提高电源侧锅炉设备运行可靠性的研究

2016-11-18宋玉昆薛泽海周义刚

资源节约与环保 2016年8期

关键词：辅机出力电厂

宋玉昆　薛泽海　周义刚

（1中国石油化工股份有限公司天津分公司热电部天津3002712天津市电力公司电力科学研究院天津300084）

提高电源侧锅炉设备运行可靠性的研究

宋玉昆1薛泽海2周义刚2

（1中国石油化工股份有限公司天津分公司热电部天津3002712天津市电力公司电力科学研究院天津300084）

依据最近几年天津电网电源侧主力燃煤电厂的核查结果，对影响机组限制出力运行以及非计划停运的各种原因进行了分析，提出了加强对锅炉入炉煤管理、四管泄漏以及辅机设备的技术监督，为提高天津电网供电水平提出了针对性建议。

电源侧；锅炉；技术监督；供电水平

1　前言

随着天津市的经济发展和人民生活水平的日益提高，近两年天津电网高峰期电负荷已突破1000×104kW；而天津电网电源侧主力电厂只有5家且均为燃煤机组，总装机容量为5409MW，其余为企业自备及地方热电联产机组，装机容量在1500MW左右；受煤炭市场的影响，各电厂燃煤品质较差，锅炉辅机设备故障频发，导致发电机组的限出力运行或非计划停运，严重制约了天津电网的供电需求，结合针对主力电厂的核查情况，对影响机组出力的各种原因进行分析总结，为提高发电机组安全稳定运行奠定基础。

2　影响机组限出力运行的原因分析

通过对天津区域电网主力燃煤电厂的核查结果表明，机组出力受限的主要原因是由于锅炉燃料品质差、给煤机堵煤以及风机等附属设备机械故障原因造成，占电厂出力受限总数的80%以上，主要统计数据见下表1所示。

表1　各电厂出力受限分类统计表（次）

2.1燃料品质差

受煤炭市场影响，各发电企业煤源种类繁多，燃料品质参差不齐，入炉煤质普遍下降，导致锅炉燃烧稳定性差，不得不进行大比例的混煤掺烧，进一步增加了锅炉燃烧的不稳定性；另外由于入炉煤质的主要指标如灰分大、挥发分低，燃料热值等较设计煤种偏差等原因，直接导致了锅炉除灰系统磨损严重，排渣系统排渣困难；布袋除尘器阻力大等不仅影响了锅炉的稳定运行，也由此引发了机组限出力运行；电厂-Ⅰ受其影响最大，占该类型的77.8%，严重影响了锅炉带负荷能力，并由此引发一次非计划停机事故。

2.2制粉系统故障

电厂Ⅰ、Ⅲ、Ⅴ均有十几次由于给煤机篷煤以及制粉系统原因影响机组限出力运行，这和制粉设备的选型有直接关系，但主要原因还是设备管理以及日常维护不到位造成的；因此应加强对运行设备的检修管理，定期试验煤斗空气炮、振打器；加强对磨煤机、给煤机的运行调整和维护，及时调整链条松紧降低蓬煤、堵煤的次数。

2.3锅炉风机故障

由于风机原因导致锅炉限出力运行，电厂-Ⅰ最多，占该类型的47.5%，其次为电厂-Ⅴ，占该类型20%；电厂-Ⅰ主要是200MW机组，由于排粉风机叶轮磨损、送风机叶轮与轮毂连接螺栓松动导致风机振动大、吸风机电机为高低速双速电机，受负荷影响转速切换频繁，导致电机转子断条，进而造成降出力运行。

电厂-Ⅴ风机故障机械故障居多，主要是#1B送风机动叶拉杆5个月内发生两次折断、#1A一次风机轴承过热、#B引风机液耦润滑油压低Ⅱ值导致RB动作以及另有三次引风机变频器故障所致；结合风机故障原因，制定了相关的防范措施。

2.4锅炉严重结焦

由于锅炉结焦导致的机组限出力运行最多的仍是电厂-Ⅰ，占该类型的84.6%，主要是三、四期的200MW供热机组，且多发生在供热期，由于掺入大量低灰熔点的蒙煤，机组运行热负荷偏高，是导致锅炉结焦的主要原因。

2.5锅炉排渣系统故障

入炉煤质差，灰分大、熔点低，锅炉结焦等原因引发锅炉排渣系统故障，导致机组限出力运行的主要原因，电厂-Ⅴ及电厂-Ⅲ最为严重。

电厂-Ⅴ的排渣系统为干排渣输送系统，由于灰渣受热呈熔融状，大焦块落入排渣机，导致卡住碎渣机，排渣系统掉闸，而熔融状态的渣块落入钢带链板上，尚未完全冷却，高温的融渣导致钢带受热变形，传输困难而无法排除，造成锅炉非计停一次。

电厂-Ⅲ在2014年度累计有9次因捞渣机故障原因限出力运行，主要是渣量大，捞渣机主动齿磨损、捞渣机刮板以及链条磨损严重等原因造成。

2.6除尘器阻力大

由于布袋除尘器阻力大造成机组限负荷运行，尤以电厂-Ⅰ的#9、#10机组最为严重；主要原因是设计容量偏小，且因入炉煤质灰分含量较大造成，影响机组正常运行。

3　非计划停运的原因分析

通过对天津区域电网五家主力燃煤电厂的核查结果表明，电厂-Ⅱ本年度没有非计停发生；而其它电厂则由于不同设备故障原因导致机组非计划停机，尤以锅炉四管泄漏事故造成非计停次数最多，占总数的33.3%；锅炉辅机故障、汽机侧以及电气原因导致机组非计停均占20%，主要统计数据见下表2所示。

表2　各电厂非计停次数统计表

3.1锅炉四管泄漏

近年度锅炉四管泄漏原因导致的机组非计停共有5次，其中电厂-Ⅲ共4次，电厂-Ⅰ有1次。电厂-Ⅲ#7锅炉发生的过热器爆管属于典型的过热爆管，判断是由于该管存在局部堵塞，对管壁冷却不足造成泄漏；而#6锅炉省煤器爆管原因为厂家制造的直肋片管焊接工艺不良，出厂前虽经补焊修补，但未彻底磨透焊接，导致设备经高温高压运行半年后产生泄漏。电厂-Ⅰ#10锅炉前包墙过热器管泄漏原因确认为受热面鳍片焊接缺陷导致。

3.2锅炉燃料品质

由于锅炉入炉煤品质差原因，导致电厂-Ⅰ#10锅炉发生了一起非计停；8月22日#10机组A磨停运处理磨总风门缺陷，B、C、D、E磨运行，负荷由320MW降至280MW，由于煤质热量继续恶化，负荷降至220MW。11：58分48秒D磨煤机跳闸，11：59分49秒B磨煤机跳闸，B、D磨跳闸首出原因均为给煤机运行3分钟后煤层无火（实际是煤火检2/4无火延时5秒跳磨）。12：01分19秒E磨跳闸（原因相同），12：01分30秒炉膛负压-2150Pa，锅炉MFT动作，机组解列。

3.3锅炉辅机设备故障

锅炉辅机故障原因造成的非计划停机共3次，电厂-Ⅳ因为送风机发生RB，运行人员操作不当导致停运；电厂-Ⅴ有2次，即#1机组A侧空预器跳闸以及#1锅炉干排渣系统故障，导致下渣口堵死造成被迫停炉；通过这3次由锅炉辅机设备故障造成非计停，反映出运行人员处理事故能力不足；另外对主要运行设备的检修维护不到位造成事故扩大，导致了机组的非计划停运。

4　提高电源侧锅炉技术监督的几点建议

通过对影响燃煤机组限出力运行以及非计划停运的原因进行总结分析，提出了以下4点针对性建议。

4.1加强燃料管理合理配煤

针对原煤种类繁多，煤质特性偏离设计值较大问题，燃管部门应清楚煤场种类，相关的煤质特性参数如挥发分、热值、灰分等以及存储量，通过现有设备严格按照掺配煤方案进行合理的掺配煤，使入炉煤的发热量、挥发分、灰分、含硫量等指标满足锅炉稳定燃烧要求，尽可能做到比例恰当，混合均匀；运行管理部门应根据入炉煤的煤质特性，确定不同煤种的燃烧方案。对于特殊情况下的掺配煤，必须先通过全面的燃烧调整试验来确定方案，同时应注意以下事项：（1）通过掺配煤解决锅炉的结渣性时，应根据灰融点和灰的成分以及其它因素，综合判定混煤对锅炉结渣的影响。（2）通过掺配煤解决煤的着火特性时，应考虑最终混煤的挥发分与其来源，注意用来掺配的煤的挥发分之间不能相差太多，否则应加大高挥发分煤的比例。（3）掺入比设计煤种挥发分低的煤种时（如设计为贫煤的锅炉掺入无烟煤），应考虑掺配后锅炉的稳燃特性与经济性。（4）掺入比设计煤种挥发分高的煤种（如设计为烟煤的锅炉中掺入优质的褐煤），要考虑其对燃烧器、制粉系统的影响。

4.2加强对锅炉检修的监督与试验

（1）加强对六大风机、磨煤机等重要辅机的点检维护管理，充分利用停炉机会对频繁调整的部件进行检查，提高其运行可靠性；（2）对外委的技改或施工项目，应派专人进行监造，对其工艺进行审核确认，确保施工质量；（3）重视一次风的均匀性问题，结合锅炉检修，对风粉在线装置、缩孔调节装置进行检查和检修，利用冷态下通风试验，对一次风均匀性进行调整，对风粉在线测量装置进行标定；（4）加强对锅炉承压部件的防磨防爆检查，对曾经发生过四管泄漏部位进行重点检查，对可能存在问题的受热面扩大其检查范围。

4.3对现场运行异常现象制定完善的预防措施

（1）各发电企业对每个月发生的机组限制出力情况进行汇总，分析原因，制定出行之有效的解决方案；（2）针对引起“非计停”的四管泄漏问题，应组织锅炉专业与金属专业的技术人员共同分析，制定防范措施；（3）对于锅炉灭火异常分析中，要力求从燃烧参数控制、煤种适应性、热工自动控制及保护等各方面查找薄弱环节，制定出优化运行方式和参数控制范围，提高锅炉运行的稳定性，制定出防范锅炉灭火的指导性意见。

4.4加强对重要辅机的可靠性分析

“十三五”规划对节能减排指标要求越来越高；脱硫系统、除尘器尤其是布袋除尘器，其运行可靠性同样严重制约机组的安全运行，另外直吹式制粉系统配置中一次风机运行可靠性也十分重要；各发电企业应在统计原有五大辅机可靠性指标的基础上增加一次风机、脱硫系统以及除尘器的可靠性分析。