電廠壓力管道安全管理系統(tǒng)的解決方案

0.?引言

主蒸汽管道、主給水管道等壓力管道是火力發(fā)電廠設(shè)備的最重要組成部分，其運(yùn)行的安全性不但關(guān)系到電廠企業(yè)能否長周期正常安全生產(chǎn)，更關(guān)系到人民生命與財產(chǎn)。但由于種種原因過去電廠對壓力管道安全管理的不夠重視，導(dǎo)致壓力管道事故時有發(fā)生，根據(jù)國家鍋爐壓力容器安全監(jiān)察局對歷年來200起各種壓力管道事故原因的統(tǒng)計(jì)分析表明：管理問題占32.6%，管子與管件質(zhì)量問題占27.3%，安裝問題占18%（其中焊接問題占88.6%），設(shè)計(jì)問題占11%，腐蝕問題占10.6%。由統(tǒng)計(jì)數(shù)字可見，設(shè)計(jì)、制造、安裝和使用等環(huán)節(jié)都有可能造成壓力管道事故。為提高壓力管道運(yùn)行的安全性，加強(qiáng)壓力管道安全管理與檢察，國家技術(shù)監(jiān)督局和國電公司相繼頒發(fā)了有關(guān)壓力管道安全管理與檢察管理規(guī)定（國家技術(shù)監(jiān)督局《壓力管道安全管理與監(jiān)察規(guī)定》和《在用工業(yè)管道檢驗(yàn)規(guī)程》（征求意見稿）、國家電力行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《電力工業(yè)鍋爐壓力容器監(jiān)察規(guī)程》dl612-1996、《電力工業(yè)鍋爐壓力容器檢驗(yàn)規(guī)程》dl647-1998、《火力發(fā)電廠金屬技術(shù)監(jiān)督規(guī)程》、浙江省電力公司《火力發(fā)電廠熱力系統(tǒng)壓力管道安全管理辦法》），并準(zhǔn)備2003年開始實(shí)施類似與壓力容器的使用登記制度。但在具體的實(shí)施中尚存在以下主要問題：

1）??國內(nèi)大部分電廠尚未建立圖文并茂的壓力管道安全管理臺帳，原始技術(shù)資料遺失嚴(yán)重，壓力管道安全管理的基礎(chǔ)工作十分薄弱。

2）??壓力管道技術(shù)信息多，依靠傳統(tǒng)的手工方法管理技術(shù)信息，不僅技術(shù)管理人員的管理工作量很大，而且不便于修改、統(tǒng)計(jì)分析和制作報表。

3）??由于電廠熱力系統(tǒng)壓力管道的走向較復(fù)雜，現(xiàn)場空間距離大，而且附件多而分布散，因此，缺乏單線立體圖形象化管理手段，管理起來很不方便。

4）??高溫下運(yùn)行材料的退化行為及原始施工缺陷（如：焊接缺陷等）是導(dǎo)致電廠壓力管道失效的最主要的原因，目前對材料蠕變與腐蝕狀況及其趨勢預(yù)測分析不夠，不能充分地為電廠生產(chǎn)安全運(yùn)行服務(wù)。

5）??支吊架、閥門等壓力管道安全附件的日常檢查不夠正常，技術(shù)信息記錄缺乏。

6）??電力公司安全檢察部門無法及時了解各電廠壓力管道的安全管理、檢測、檢修及缺陷情況，制定和實(shí)施針對性措施，壓力管道安全管理與檢察力度有待加強(qiáng)。

針對上述問題電廠壓力管道管理中存在的問題,?為了提高我國電廠壓力管道安全管理水平，使壓力管道安全管理系統(tǒng)化、形象化、科學(xué)化和定量化,為管道的檢修與更換提供可靠而科學(xué)的技術(shù)依據(jù),?同時也可使管道管理工程師從大量的手工勞動中解脫出來,?并為壓力管道安全使用登記做好技術(shù)準(zhǔn)備，研制了電廠壓力管道安全管理系統(tǒng)軟件。

電廠壓力管道安全管理系統(tǒng)以國家技術(shù)監(jiān)督局《壓力管道安全管理與監(jiān)察規(guī)定》為管理總體原則，以國家電力行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《電力工業(yè)鍋爐壓力容器監(jiān)察規(guī)程》dl612-1996、《電力工業(yè)鍋爐壓力容器檢驗(yàn)規(guī)程》dl647-1998、《火力發(fā)電廠金屬技術(shù)監(jiān)督規(guī)程》（簡稱為《規(guī)程》），以及《火力發(fā)電廠熱力系統(tǒng)壓力管道安全管理辦法》等有關(guān)壓力管道安全監(jiān)察與管理法規(guī)為壓力管道安全管理指導(dǎo)原則，結(jié)合我國火力發(fā)電廠壓力管道安全管理實(shí)踐而研制開發(fā)成功，擁有電廠在役壓力管道管理所需的全部功能，主要包括：管道基本技術(shù)信息管理、管道分類統(tǒng)計(jì)信息、管道檢測計(jì)劃制作、管道檢測實(shí)施記錄、管道超標(biāo)缺陷返修、管道標(biāo)準(zhǔn)信息查詢等功能模塊組成，此外，還配有壓力管道空視圖繪制系統(tǒng)支持管道空視圖的編輯、修改和顯示。

本系統(tǒng)現(xiàn)已被國電寧波北侖電廠、長興電廠和華電杭州半山電廠等企業(yè)成功應(yīng)用。管理系統(tǒng)為多用戶網(wǎng)絡(luò)版應(yīng)用軟件,采用先進(jìn)的多層應(yīng)用程序結(jié)構(gòu)，并采用b/s與c/s相結(jié)合的形式；管理系統(tǒng)以windows?nt為網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)，windows98或以上版本為客戶端計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)，oracle為后臺數(shù)據(jù)庫。系統(tǒng)圖文并茂，采用純中文菜單式界面，每一功能都有較好的提示，本文將詳細(xì)介紹系統(tǒng)使用與維護(hù)方法。

1.?壓力管道安全管理系統(tǒng)的管理模式與系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1.1?壓力管道管理安全管理模式確定

1.1.1?壓力管道管理安全管理模式確定的原則

本壓力管道安全圖文管理系統(tǒng)安全管理模式確定的原則：其一符合國家有關(guān)壓力管道安全管理與監(jiān)察的法規(guī)與文件要求；其二符合公司壓力管道安全管理工程實(shí)際；其三符合壓力管道安全科學(xué)技術(shù)與安全生產(chǎn)管理的原理與方法。

因而，本系統(tǒng)安全管理模式首先以國家技術(shù)監(jiān)督局《壓力管道安全管理與監(jiān)察規(guī)定》為管理總體原則，以國家電力行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《電力工業(yè)鍋爐壓力容器監(jiān)察規(guī)程》dl612-1996、《電力工業(yè)鍋爐壓力容器檢驗(yàn)規(guī)程》dl647-1998、《火力發(fā)電廠金屬技術(shù)監(jiān)督規(guī)程》（簡稱為《規(guī)程》），以及浙江省電力公司《火力發(fā)電廠熱力系統(tǒng)壓力管道安全管理辦法》等有關(guān)壓力管道安全監(jiān)察與管理法規(guī)為壓力管道安全管理指導(dǎo)原則。按本系統(tǒng)進(jìn)行壓力管道安全管理將能體現(xiàn)上述法規(guī)的精神，同時結(jié)合北侖電廠壓力管道安全管理實(shí)際特點(diǎn)。

1.1.2?壓力管道管理內(nèi)容定義

根據(jù)國家技術(shù)監(jiān)督局《壓力管道安全管理與監(jiān)察規(guī)定》、國家電力行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《電力工業(yè)鍋爐壓力容器監(jiān)察規(guī)程》（dl612-1996）、《電力工業(yè)鍋爐壓力容器檢驗(yàn)規(guī)程》（dl647-1998）和《火力發(fā)電廠金屬技術(shù)監(jiān)督規(guī)程》等法規(guī)精神要求，以及發(fā)電廠壓力管道安全管理實(shí)踐，本管理系統(tǒng)的主要管理內(nèi)容包括：

（1)?管子（直管）；

（2)?管件，包括：彎管、彎頭、三通、異徑管、法蘭等；

（3)?管道附件：支吊架、墊片、密封件、緊固件等；

（4)?蠕變監(jiān)督段和蠕脹測點(diǎn)；

（5)?安全附件及閥門。

涉及的壓力管道指，火力發(fā)電廠熱力系統(tǒng)在役的承壓汽水管道，包括：⑴主蒸汽管道及相應(yīng)母管；⑵再熱蒸汽管道；⑶主給水管道及相應(yīng)母管；⑷導(dǎo)汽管；⑸聯(lián)絡(luò)管；⑹下降水管；⑺抽汽管道；⑻旁路管道；⑼供熱管道（至加熱站）；⑽輔助蒸汽管道、吹灰蒸汽管道以及各種自用蒸汽管道；⑾上述管道上各種引出管，如：疏放水管、取樣管、儀表管；⑿連續(xù)排污管道、定期排污管道、汽包事故放水管道、加藥管道、減溫水管道。

1.1.3?系統(tǒng)管理模式

根據(jù)電廠壓力管道配置特點(diǎn)，本管理系統(tǒng)將壓力管道分為若干壓力管道基本管理單位進(jìn)行管理，所謂“壓力管道基本管理單位”即有唯一的管道編號，并以此管道編號所屬管道空間區(qū)域建立安全技術(shù)信息檔案，包括：管道卡片、管件明細(xì)表、管道的焊縫與彎頭記錄（不同“壓力管道基本管理單位”焊縫與彎頭編號將從新開始）、焊縫與彎頭的安全檢測信息、管道檢修記錄、在線檢驗(yàn)記錄、靜密封記錄等；并按此管理單位制作管道檢修計(jì)劃，按《規(guī)程》要求，制訂壓力管道的具體檢測項(xiàng)目（如：彎頭測厚、蠕脹測量、支吊架全面檢查、理化檢驗(yàn)等）和檢測比例，且保證該條壓力管道按《規(guī)程》規(guī)定進(jìn)行定期檢驗(yàn)。

“壓力管道基本管理單位”的劃分與編號方法，原則上按電廠建設(shè)配管設(shè)計(jì)時壓力管道的劃分與編號方法進(jìn)行。

與此同時，本系統(tǒng)安全管理模式將電廠壓力管道的管理分為：專業(yè)、機(jī)組二個層次。即，每一條壓力管道應(yīng)歸屬于某一機(jī)組或電廠共用工程，而每一專業(yè)管理部門則分別管理各機(jī)組屬于本專業(yè)的壓力管道，包括壓力管道基本技術(shù)信息的建立、檢驗(yàn)計(jì)劃制定、檢驗(yàn)實(shí)施信息編輯輸入等。

1.1.4關(guān)于壓力管道安全圖文管理系統(tǒng)的建立過程

一.????確定“壓力管道基本管理單位”

本管理系統(tǒng)適用于1.1～1.2節(jié)確定的電廠壓力管道安全管理范圍與管理模式，在建立壓力管道安全圖文管理系統(tǒng)前，首先要確定“壓力管道基本管理單位”?（或稱一條管道）,并按每一條管道的所屬管道空間區(qū)域建立該壓力管道的安全技術(shù)信息?！皦毫艿阑竟芾韱挝弧钡膭澐峙c編號命名方法，原則上按電廠建設(shè)配管設(shè)計(jì)時壓力管道的劃分與編號方法進(jìn)行。如缺乏資料時，根據(jù)壓力管道的操作條件、材質(zhì)、結(jié)構(gòu)參數(shù)以及企業(yè)管理習(xí)慣綜合考慮，確定每一條管道的編號方法與管理范圍。

二.????壓力管道技術(shù)資料準(zhǔn)備

（1)按每一條壓力管道為單位填寫其技術(shù)檔案卡片與管件明細(xì)表，并繪制三維管道空視圖（如果有管道施工圖則直接可用），原則上各壓力管道的劃分應(yīng)根據(jù)工藝設(shè)計(jì)時工藝管線編號為準(zhǔn)。

（2)壓力管道空視圖準(zhǔn)備時要保證空視圖的完整，并與現(xiàn)場實(shí)際情況相符，且在圖上注明該管道的起止點(diǎn)。

（3)如無現(xiàn)存的管道空視圖，可現(xiàn)場測繪，空視圖繪制應(yīng)符合國家標(biāo)準(zhǔn)（可參考《石油化工裝置工藝管道安裝設(shè)計(jì)手冊》第一篇?設(shè)計(jì)與計(jì)算）

（4)盡可能利用壓力管道原始施工或設(shè)計(jì)資料，一方面可減少資料準(zhǔn)備工作量，另一方面避免在填寫過程造成筆誤。

三.????管理系統(tǒng)技術(shù)信息庫的建立過程

建議按以下步驟，成批建立管理系統(tǒng)技術(shù)數(shù)據(jù)庫：

（1)利用本公司提供的管道空視圖繪制系統(tǒng)繪制壓力管道空視圖，并記錄該管道的焊縫記錄、彎頭記錄及其起止點(diǎn)等。注意：在壓力管道空視圖繪制完時，保存圖形文件文件名最好與該管道編號一致，便于在將圖形調(diào)入數(shù)據(jù)庫時查找。

（2)利用本管理系統(tǒng)管道基本信息編輯界面輸入與修改管道技術(shù)卡片（所屬專業(yè)與機(jī)組、管道名稱、管道編號、類別、起止點(diǎn)、長度、操作介質(zhì)、壓力、溫度、焊縫數(shù)和彎頭數(shù)等）、管件明細(xì)、焊接記錄、彎頭明細(xì)、管道規(guī)定與材質(zhì)、管道空視圖、設(shè)計(jì)情況、安裝情況、防腐、情況保溫、氣密性試驗(yàn)、耐壓試驗(yàn)、密封記錄、竣工驗(yàn)收情況、支吊架基本信息、蠕變測點(diǎn)信息等技術(shù)信息。注意：管道規(guī)格與材質(zhì)信息、焊縫數(shù)量、彎頭數(shù)量和管道級別必須輸入。

（3)將管道空視圖調(diào)入數(shù)據(jù)庫（詳見本系統(tǒng)相應(yīng)功能操作方式）。

1.2?系統(tǒng)分析與功能設(shè)計(jì)

按照已確定的壓力管道安全管理模式，對壓力管道安全圖文管理系統(tǒng)的研制進(jìn)行了詳細(xì)的系統(tǒng)分析，提出了系統(tǒng)要達(dá)到的總體目標(biāo)與功能，但考慮到本系統(tǒng)的開發(fā)已有很好的工作基礎(chǔ)，因此，為節(jié)約時間，并未按軟件工程的要求編寫系統(tǒng)分析與功能設(shè)計(jì)報告，而是在系統(tǒng)總體目標(biāo)的指導(dǎo)下設(shè)計(jì)了系統(tǒng)快速原型。本系統(tǒng)幾乎包括壓力管道安全管理的全部內(nèi)容，其主要功能目標(biāo)如下：

(1)??????管道基本技術(shù)信息管模塊??實(shí)現(xiàn)所有壓力管道技術(shù)資料的圖文管理，包括：管道單線立體圖、管道技術(shù)卡片（所屬專業(yè)與機(jī)組、管道名稱、管道編號、類別、起止點(diǎn)、長度、操作介質(zhì)、壓力、溫度、焊縫數(shù)和彎頭數(shù)等）、管件明細(xì)、焊接記錄、彎頭明細(xì)、管道規(guī)定與材質(zhì)、管道空視圖、設(shè)計(jì)情況、安裝情況、防腐、情況保溫、氣密性試驗(yàn)、耐壓試驗(yàn)、密封記錄、竣工驗(yàn)收情況、支吊架基本信息、蠕變測點(diǎn)信息等技術(shù)信息管理功能。以及被更換管道的主要技術(shù)信息：管道卡片信息、規(guī)格與材質(zhì)、空視圖和明細(xì)表等管理功能。

(2)??????管道運(yùn)行信息管理模塊??實(shí)現(xiàn)管道運(yùn)行記錄和管道事故記錄等管理。其中，管道運(yùn)行歷史記錄信息數(shù)據(jù)是用于蠕變測量分析的基礎(chǔ)之一，因此，對于要進(jìn)行蠕變測量的壓力管道必須記錄管道的運(yùn)行歷史。

(3)??????管道檢測計(jì)劃制作模塊??按安全管理模式確定的管道定期檢測規(guī)定制作管道檢測計(jì)劃，其主要功能包括：㈠確定計(jì)劃檢測壓力管道；㈡確定管道檢修計(jì)劃檢驗(yàn)項(xiàng)目（管道檢修內(nèi)容包括：蠕變測量、焊縫探傷、彎頭測厚、支吊架與阻尼器全面檢查與調(diào)整、三通抽查、硬度測量、金相組織檢查、光譜分析、化學(xué)成分分析、管件更換和其他檢修內(nèi)容等）；㈢設(shè)置管道檢修計(jì)劃施工單位；㈣設(shè)置管道計(jì)劃檢修具體檢測部位（彎頭與焊縫），系統(tǒng)將按《規(guī)程》檢測要求自動確定檢測比例及檢測部位；㈤檢修管件（維修或/與更換）的確定，對于可能需要更換的管件，系統(tǒng)還將自動制作管件備件表；㈥管道檢修計(jì)劃及工作量的統(tǒng)計(jì)；㈦管道大修計(jì)劃表、檢修任務(wù)書、自動生成的每一待檢修管道施工圖（含空視圖與檢測部位）和管道大檢修備件表的打印等。并提供了檢修計(jì)劃內(nèi)容圖文對照修改與顯示功能。

(4)??????檢測檢修實(shí)施記錄管理模塊??檢驗(yàn)、檢修實(shí)施記錄信息的編輯與安全技術(shù)信息統(tǒng)計(jì)分析，為壓力管道的現(xiàn)場管理提出指導(dǎo)性意見，包括：定期檢測實(shí)施記錄的編輯、管道檢測狀況的查詢、管道缺陷及其分布分析查詢、管道壁厚測量記錄與腐蝕趨勢分析、蠕變檢測及蠕變趨勢分析、在線檢查實(shí)施記錄與統(tǒng)計(jì)查詢、專項(xiàng)檢驗(yàn)與檢修實(shí)施記錄編輯與統(tǒng)計(jì)查詢、檢修與改造實(shí)施記錄編輯與統(tǒng)計(jì)查詢等管理功能。

(5)??????缺陷返修及問題處理管理模塊??記錄企業(yè)對檢測中發(fā)現(xiàn)的超標(biāo)缺陷的處理方法，包括：缺陷返修的焊接工藝、焊條牌號、熱處理方法與返修結(jié)果等記錄，以及主要安全問題處理情況記錄與統(tǒng)計(jì)查詢。

(6)??????壓力管道安全技術(shù)信息綜合查詢統(tǒng)計(jì)模塊

(7)??常用技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)查詢模塊??常用電廠壓力管道技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)信息查詢功能。

1.3?安全管理系統(tǒng)軟件的設(shè)計(jì)

安全管理系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)原則

根據(jù)本系統(tǒng)的總體功能目標(biāo)，結(jié)合本系統(tǒng)的功能分析進(jìn)行了軟件設(shè)計(jì)，同時在設(shè)計(jì)過程進(jìn)一步完善了系統(tǒng)功能。由于本系統(tǒng)軟件開發(fā)人員本身就從事壓力管道安全管理與缺陷安全評定研究與應(yīng)用推廣工作，十分了解管理系統(tǒng)功能要求的每一細(xì)節(jié)。在管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)中遵循以下原則：

2????????嚴(yán)格保證系統(tǒng)數(shù)據(jù)的完整性與一致性；

2????????盡可能方便用戶使用，提高用戶工作效率；

2????????充分考慮多用戶網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下數(shù)據(jù)使用的安全性；

2????????使系統(tǒng)有較高的運(yùn)行速度；

2????????良好的使用界面，減少用戶學(xué)習(xí)本系統(tǒng)使用的時間；

2????????方便系統(tǒng)的維護(hù)。