提高电站锅炉辅机检修效率与寿命的技术探讨

[摘 要]随着我国经济的快速发展，无论是工业生产还是人民的生活都有了很大的提高，同时对能源的需求也是越来越大。其中电能作为能源中最重要的组成成分之一，使得国家在近些年来从两方面发展电力，分别是电厂不断增加和锅炉的装机总容量不断扩大，从而缓解了我国电力在电力方面供需不符的矛盾。但在生产的过程中也出现了一些问题，本文主要就电站锅炉辅机检修效率与寿命的技术问题进行了探讨。

[关键词]电站；锅炉辅机；检修

中图分类号：X773 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）47-0072-01

在近些年，全国各地在非常短的时间内建设了一批大容量的火力发电机组，并投入使用。而由于一时间出现的大批火力发电站，使得煤炭供应不足的矛盾更加突出。从整体来看，我国有很大一部分的电力企业的生产成本高、自身能耗大、生产效率低，这都是由于国家整体技术和经济落后等原因造成的，再加上这些企业自身经营不善和管理人员水平的底下，导致企业效益不佳。对于电力目前的发展，与从前相比仍然没有改变高投入、高耗能、高污染、效率低的粗放型经济增长方式，继续以资源的高消耗为代价。与发达国家相比，我国的大型机组发电能耗高，设备使用寿命短，提高电站锅炉辅机检修效率与寿命的技术发展变得尤为重要。

一、电站锅炉的现状

电站锅炉是我国电厂常用的特殊容器，其有着大容量、高负荷等特点。在我国电厂应用中十分广泛，当前我国电厂使用的锅炉通常分为煤粉锅炉和循环流化床锅炉，通常工作在高温高压条件下，相比较普通锅炉，电站锅炉的整体结构更为复杂，工作环境更为恶劣，在通常的工作环境下很容易出现损坏。

在检修过程中，常发现有以下几种情况：（1）锅炉内部杂质损坏传热，致使受热面受损，管道堵塞。（2）锅炉因缺水过热，或上下温差过大产生应力导致锅炉发生变形和胀口。（3）电站锅炉内部积渣过多导致锅筒被腐蚀，在恶劣环境运行中发生裂纹。（4）水循环系统出现故障，导致水冷壁因过热发生变形，严重者将出现鼓包爆管现象。（5）锅筒内给水量和给水温度变化较为频繁，致使省煤器管热胀冷缩而发生开裂。（6）燃油锅炉在省煤器管壁的外侧生产油垢，形成二次燃烧。

二、辅机保护控制条件进行优化，提高检修效率

电厂的锅炉在开始运行的一段时间内，其辅机频繁发生跳闸现象，经常使锅炉停运，造成非常严重的后果。事后对跳闸现象进行了分析和研究，发现辅机有很多的保护条件，并且不同厂家设置的条件不尽相同，导致了辅机在运行过程中时常跳闸，严重影响了锅炉的稳定性和经济性，因此我们必须对辅机的保护条件的不合理处进行完善，对合理的保护条件要进行优化，保证锅炉正常运行，使之效率达到最大化。

1、对气动给水泵的保护条件进行完善：①主泵与前置泵所用密封液的温度保护的完善与电泵中给出的方式相同；②对于气动泵的跳闸条件，将原来油总管的低压低低开关和排气缸的压力高高开关中的两个开关换成三个开关，然后在三个开关信号内部采用三选二的跳闸方式，比原来的二选一的逻辑方式增加了可靠性。

2、对电泵的保护条件进行完善：①对于电泵的跳闸保护条件，要增加除氧器水位模拟量的低信号与电泵跳闸的逻辑关系为串联；②将电泵耦合器温度与冷油器温度的保护跳闸信号改为逻辑关系为串联的温度模拟量信号的高三值与温度开关量的高二值，然后再使这两个条件与跳闸电泵在逻辑关系上为并联；③在电泵跳闸的保护中，如果电泵条件允许，取消电泵运行一小段时间后入口压力低而跳闸这一保护条件。

3、对引风机与送风机的保护条件进行优化。首先对于引风机的优化，我们从以下四个方面进行分析：①将原来的炉膛内压力低时立即跳闸优化为由于炉膛内压力低引起了MFT信号发生后，延迟20s后跳闸；②增加一种立即跳闸的情况，若引风机开动后 1 分钟内入口挡板未全开，引风机立即跳闸；③改变一种逻辑连接，将引风机X与Y方向的震动跳闸信号与跳闸引风机的逻辑联系为并联改X与Y方向上的跳闸信号逻辑串联再与跳闸引风机逻辑并联；④将引风机轴承温度大于 100 度时延迟 10s 跳闸取消，改为光电报警。

4、送引风机保护条件的优化：①与引风机的第一个优化条件相同；②与引风机的第三个优化条件相同；③将电机绕组温度如果高于 125 度时跳闸这个条件改为三相中任意一相绕组的两支温度元件高于 125 度时跳闸。

5、给煤机的保护条件优化：一是取消给煤机入口堵煤时跳闸的条件；二是取消给煤机皮带跑偏、给煤机超温时跳闸的条件。把这些条件都改为光字报警。

三、电站锅炉设备状态检修

设备状态检修是一种先进的检修管理方式，能有效地克服定期检修造成设备过修或失修的问题，以降低设备的检修成本，提高检修效率，提高设备的安全性和可用性。火力发电厂实施设备状态检修是要根据不同设备的重要性、可控性和可维修性，科学合理地选择不同的检修方式，形成一套融故障检修、定期检修、状态检修和主动检修为一体的、优化的综合检修方式，以提高设备可靠性、降低发电成本。

对于辅机，如给煤机、磨煤机、分离器、风机、空预器、泵组等，主要开发了辅机在线监测和诊断系统，包括电站烟风系统状态分析软件、电站风机运行故障诊断系统、电站泵组性能分析与运行故障诊断系统。系统通过监测送风机、引风机、空预器、给水泵等重要辅机的运行状态，监控这些辅机的当前状态，并评估其实际性能，对偏离正常状态时进行报警，并诊断故障原因，提出维修建议。结合系统运行历史数据，为辅机的正常运行和检修提供辅助决策功能。

状态检修技术是一项设备管理优化的长期解决方案，在电厂实施需要各方面的努力和配合。电厂采用时一般要根据自己的机组特点和设备维修重点，探索出适合电厂自身的状态检修模式。先进的诊断技术及监测技术的不断开发和推广应用，为实现锅炉状态检修提供了无限的发展前景。

四、锅炉辅机使用寿命探讨

现代电站的控制已是集安全、高效、低运行成本和低排放等多重目标的优化过程，这需要在传统的控制方法上引入一系列新的概念。在寿命控制方面，90年代初由美国学者提出的“寿命延长控制”的概念具有一定的代表性，即：通过控制一些动态变量及其变化率的值，在最小化关键部件的寿命损耗（或损耗率）的同时最大化控制对象的动态特性。寿命控制的中心思想是在动态性能和产生这些动态性能的关键部件的寿命之间存在着一个折衷。这个“折衷”在不同系统的具体体现有着细微的差别。而对于有明确设计寿命的电站动力机械，寿命控制的目标一般为在不增加寿命成本的同时，尽量加快工况的变动速率，缩短工况的变动时间，以降低以燃料成本为主的其他费用。如通过各种技术减小辅机设备磨损，从而提高锅炉辅机的使用寿命等。

同时电站锅炉的剩余寿命，也是世界各国锅炉行业十分关心的事情。其原因不仅在于锅炉设备所产生的意外事故会造成人员伤亡和经济损失，而且准确地掌握了电站锅炉的剩余寿命，就能够使发电设备更加安全和高效率地运行。在锅炉设备评估技术方面，寿命评估技术已被国内电厂越来越多地采用。针对锅炉重要的承压设备，如汽包、联箱、四管等，开发了一系列状态监测和剩余寿命评估技术，取得相当好的效益，尤其是四管的剩余寿命评估技术。

参考文献

[1]李耀君，于新颖.火电厂设备状态检修技术[J].中国电力.2005（4）：9-15.

[2]李耀君.火电厂重要部件的寿命管理技术研发与应用[J].热力发电.2003，32（5）

[3]朱正林.电站辅机及辅机系统性能优化[D].东南大学，2005.

[4]电站锅炉效率的影响因素和提高途径.陕西电力.2009， 37（4）

作者简介

孙慧霞（1986―），女，内蒙古人，毕业于内蒙古工业大学，助理工程师，现从事火力发电厂集控运行工作。