浅析600MW超临界机组锅炉设备的优化检修方法及设备管理策略

蒋志龙

摘 要：随着国内火电机组的迅速发展，600MW超临界机组已成为我国电厂的主力机组，本文主要针对600MW超临界机组的控制特点和主要调节系统进行分析，在此基础上对锅炉设备的优化检修及设备管理策略展开探讨。

关键词：600MW；超临界机组；锅炉设备；优化检修；设备管理

近年来，大容量、高效率的超临界机组已在我国电厂得到广泛应用，600MW超临界机组对于亚临界机组有这巨大优势。相关数据显示，超临界机组可降低煤耗20%左右，极大降低了电厂的运营成本，节省了能源，同时减少了污染物的排放量，起到节能减排的效应。发展超临界和超超临界机组已成为我国电厂发展的主要方向。

1 控制对象的特点

超临界机组与亚临界机组主要差别在于锅炉的运行方式不同，无汽包、直流运行，导致锅炉的控制方式也不同，但在汽机及大部分辅机的运行方式、控制方法上都无大的变化。

直流炉中无汽包，惯性较小，蓄热能力小，当外界负荷变化时气压反映比较敏感，因此主汽压力控制起来较困难。汽包炉因汽包水位的存在，使得汽、水具有明确分界线，将整个锅炉的汽水流程分为加热段、蒸发段、过热段3部分，所受熱面是固定不变的。汽包水位的稳定表示给水流量和蒸汽流量间的物质平衡，给水系统控制汽包水位，保证蒸汽流量的供给，燃料量控制蒸发量和蒸汽压力，以压力为被调量进行燃烧调整，将燃烧系统和给水系统分别作为单独的系统进行控制，降低复杂性。

超临界直流炉汽水无固定分界线，当给水流量和燃料量发生变化时，加热段、蒸发段、过热段三段受热面比例也会发生变化，对锅炉蒸汽流量和压力、温度等造成影响，可见，无论是给水还是燃烧都无法做到对某个参数的单独控制。同时，因为直流炉无汽包，水容积较小，蓄热能力小等特点，致使抗扰动能力较低，在运行中控制不当会对系统参数造成大幅变化，不利于系统调节。

超临界机组的运行参数高于亚临界，超临界参数下汽水特性会发生大的变化，特别是在跨越临界压力时，工质状态和工质物性变化较大，这时的工质比热很大，可见，即使燃烧量发生大的变化，但水冷壁出口工质温度变化仍不大，随着温度的升高，比热会迅速降低，此时，温度突升产生超温现象。为解决这一问题，通常会引入对中间点温度的控制，是通过观察中间点温度的变化进行煤量与给水间的协调，维持过热器的入口焓值，从根本上保证气温与汽压的稳定。

2 主要调节系统

2.1 燃烧调节系统

燃烧调节系统是在接收协调控制系统发出的锅炉主控指令后，对锅炉的燃料量、送风量进行调整，目的是使锅炉产生的燃烧热能与锅炉的蒸汽符合需求相适应，确保锅炉燃烧过程安全进行。提高燃烧调节的策略有，一是采用洁净燃烧技术，用洁净煤代替原煤提高燃煤质量；二是进行技术改造，对一些效率低、污染严重的旧式燃煤锅炉因地制宜的进行技术改造，在天然气等资源丰富的地区可进行煤改气，对一些煤气资源匮乏地区，可采用太阳能集热器替代小型燃煤锅炉。

2.2 协调控制系统

协调控制系统主要是应用于一些大型燃煤发电机组当中，目的是通过其响应调度的负荷变化要求，提高机组的运行效率。在机组系统中，机组负荷和主蒸汽压力主要是通过协调控制系统基于锅炉燃烧率和汽机调门进行调节。机组负荷对负荷指令进行响应，同时将主蒸汽压力维持在限定值内。广义上来讲，机组所有的调节都属于协调控制系统的工作范畴。从狭义上将，协调控制系统是以锅炉指令和汽机指令为调节量，以电负荷和主蒸汽压力为被调量，组成的联合调节系统。

3 超临界机组锅炉设备的优化检修和设备管理策略

3.1 锅炉受热面的風险评估和检修策略

电厂锅炉受热面漏泄问题一直是国内外电厂机组被迫停机的首要因素。超临界机组运转温度高、压力高，加上对新材料功能的研究不透彻，一但发作，锅炉管失效，造成巨大损失。相关数据统计，锅炉非方案停运大概占总停运事件的60%，其中，锅炉四管走漏占锅炉事件的60%左右，是影响发电机组安全稳定运行的主要隐患。锅炉受热面的风险评估就是在保证受热面安全可靠的情况下，以下降查验和维修成本为方针，评价受热面的危险，根据危险程度制定科学合理的设备管理方法。锅炉受热面风险评估包括3个阶段：（1）检修计划制定阶段。通过对受热面风险程度的评估，制定合理检修计划，将受热面的风险控制在合理范围内。（2）查验维修完成阶段。经维修后的受热面发生了改变，需二次进行危险评估，判断受热面的状况，制定好下次查验的时间。经查验后危险分析还可核对维修的作用，判别高危险部位的危险等级是否下降，看检验结果和危险评估结果是否一致，借此验证危险评估的准确性。（3）受热面管漏泄后的失效分析。受热面失效后，通过分层查找，找出失效的原因，验证检修方案的有效性，修订好维修方案。对锅炉受热面的维修应按照机组修前评估、修中评估、修后评估、修后验收等步骤。

3.2 优化检修

发电设备优化检修的思路是以“管”为主的战略，针对发电设备的特色制定战略，形成一套优化维修的管理模式，提高设备的可靠性。通过判断设备状况的正常与否来安排维修计划和实施维修管理，有的需要定时维修，有的设备需选用状况维修、有的则需选用毛病维修等，对这些维修现象进行总结归纳。优化维修应随着设备动态管理的深化，不断改善设备性能，是一个循序渐进的过程。

参考文献

[1]吕佳奇.刍议600MW超临界机组锅炉设备状态检修及管理[J].城市建设理论研究（电子版），2015，（10）：107.

[2]钱庆生.600MW超临界机组控制系统特点与协调控制策略[J].热电技术，2008，（2）：53-56.

[3]朱安钰.某600MW超超临界锅炉运行优化试验研究[D].华北电力大学，2014.

（作者单位：安徽华电六安电厂有限公司）