篦子進汽不足或中斷凝結水量突然增大或水溫突然降低除氧器放水閥、溢流閥、安全閥誤開機組負荷突然降低可能出現振

18、動、設備損壞、人員傷亡III除氧器壓力突然升高淋水篦子、水箱凝結水泵跳閘或水位調閥失靈進水中斷機組負荷突然大幅度升高并且過負荷輔汽至除氧器供汽閥誤開易出現返氧現象、設備損壞、人員傷亡III除氧器水位高水箱、起膜器組除氧器水位指示不準除氧器上水電動閥故障或旁路調節閥誤開機組甩負荷或減負荷速度太快給水量突減造成工質和熱量損失、設備損壞、人員傷亡III除氧器水位低起膜器組、水箱除氧器進水量太小或除氧器水位自動調整失靈凝結水泵運行異常或凝結水再循環閥運行中突然開啟凝結水、給水系統管道爆破大量漏水除氧器放水閥或溢流閥誤開機組負荷變化太快，除氧器水位調節跟不上水位計指示不準除氧器上水調閥卡澀或閥芯脫落設備

19、損壞、人員傷亡、造成經濟損失III5.1.2危險等級劃分由于危險因素發展成為事故的起因和條件不同，因此在預先危險性分析中僅能作為定性評價，其等級如表5-2所示。表5-2 危險等級分布表級 別危險程度可能導致的后果安全的不會導致傷害或疾病，系統無損失，可以忽略臨界的處于事故的邊緣狀態，暫時還不會造成人員傷亡和系統的損壞，但應予排除或控制危險的會造成人員和系統損壞，要立即采取措施控制破壞性的破壞性的，會造成死亡或系統報廢，必須設法消除5.1.3預先危險性分析小結通過預先危險性分析可知，除氧器系統發生事故會造成設備損壞、經濟損失，嚴重的情況下會造成人員傷亡。所以在每次的除氧器工作前工作人員要仔細檢查

20、設備是否能正常使用，使用過程嚴格遵循使用方法。5.2事故樹分析法5.2.1除氧器爆炸事故樹除氧器是鍋爐給水預處理系統的重要設備，通常由除氧頭和儲水箱上下兩部分組成。在高溫、高壓條件下工作，屬于壓力容器監管范疇，也是事故頻發設備。我國早期曾經發生過多起除氧器設備爆炸事故。因此，利用事故樹分析法對除氧器爆炸進行定量分析，分析除氧器設備爆炸原因，從而采取積極應對措施，減少或者避免事故發生。除氧器爆炸事故樹見圖5-1。18圖5-1 除氧器爆炸事故樹B1水箱裂紋B2誤操作B3檢修不足B4除氧器超壓B5嚴重的應力集中A1補充大量低溫水時采用2.4MPa壓力的二段抽氣加熱A2停止大量補水后未關閉氣源A3啟機

21、暖管時未將除氧器二次蒸汽進氣門關閉A4焊縫接頭缺陷A5環境腐蝕A6隨意挖補改造除氧器設備A7沒定期檢驗和水壓試驗A8沒對修后挖補元件進行檢查A9門桿漏氣量大A10進氣門內漏A11除氧器溫升太小A12水箱筒體的薄膜應力A13溫差應力A14除氧器頻繁啟動A15溫度和壓力波動A16水擊A17水箱焊后焊縫余高未打磨5.2.2除氧器爆炸事故樹最小割集除氧器事故樹最小割集見表5-3。表5-3 除氧器爆炸事故樹最小割集序號基本事件基本事件名稱1X10 X11 X12 X13 X14 X15水箱筒體的薄膜應力；溫差應力；除氧器頻繁啟動；溫度和壓力波動；水擊；水箱焊后焊縫余高未打磨2X1補充大量低溫水時采用2.

22、4MPa壓力的二段抽氣加熱3X7隨意挖補改造除氧器設備4X4門桿漏氣量大5X16焊縫接頭缺陷6X17環境腐蝕7X2停止大量補水后未關閉氣源8X3啟機暖管時未將除氧器二次蒸汽進氣門關閉9X8沒定期檢驗和水壓試驗10X9沒對修后挖補元件進行檢查11 X5進氣門內漏12 X6除氧器溫升太小5.2.3除氧器爆炸事故樹最小徑集除氧器爆炸事故樹最小徑集見表5-4。表5-4 除氧器爆炸事故樹最小徑集序號基本事件基本事件名稱1X10 X1 X7 X4 X16 X17 X2 X3 X8 X9 X5 X6水箱筒體的薄膜應力；補充大量低溫水時采用2.4MPa壓力的二段抽氣加熱；隨意挖補改造除氧器設備；門桿漏氣量大；

23、焊縫接頭缺陷；環境腐蝕；停止大量補水后未關閉氣源；啟機暖管時未將除氧器二次蒸汽進氣門關閉；沒定期檢驗和水壓試驗；沒對修后挖補元件進行檢查2X11 X1 X7 X4 X16 X17 X2 X3 X8 X9 X5 X6溫差應力；補充大量低溫水時采用2.4MPa壓力的二段抽氣加熱；隨意挖補改造除氧器設備；門桿漏氣量大；焊縫接頭缺陷；環境腐蝕；停止大量補水后未關閉氣源；啟機暖管時未將除氧器二次蒸汽進氣門關閉；沒定期檢驗和水壓試驗；沒對修后挖補元件進行檢查3X12 X1 X7 X4 X16 X17 X2 X3 X8 X9 X5 X6除氧器頻繁啟動；補充大量低溫水時采用2.4MPa壓力的二段抽氣加熱；隨意

24、挖補改造除氧器設備；門桿漏氣量大；焊縫接頭缺陷；環境腐蝕；停止大量補水后未關閉氣源；啟機暖管時未將除氧器二次蒸汽進氣門關閉；沒定期檢驗和水壓試驗；沒對修后挖補元件進行檢查4X13 X1 X7 X4 X16 X17 X2 X3 X8 X9 X5 X6溫度和壓力波動；補充大量低溫水時采用2.4MPa壓力的二段抽氣加熱；隨意挖補改造除氧器設備；門桿漏氣量大；焊縫接頭缺陷；環境腐蝕；停止大量補水后未關閉氣源；啟機暖管時未將除氧器二次蒸汽進氣門關閉；沒定期檢驗和水壓試驗；沒對修后挖補元件進行檢查5X14 X1 X7 X4 X16 X17 X2 X3 X8 X9 X5 X6水擊；補充大量低溫水時采用2.4

25、MPa壓力的二段抽氣加熱；隨意挖補改造除氧器設備；門桿漏氣量大；焊縫接頭缺陷；環境腐蝕；停止大量補水后未關閉氣源；啟機暖管時未將除氧器二次蒸汽進氣門關閉；沒定期檢驗和水壓試驗；沒對修后挖補元件進行檢查6X15 X1 X7 X4 X16 X17 X2 X3 X8 X9 X5 X6水箱焊后焊縫余高未打磨；補充大量低溫水時采用2.4MPa壓力的二段抽氣加熱；隨意挖補改造除氧器設備；門桿漏氣量大；焊縫接頭缺陷；環境腐蝕；停止大量補水后未關閉氣源；啟機暖管時未將除氧器二次蒸汽進氣門關閉；沒定期檢驗和水壓試驗；沒對修后挖補元件進行檢查5.2.4除氧器爆炸事故樹結構重要度除氧器爆炸事故樹結構重要度見表5-5

26、。表5-5 除氧器爆炸事故樹結構重要度代號基本事件名稱結構重要度15水箱焊后焊縫余高未打磨0.0138888888891補充大量低溫水時采用2.4MPa壓力的二段抽氣加熱0.0833333333337隨意挖補改造除氧器設備0.0833333333334門桿漏氣量大0.08333333333316焊縫接頭缺陷0.08333333333317環境腐蝕0.0833333333332停止大量補水后未關閉氣源0.0833333333333啟機暖管時未將除氧器二次蒸汽進氣門關閉0.0833333333338沒定期檢驗和水壓試驗0.0833333333339沒對修后挖補元件進行檢查0.08333333333

27、35進氣門內漏0.0833333333336除氧器溫升太小0.083333333333結構重要度順序為：I(1)=I(7)=I(4)=I(16)=I(17)=I(2)=I(3)=I(8)=I(9)=I(5)=I(6)>I(15)=I(10)=I(11)=I(12)=I(13)=I(14)事件名稱：補充大量低溫水時采用2.4MPa壓力的二段抽氣加熱=隨意挖補改造除氧器設備=門桿漏氣量大=焊縫接頭缺陷=環境腐蝕=停止大量補水后未關閉氣源=啟機暖管時未將除氧器二次蒸汽進氣門關閉=沒定期檢驗和水壓試驗=沒對修后挖補元件進行檢查=進氣門內漏=除氧器溫升太小>水箱焊后焊縫余高未打磨=水箱筒體的

28、薄膜應力=溫差應力=除氧器頻繁啟動=溫度和壓力波動=水擊5.2.5除氧器爆炸事故樹小結根據事故樹分析可知造成除氧器爆破的主要原因有水箱裂紋、誤操作、檢修不足和除氧器超壓。防止除氧器爆破造成嚴重人員傷亡、設備損壞和經濟損失，除氧器的相關操作人員應從除氧器運行、修檢和防止裂紋產生方面采取相關的安全措施。6危險有害因素的對策措施6.1除氧器反事故措施6.1.1除氧器振動1）調整除氧器進水、進汽量。2）調整給水流量、調整除氧器水位。3）調整高壓加熱器的疏水量及疏水方式，保持除氧器水位正常。6.1.2除氧器壓力突然下降1）增大進汽量或切換汽源。2）調整除氧器水位調閥，穩定進入除氧器的上水量。3）檢查低壓加熱器的運行情況，查找水溫降低的原因并消除。4）如果系閥門誤開造成應設法關閉。6.1.3除氧器壓力突然升高1）迅速恢復除氧器進水。2）降負荷至正常。3）關閉輔汽至除氧器供汽閥。6.1.4除氧器水位高1）核對有關水位計，確認除氧器水位是否高。2）水位自動調整失靈，應立即切為手動控制，配合凝泵變頻進行控制。3）機組甩負荷或減負荷速度太快，應及時調整除氧器進水量。4）水位升至高值時，除氧器至鍋爐啟動擴容器電動閥應自動開啟，否則手動開啟。5）水位升至高值時，除氧器底部放水閥應開啟，否則手動開啟；檢查除氧器四抽進汽電動閥或輔汽進汽電動閥自動關閉，否則手動關閉。6.1.5除氧器