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)電廠設備的最重要組成部分，其運行的安全性不但關系到電廠企業(yè)能否長周期正常安全生產，更關系到人民生命與財產。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)計分析表明：管理問題占32.6%，管子與管件質量問題占27.3%，安裝問題占18%（其中焊接問題占88.6%），設計問題占11%，腐蝕問題占10.6%。由統(tǒng)計數(shù)字可見，設計、制造、安裝和使用等環(huán)節(jié)都有可能造成壓力管道事故。為提高壓力管道運行的安全性，加強壓力管道安全管理與檢察，國家技術監(jiān)督局和國電公司相繼頒發(fā)了有關壓力管道安全管理與檢察管理規(guī)定（國家技術監(jiān)督局《壓力管道安全管理與監(jiān)察規(guī)定》和《在用工業(yè)管道檢驗規(guī)程》（征求意見稿）、國家電力行業(yè)標準《電力工業(yè)鍋爐壓力容器監(jiān)察規(guī)程》dl612-1996、《電力工業(yè)鍋爐壓力容器檢驗規(guī)程》dl647-1998、《火力發(fā)電廠金屬技術監(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》），并準備2003年開始實施類似與壓力容器的使用登記制度。但在具體的實施中尚存在以下主要問題：
1）??國內大部分電廠尚未建立圖文并茂的壓力管道安全管理臺帳，原始技術資料遺失嚴重，壓力管道安全管理的基礎工作十分薄弱。
2）??壓力管道技術信息多，依靠傳統(tǒng)的手工方法管理技術信息，不僅技術管理人員的管理工作量很大，而且不便于修改、統(tǒng)計分析和制作報表。
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）??高溫下運行材料的退化行為及原始施工缺陷（如：焊接缺陷等）是導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測分析不夠，不能充分地為電廠生產安全運行服務。
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，制定和實施針對性措施，壓力管道安全管理與檢察力度有待加強。
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、科學化和定量化,為管道的檢修與更換提供可靠而科學的技術依據(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準備，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)標準《電力工業(yè)鍋爐壓力容器監(jiān)察規(guī)程》dl612-1996、《電力工業(yè)鍋爐壓力容器檢驗規(guī)程》dl647-1998、《火力發(fā)電廠金屬技術監(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原則，結合我國火力發(fā)電廠壓力管道安全管理實踐而研制開發(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：管道基本技術信息管理、管道分類統(tǒng)計信息、管道檢測計劃制作、管道檢測實施記錄、管道超標缺陷返修、管道標準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)成功應用。管理系統(tǒng)為多用戶網絡版應用軟件,采用先進的多層應用程序結構，并采用b/s與c/s相結合的形式；管理系統(tǒng)以windows?nt為網絡操作系統(tǒng)，windows98或以上版本為客戶端計算機操作系統(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，本文將詳細介紹系統(tǒng)使用與維護方法。
1.?壓力管道安全管理系統(tǒng)的管理模式與系統(tǒng)設計
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際；其三符合壓力管道安全科學技術與安全生產管理的原理與方法。
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)標準《電力工業(yè)鍋爐壓力容器監(jiān)察規(guī)程》dl612-1996、《電力工業(yè)鍋爐壓力容器檢驗規(guī)程》dl647-1998、《火力發(fā)電廠金屬技術監(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原則。按本系統(tǒng)進行壓力管道安全管理將能體現(xiàn)上述法規(guī)的精神，同時結合北侖電廠壓力管道安全管理實際特點。
1.1.2?壓力管道管理內容定義
根據(jù)國家技術監(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)標準《電力工業(yè)鍋爐壓力容器監(jiān)察規(guī)程》（dl612-1996）、《電力工業(yè)鍋爐壓力容器檢驗規(guī)程》（dl647-1998）和《火力發(fā)電廠金屬技術監(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踐，本管理系統(tǒng)的主要管理內容包括：
（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；
（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主蒸汽管道及相應母管；⑵再熱蒸汽管道；⑶主給水管道及相應母管；⑷導汽管；⑸聯(lián)絡管；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，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)域建立安全技術信息檔案，包括：管道卡片、管件明細表、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、在線檢驗記錄、靜密封記錄等；并按此管理單位制作管道檢修計劃，按《規(guī)程》要求，制訂壓力管道的具體檢測項目（如：彎頭測厚、蠕脹測量、支吊架全面檢查、理化檢驗等）和檢測比例，且保證該條壓力管道按《規(guī)程》規(guī)定進行定期檢驗。
“壓力管道基本管理單位”的劃分與編號方法，原則上按電廠建設配管設計時壓力管道的劃分與編號方法進行。
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)、機組二個層次。即，每一條壓力管道應歸屬于某一機組或電廠共用工程，而每一專業(yè)管理部門則分別管理各機組屬于本專業(yè)的壓力管道，包括壓力管道基本技術信息的建立、檢驗計劃制定、檢驗實施信息編輯輸入等。
1.1.4關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信息。“壓力管道基本管理單位”的劃分與編號命名方法，原則上按電廠建設配管設計時壓力管道的劃分與編號方法進行。如缺乏資料時，根據(jù)壓力管道的操作條件、材質、結構參數(shù)以及企業(yè)管理習慣綜合考慮，確定每一條管道的編號方法與管理范圍。
二.????壓力管道技術資料準備
（1)按每一條壓力管道為單位填寫其技術檔案卡片與管件明細表，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根據(jù)工藝設計時工藝管線編號為準。
（2)壓力管道空視圖準備時要保證空視圖的完整，并與現(xiàn)場實際情況相符，且在圖上注明該管道的起止點。
（3)如無現(xiàn)存的管道空視圖，可現(xiàn)場測繪，空視圖繪制應符合國家標準（可參考《石油化工裝置工藝管道安裝設計手冊》第一篇?設計與計算）
（4)盡可能利用壓力管道原始施工或設計資料，一方面可減少資料準備工作量，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卡片（所屬專業(yè)與機組、管道名稱、管道編號、類別、起止點、長度、操作介質、壓力、溫度、焊縫數(shù)和彎頭數(shù)等）、管件明細、焊接記錄、彎頭明細、管道規(guī)定與材質、管道空視圖、設計情況、安裝情況、防腐、情況保溫、氣密性試驗、耐壓試驗、密封記錄、竣工驗收情況、支吊架基本信息、蠕變測點信息等技術信息。注意：管道規(guī)格與材質信息、焊縫數(shù)量、彎頭數(shù)量和管道級別必須輸入。
（3)將管道空視圖調入數(shù)據(jù)庫（詳見本系統(tǒng)相應功能操作方式）。
1.2?系統(tǒng)分析與功能設計
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)的研制進行了詳細的系統(tǒng)分析，提出了系統(tǒng)要達到的總體目標與功能，但考慮到本系統(tǒng)的開發(fā)已有很好的工作基礎，因此，為節(jié)約時間，并未按軟件工程的要求編寫系統(tǒng)分析與功能設計報告，而是在系統(tǒng)總體目標的指導下設計了系統(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容，其主要功能目標如下：
(1)??????管道基本技術信息管模塊??實現(xiàn)所有壓力管道技術資料的圖文管理，包括：管道單線立體圖、管道技術卡片（所屬專業(yè)與機組、管道名稱、管道編號、類別、起止點、長度、操作介質、壓力、溫度、焊縫數(shù)和彎頭數(shù)等）、管件明細、焊接記錄、彎頭明細、管道規(guī)定與材質、管道空視圖、設計情況、安裝情況、防腐、情況保溫、氣密性試驗、耐壓試驗、密封記錄、竣工驗收情況、支吊架基本信息、蠕變測點信息等技術信息管理功能。以及被更換管道的主要技術信息：管道卡片信息、規(guī)格與材質、空視圖和明細表等管理功能。
(2)??????管道運行信息管理模塊??實現(xiàn)管道運行記錄和管道事故記錄等管理。其中，管道運行歷史記錄信息數(shù)據(jù)是用于蠕變測量分析的基礎之一，因此，對于要進行蠕變測量的壓力管道必須記錄管道的運行歷史。
(3)??????管道檢測計劃制作模塊??按安全管理模式確定的管道定期檢測規(guī)定制作管道檢測計劃，其主要功能包括：㈠確定計劃檢測壓力管道；㈡確定管道檢修計劃檢驗項目（管道檢修內容包括：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整、三通抽查、硬度測量、金相組織檢查、光譜分析、化學成分分析、管件更換和其他檢修內容等）；㈢設置管道檢修計劃施工單位；㈣設置管道計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管道檢修計劃及工作量的統(tǒng)計；㈦管道大修計劃表、檢修任務書、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。并提供了檢修計劃內容圖文對照修改與顯示功能。
(4)??????檢測檢修實施記錄管理模塊??檢驗、檢修實施記錄信息的編輯與安全技術信息統(tǒng)計分析，為壓力管道的現(xiàn)場管理提出指導性意見，包括：定期檢測實施記錄的編輯、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、在線檢查實施記錄與統(tǒng)計查詢、專項檢驗與檢修實施記錄編輯與統(tǒng)計查詢、檢修與改造實施記錄編輯與統(tǒng)計查詢等管理功能。
(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果等記錄，以及主要安全問題處理情況記錄與統(tǒng)計查詢。
(6)??????壓力管道安全技術信息綜合查詢統(tǒng)計模塊
(7)??常用技術標準查詢模塊??常用電廠壓力管道技術標準信息查詢功能。
1.3?安全管理系統(tǒng)軟件的設計
安全管理系統(tǒng)軟件設計原則
根據(jù)本系統(tǒng)的總體功能目標，結合本系統(tǒng)的功能分析進行了軟件設計，同時在設計過程進一步完善了系統(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用推廣工作，十分了解管理系統(tǒng)功能要求的每一細節(jié)。在管理系統(tǒng)設計中遵循以下原則：
2????????嚴格保證系統(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????????充分考慮多用戶網絡環(huán)境下數(shù)據(jù)使用的安全性；
2????????使系統(tǒng)有較高的運行速度；
2????????良好的使用界面，減少用戶學習本系統(tǒng)使用的時間；
2????????方便系統(tǒng)的維護。
