关于火电厂锅炉运行控制与故障预防的探讨.pdf

对 于神华 国神 集 团而 言，2 0 1 0年 是 具有纪念意义的一年，郭家湾 电厂安装 运行的3 0 0 兆瓦等级的循环流化床发电 机组， 作为该电厂的l号 3 0 0兆瓦机组， 顺利地运行了1 6 8小时而没有出现故障。 位于陕西省府谷县的神华国神集团公司 郭家 湾 电厂 ，在燃 烧技 术上 引进 了循 环 流化床锅炉，由具有直接空冷性能的发 电机组带动。为了支持 目前国家所倡导 的技能降耗的工业生产模式，郭家湾 电 厂锅炉运行上， 主要的燃料选择煤矸石， 不仅提高了资源综合利用效率，而且避 免 污染环 境 ，发挥 着 节能 减排 的作 用 。 自2 0 1 3年以来，郭家湾电厂执行了定期 机组检修计划，一年之中经历 了 1 号机 维修和 2号机维修。在机组运行的治理 和 调匀方 面 ，2号机 在 l O月份 经过维 修 之后，机组运行期间经常会 出现一些小 的问题 ， 影响 了机组运行 的安全稳定性 。 特别是进入到冬季之后，运行状态更为 缺乏稳定性。 当机组运行处于低谷时段， 调峰可以达到 2 5 0兆瓦；当处于高峰时 段 ，调 峰可 以达到 6 0 0兆 瓦，这 种 陡升 陡降的负荷变化，机组运行必然会受到 影 响。 此外 ， 为 了保证 电厂机组 安全运 行 ， 还 要树 立 环境 保护 理念 ，特别 是发 电任 务完成之后，还要确保 S O 和N 0 等成分 符合 排放 指标 。基于 此 ，郭家 湾 电厂设 置了设备维修部，将各项维修责任落实 到位，工作人员倒班作业，以提高设备 维护质量，保证设备能够在机组运行中 安全 可靠 。锅 炉运 行 中，对 于 s 0 2 和 N 0 等成分的控制，主要是对二次风 口进行 改造 ，通 过优 化 调整 试验 ，使锅 炉 的含 氧量有所 降低。所使用的燃料为具有不 同发 热量 煤种 搭 配而 成， 当炉膛 上部 的 差压 有所 提 高后 ，炉膛 的温 度就 会有 所 降低。可见，运用科学化现代技术对于 锅炉运行的有效控制发挥着重要的作用， 同时还促进了锅炉故障的预防工作的有 效展开 。 1 ． 火电厂锅炉运行控制与故障预防 的必要性 1 ． 1电力 市场 改 革背 景 下 促进 电力 锅炉 安全 稳定运行 中 国的 电力 市场 全面 改革 ，而且 伴 随 着 中国进 一步 深化 改 革开放 ，更 多 电 力 企业 开始 采用 精细 化管 理或者 提 高 电 能服务质量等等措施提高企业的竞争优 势，随之而来的电力市场盈利空间越来 越 小，企 业 间的 竞争 力不 断加 剧 。这 就 促使电力企业提高技术能力。从电力企 业 的生 产 需求 出发 ，就需 要重 点认 识锅 炉设备，并充分掌握锅炉的运行情况， 通过提高锅炉运行控制的管理水平，促 使火 电厂锅炉运行 中更为安全而稳定 。 1 ． 2信 息技术的进步促进 了锅炉控 制系统的有效运用 锅炉运行的过程 中，提高锅炉运行 的控制效率，就要充分地运用 自控化技 术，建立锅炉控制系统。从锅炉控制系 统 的设计 原理 上来 看 ，主 要包 括 计算 机 控制系统和单片机控制系统两个部分。 其中锅炉控制系统的核心部分为计算机 控制系统，在构成上主要包括 电脑显示 器、 工业 控制 器、报 警装 置 以及 辅助 性 设备打印机等等。锅炉控制系统中融会 了诸 多 的计 算机 控制 技术 ，包括 锅炉 的 给水、鼓风、引风等等，都是由计算机 实现信息处理，以对锅炉发挥着 自动控 制的作用。在计算机的自动控制下，锅 炉出水温度和 回水温度都可以保持在规 定 值 范围 内，锅炉 的水 位 也符合 规定 指 标 。当锅 炉进 入 到运 行状 态，计 算机 都 会将锅炉的运行参数显示出来，在显示 器上呈现 出模拟图的形式， 以数据表示。 由于锅炉控制系统配有报警，基于锅炉 的运行 压 力，当 水温 以及 水位超 出标 准 范围，锅炉控制系统机会立即启动警报 装置 ，发 出警报 。 1 ． 3健全的管理体系使锅炉的运行 效果得以提高 现代化 的火 电厂要 安全 稳定地运 行 ， 就要将 目标建立在生产管理的基础上， 其中火电厂锅炉系统的运行是生产管理 中的重要 环节 ，可 以启 动调 配，其 中所 涉及到的各项因素，包括设备技术的应 用，煤炭的质量 以及各种装置所设定的 操作参数等等，都会对锅炉系统是否顺 利运行，并保持锅炉 的安全性提供 了保 障 。基 于 锅炉运 行 效率 的提 高，就 要做 好锅 炉 故障 预防措 施 。从 主观 的角度 而 言，要提高锅炉维护人员的技术水平， 建立锅炉运行控制技术培训机制；从客 观的角度而言，要根据火电厂自身发展 需要，不断完善管理体系，应用预防性 锅炉养护理论，以避免锅炉故障的发生。 2 ． 有效控制火电厂锅炉运行 2 ． 1强化锅炉运行控制 的管 理意识 神华国神集团郭家湾电厂的管理工 作 中 ，长 期 以来 都存在 着重 视建 设轻 管 理 ，重视 设 备的 维修 轻保 养 的问题 ，导 致 锅炉 运行 中，设备 故障 时有 发生 。郭 家湾 电厂为此安装了垫带电厂锅炉系统， 提高了锅炉安全稳定运行效率， 设备运行管理部门要提高管理养护 意识，做好设备维修工作。通过强化锅 炉运行的控制管理，并树立维修理念， 不仅促进了锅炉运行管理水平的提高， 而且确保 了火电厂锅炉运行的安全稳定。 Ac a d em ic 学术 2 ． 2锅炉操 作人员要责任到位 锅炉操作人员要熟练掌握热力设备 的工 作原 理 ，不 仅要 对于 锅炉 设 备结 构 了如指掌，而且还要具有较高的故障判 断能力，并在锅炉运行中，能够快速地 分析 故 障原 由，提 高处理 运 行故 障 的效 率 。锅 炉操 作人 员对 于锅 炉 的运 行规 则 要有 所 掌握 ，这是 基本 的操 作技 能 ，对 于锅炉辅机的启动和停止操作尤其要熟 悉。要提高锅炉运行控制程度，要求从 事锅 炉检 修工 作 的人 员，能够 有 效地 判 断设备的缺陷， 并具备必要的维修能力， 要 正确填 写检 修 工作 记录 。锅炉 操作 人 员要 熟练 掌握 锅炉 常见 的故 障 以及处 理 方式 。 ’ 2 ． 3建立 健 全 锅炉 运 行控 制 管 理 体 系 锅炉运行控制管理 中，依照理论标 准 的 同时，还 要根 据火 电厂 锅炉 实 际情 况对于锅炉运行控制管理体系的各项 内 容相应地调整。从促进火电厂锅炉安全 稳定运行效率的角度出发，要提高运行 维 护工 作效 率，就 要 建立健 全锅 炉运 行 控制管理体系， 对于其中的内容和要点， 都要根 据火 电厂 的锅 炉 型号 ，经 过 技术 改造后锅炉的技术要求作为主要参考加 以确 定。 为了避免由于工作人员的误操作而 影响到锅炉 的运行控制，对于部门管理 人员以及技术操作人员的选择，要从人 员自身的技术能力和管理水平出发，结 合火电厂锅炉运行控制管理架构确定人 员，以确保锅炉运行 中，能够充分满足 锅炉 运行控 制 需求 。针对 于锅 炉运 行控 制岗位人员的工作 内容 以及 岗位职责， 要制 定规 范 的管理 细则 ， 以提 高锅 炉 的 安全运行效率 。 将人力资源管理纳入到锅炉运行控 制管理体系中，诸如，建立绩效考核机 制可 以激发火 电厂员工的工作责任感， 配合必要的奖惩制度，使工作人员能够 积极主动地参与到锅炉运行控制管理工 作 中。考评 锅炉 运 行控 制 岗位 工 作人 员 的工作情况，要通过岗位绩效评测机制 来完成，严格依据奖惩制度确定人员的 奖 惩，从而 有 效地 提升 锅炉 运行 控制 管 理水 平。 3 ． 积极做 好 火 电厂 锅炉 故 障预 防工 作 3 ． 1锅炉 操 作 人 员要 严 格遵 守操 作 规 范 神华 国神 集 团郭家 湾 电厂 的正 常运 行中，锅炉作为热能动力装置中的重要 部分，要定期地检修，以做好锅炉故障 预防工作。火电厂的锅炉运行，都要按 中国机械 M a c n l n e C h in a I l l Ac a d emi c 学术 照有关的安全流程来进行。锅炉操作人 员按照锅炉运行的流程操作，使用设备 中，不仅操作规范，而且还要遵循科学 使用 的原 则，做 好维 护工 作， 以避 免 故 障发生。对于水箱中的软化水要例行检 查，然后才能够将锅炉投入运营。操作 人 员要 随时观 测锅 炉 的水位 ，如果 水位 没有达到标准， 就要采取及时补水措施。 如果发现水位抄表，就要调整水量到标 准 水位 。为 了确保锅 炉 安全运 行 ，锅 炉 的温度要保持在规定范围内。 3 ． 2锅炉 房 通风 应 保 证一 定 的微 正 压 当锅 炉处 于正 常燃 烧状态 的时候 ， 炉膛 内的负压值一般会保持在 2 O帕至 3 0帕之 间，此时 需要 向炉 膛 内均 匀地供 给燃料， 根据需要调整燃烧， 并做好通风。 锅炉设备遭到损坏之后，保温层的散热 功能相对降低， 从而影响了锅炉热效率。 我 国现在 的燃油 燃气 锅炉 设计往往 会采 用 正压通 风 的方式 ，降低漏 风量 以强 化 燃烧 。 燃料燃烧的空气需求量 一。 2 2 1 这其中，过量空气系数 n 1 ． 2 。 燃料低位位发热量 4 2 9 0 0千焦 ／ 千克 平均每千克燃料经过完全燃烧后， 所需要的空气量为 。 一 0 ．8 5x4 2 9 0 0 2 i 0 ． 7 2 Z 方米／ 千克 4 1 8 6 ～。 ’ 1 ．2 。 1 ．2 1 0 ． 7 1 1 2 ． 8 5立 方 米 ／千克 燃油燃气锅炉排除余热的通风量计 算公式 ； p c 4 0 一 其中，Q表示燃油燃气锅炉房 内的 余热 t 为 室外通风 温度 P为空气 的密度 t 为空气的比热 2 4 O 2 4 3 ； 4 ． 1 8 6 2 3 1 7 2 立方米 ／ 1 ． 2 90．2 4 4 O一 3 2 ’ ’ 小时 良好 的通 风效 果 ，锅 炉燃 烧 时所 需 要的空气量要低于消除余热 的通风量 。 3 ． 3锅炉要定期地检修保养 做好锅炉的清洁工作。仔细地观察 锅炉 各个 部件 的运行 状况 ，注意 锅炉 要 清洁 整齐 ，不可 以出现锅 炉管道 阻塞 的 1 2 中国机械 Ma C h m C h i n a 现象，以提高锅炉运转过程中的安全系 数 。郭家湾 电厂极为 重视 锅炉 管道 的清 理工作， 要求每天都要对锅炉例行检查， 以避 免 由于 管道泄 露而 影响 到热 能的转 换，以保持锅炉的管道畅通。此外，还 要检查鼓风系统是否漏风、管路以及阀 门是否有漏水、漏气的情况，以确保锅 炉运行安全而顺畅。阀门以及水位是关 乎 到锅炉 正常 运行 的重要 环节 ，例行 检 查 的 同时，还要 做好 水位 计排 污、滑动 部位的润滑等各项工作。每个星期都要 停炉对燃气管路系统进行检漏试验。锅 炉要进行半年一次的定期彻底清理，主 要的检查内容是观察内部的构造，是否 有松动的部件。平均每年都要进行锅炉 的停炉保养工作，在确保锅炉安全运行 的同时，重要的是要避免有重大的事故 发生 。锅炉彻 底清 理 时， 由于 停炉 的时 间长， 可以采用湿法保养。 如果天气炎热， 则 比较适用于干法保养 。 3 ． 4建立锅炉控制系统 锅 炉控制 系统 由各 项功 能系统 所构 成，系统之复杂，要根据实际工作情况 对各项参数进行调节。在锅炉控制系统 设计 方面 ，可 以划分 为给 煤控 制系 统、 送风控制系统、炉膛负压控制回路、汽 包液位控制 、过热蒸汽 出口温度控 制。 3 ． 4 ． 1 给煤控制系统 在锅炉燃烧系统中，给煤控制系统 具有自动调节功能。燃烧后的燃料释放 出的热量 ，以满 足蒸汽的负荷。 3 ． 4 ． 2送风控制系统 送风控 制 系统 与给煤 控制 系统 协调 一 致 ，其 是通 过符 合规则 调节 器发 挥调 节作用。采用先加风后加煤的方式增加 负荷 ；先 减煤 再减 风 的方式 减少 负荷 ， 使 燃烧处于最佳状态 。 3 ． 4 ． 3炉膛负压控制回路 在送 风量 平衡 状态 下 ，炉 膛 负压控 制回路可以促使锅炉运行中微负压的稳 定。 3 ． 4 ． 4 过蒸汽 出 口温度 控制 过蒸汽出口温度控制可以有效地保 护过 热器 ，其是 蒸汽 过热 系统 调节 出 口 处 的温度 ， 使温度被控制 在规定范围 内。 过热管壁 同样需要控制在规定的温度范 围内。 3 ． 5 建 立锅炉 自动保护系统 锅炉 自动保护系统的主要装置为三 项， 即超 压报 警 装置 、水位报 警 装置 、 超温报警 装置 。 3 ． 5 ． 1 超压报警装置 超压报警装置可 以有效地控制锅炉 超压 问题 ， 并启动控制燃烧 的报警 装置。 装置设计中有必要的压力测量仪器之外， 还安装了报警信号部件。一旦发出报警 信号，保护系统启动 自动停止通风，燃 烧停止。 3 ． 5 ． 2水位报 警装置 水位报警装置安 装有 高水位报警器 、 低 水位 报警 器， 当水位超 标 ，保 护装 置 自动启动。要定期地对装置调试、检修， 以提高保护装置的灵敏度，防止缺水事 故发 生。神 华 国神 集 团郭家湾 电厂 所安 装 的水 位报 警装置 ，根据 需要 不 同分别 选择了浮球式水位报警器、磁铁式水位 报警器和 电极式水位报警器 。 3 ． 5 ． 3超温报警装置 超 温报 警装置 主要 是控 制锅炉 的温 度，一旦温度超标，锅炉控制系统就会将 安装在温度测量仪表盘上的自动启动报警 装置启动。当锅炉有故障出现的时候，如 果属于是温度超过了安全范围所导致的， 超温报警装置就会出现自动报警。 4． 结 论 综上所述，神华国神集团郭家湾电 厂 在近 些年 来不 断发展 ，实施 了锅 炉系 统的改造，以满足不断提高的电力能源 需求。但是在锅炉运行中，由于维修工 作 没有 被充 分 的认识而 妨碍 了 电力生产 能力。基于锅炉运行控制的必要性，就 要对 于运行 控制 人 员的工作 行为 加 以规 范， 同时建立 锅炉 控制 系统 以及 锅炉 自 动保护系统 ， 以提高锅炉故 障预 防能力 ， 保障锅炉运行安全。 参考文献 [ 1 ] 杜 志勇 ．解析火力发 电厂热能 动力装置的检测与维护 [ J ] ．中国高新技 术企业 ，2 0 1 3 1 1 ． [ 2 ]马金龙 ．预防性养护管理理论 在 电厂锅炉维修养护 中的应用 [ J ] ．电力 能源科 技，2 0 1 2 0 7 ． [ 3 ]孙 磊 ．电厂锅 炉系 统 运 行 管理 中运行状态管理方式的应用 [ J ] ．电力设 备维修，2 0 1 2 0 9 ． [ 4 ]马宏山 ．浅析火力发 电厂锅炉 运行优化系统 [ J ] ． 科技博览 ， 2 0 1 3 3 5 ． [ 5 ]陈 京 睿 ．火 电厂 锅炉 运 行 控 制 管理工作方 式及重 点 [ J ] ．电力设备 与管 理 ， 2 01 2 01 ． [ 6 ]包卫忠，钱磊 ． 分析火力发 电 厂热 能动力 装置的检测 与维护 [ J ] ．科技 致富 向导 ，2 0 1 2 0 6 ． [ 7 ] 赵 明 ．燃 气锅 炉 房 设 计注 意 事 项探讨 [ J ] ． 低碳世界 ，2 0 1 3 0 6 ．