热力发电厂中锅炉检修与维护策略分析

2023-02-03王永鼎

现代制造技术与装备 2023年11期

王永鼎

（兰州新区热力工程建设管理有限公司，兰州 730300）

热力发电厂承担着电力生产的任务，需要借助锅炉设备完成作业，要求管理人员重视锅炉设备，结合作业流程与可能的影响因素分析作业环节存在的难点和问题，以保证相关作业的顺利落实。在实际作业环节，热力发电锅炉结构复杂且技术性较强，加之锅炉运行中会遇到各种外界因素的影响，设备问题较多，对其进行检修与维护较为困难。基于此，需要发电厂管理人员加强对锅炉检修与维护的重视，深入分析锅炉检修中存在的重点与难点问题，并结合实际制定检修与维护策略，以保证锅炉质量。

1 热力发电厂锅炉概述

热力发电厂主要利用化石燃料（煤、天然气等）或核能等能源，通过燃烧燃料产生高温高压的热能，再通过热力循环系统将热能转化为机械能，最终将机械能转化为电能。现阶段的热力发电厂通常由锅炉、汽轮机和发电机3 个主要部分组成。其中，锅炉是热力发电厂的核心设备，主要功能是将燃料燃烧产生的热能转化为水蒸气的形式，并且将高温、高压的水蒸气送入汽轮机，将热能转换为机械能。锅炉主要由燃烧器、锅炉筒体、过热器、再热器以及烟气净化器等设备组成。在实际运行中，这些设备需要紧密配合，确保锅炉顺利运行，同时要注意安全和环保等方面的问题。因此，热力发电厂作业环节，锅炉设备的故障检修十分重要，需要相关人员加强重视程度。

2 锅炉设备的特点

锅炉作为精密度较高的设备，维护过程较为复杂，需要相关人员深入分析其特点，以便顺利落实后续作业。

2.1 高温高压

热力发电厂锅炉需要将燃料燃烧产生的热能转化为高温高压的水蒸气，从而为汽轮机提供足够的能量。一方面，燃烧环节会产生大量的热能，要想实现电力生产，就需要将热能转化为动能，这会对设备造成很大影响。另一方面，燃烧环节本身会产生较大压力，再加上锅炉内部空间有限，压力就会持续累积，导致内部压力较高。针对存在的高温高压特点，设计人员应采取更加严格的安全措施和管理措施，以确保运行安全。因此，锅炉设备应能够承受高温高压的工作环境，需要选用高强度材料和合适的结构进行设计。

2.2 结构复杂

锅炉整体结构包括锅炉本体、辅助设备和安全装置3 部分。锅炉中的炉膛、锅筒、燃烧器、水冷壁、过热器、省煤器、空气预热器、构架和炉墙等主要部件构成生产蒸汽的核心部分，称为锅炉本体。锅炉本体中两个主要的部件是炉膛和锅筒。炉膛又称燃烧室，是供燃料燃烧的空间，主要分为火床炉、火室炉、沸腾炉以及旋风炉等。此外，锅炉包含其他辅助设备，如安全阀、压力表、水位表、水位报警器和易熔塞等。由此可见，锅炉所含部件较多，整体结构比较复杂。

3 锅炉设备检修与维护的难点

3.1 高温高压环境影响较大

热力发电厂锅炉在运行时处于高温高压的工况下，对操作安全提出严格的要求。高温高压的工作环境中，首先会增加维修难度。锅炉设备内部温度和压力较高，使得工作人员在检修时需要采取特殊的安全保护措施，维修难度较大。其次，延长检修时间。高温高压环境下，许多设备的拆卸、组装等难度加大，检修时间可能会相应延长。最后，人员安全风险增加。高温高压环境下，工作人员需要穿着特殊的防护服，戴上特制的防护器具，即便如此仍然存在受伤和中暑等问题，风险较大。

3.2 设备结构较为复杂

热力发电厂锅炉设备通常由多个部件和系统组成，有许多复杂的结构和管路连接，很大程度上增加了检修难度，具体表现在3 个方面。第一，隐患寻找困难。复杂设备结构中存在许多隐患问题，如管道堵塞、部件磨损、腐蚀等，由于结构的复杂性，这些问题往往不易被察觉和发现，需要进行详细的检查和分析。第二，维修操作困难。由于设备结构的复杂性，检修和维护操作较为更加困难，检修过程中可能需要拆卸多个组件、使用特殊工具或设备，操作步骤烦琐，需要工作人员具有更高的技能水平和更丰富的经验。第三，增加安全风险。复杂设备结构会导致工作空间狭小，加上高温高压的环境，维修操作中安全风险较高。这要求维修人员必须严格遵守安全操作规程，同时配备适当的防护设备，以保证人身安全。

3.3 维修时间限制较大

热力发电厂是一个连续供电的重要设施，在进行检修和维护时，应尽量避免长时间停机造成电力供应中断。在实际作业环节，由于热力发电厂锅炉设备本身结构复杂，再加上外界环境影响较大，维修环节存在时间方面的限制。一方面，在时间有限的情况下，维修人员必须优先处理较为严重的隐患，一些轻微隐患很容易被忽视，会造成隐患积累。另一方面，受时间限制，可能导致无法调动足够的人员来参与检修与维护工作，或者无法在短时间内调整人员的工作安排，进而影响维修质量与效率。这就要求检修和维护工作要尽可能高效，并合理安排检修与维护时间，以减少停机造成的影响。

4 锅炉设备检修与维护策略

4.1 定期检查

定期检查是确保设备正常运行的重要环节。第一，锅炉外观检查，需要检查锅炉外壳、支撑结构、隔热层等是否存在破损、腐蚀或变形等问题，确保锅炉的结构完整性和稳定性。第二，烟道系统检查，应检查烟道系统中的管道、阀门、风机和除尘设备等是否存在渗漏、堵塞或磨损等问题，确保烟气顺畅排放和设备正常运行。第三，水处理系统检查，需要检查水处理系统中的水泵、水箱、除氧器、化学药剂投加装置等是否存在故障或异常情况，确保锅炉供水质量符合要求。第四，燃烧系统检查，应检查燃烧系统中的燃烧器、点火装置、风扇和油喷嘴等是否存在损坏、堵塞或调整不当等问题，确保燃烧系统的正常运行和热效率。第五，安全阀和保护装置检查，应检查安全阀、水位计、压力表、温度计等安全保护装置是否灵敏可靠，确保在异常情况下能够及时启动并保护设备的安全。第六，电气系统检查，需要检查锅炉的电气控制系统、传感器、电动机等是否运行正常，是否有松动或腐蚀现象，确保设备的电气安全和稳定性。第七，清洗和维护操作，包括清洗锅炉内部的积灰、沉淀物和结垢，更换损坏的部件，调整设备的工艺参数等，以保持锅炉的正常工作状态。第八，检测记录和评估，需要详细记录每次进行的定期检查，包括检测结果、发现的问题、采取的措施和维修情况等，根据检测记录进行评估，分析设备的运行状况和发展趋势，为后续检修和维护工作提供参考依据。需注意，定期检查的具体内容和频率应根据设备的类型、制造商的要求、实际运行情况及相关法规标准来确定。

4.2 引进先进技术

随着科技的进步和技术的发展，一些先进技术得到有效应用，可以提高设备的效率、降低能耗和延长设备寿命，需要相关人员结合检修需要积极进行技术引进。第一，智能化监测系统。该系统采用传感器和无线通信技术，实时监测锅炉水位、温度、压力和燃料供应等参数，提高设备的自动化程度和运行效率。第二，先进的喷雾冷却技术。针对高温高压锅炉采用微小液滴喷雾降温技术，有效减少了锅炉的冷却水消耗量，提高了效率和性能。第三，燃烧优化技术。应利用先进的传感技术和控制算法，实现燃烧控制参数的智能化调节，提高燃烧效率，减少污染物排放和能源损失。第四，超声波无损检测技术。可以利用超声波检测锅炉设备内部的裂纹、缺陷等问题，提高检测效率和准确性，减少人员安全风险和设备损坏的可能性。第五，热泵系统。在锅炉设备的供热过程中，采用先进的热泵设备将低温余热转化为高品质的热能，提高能源利用率和环保效益。第六，虚拟现实（Virtual Reality，VR）技术。可以利用VR 技术实现锅炉内部结构的三维模拟和远程操作，提高设备的维护效率和质量。现代化技术的引进能够提高锅炉设备的效率、降低能耗、延长设备寿命，同时可以提高设备的可靠性，降低人工检修和维护的成本[1-2]。

4.3 建立专业团队

锅炉的检修与维护需要专业的技术人员支持，因此实际作业环节，热力发电厂需要加强对人员培训的重视。第一，落实人员招聘与培训，招聘具有相关技术背景和经验的人员，包括工程师、技术员和操作员等。同时，提供专业培训，使他们了解最新的技术和行业标准，掌握设备的操作和维护知识。第二，重视多学科团队组建，团队中应包括机械工程师、电气工程师、化学工程师等不同专业背景的人员。多学科团队可以综合考虑锅炉设备的各个方面，确保全面检修和维护工作。第三，制定标准化流程，明确每个步骤中相关人员的责任和要求。这些流程应根据设备类型、制造商要求和相关法规标准进行制定，并经过实践验证不断改进。第四，设立专门的管理人员，负责团队的协调、资源安排和任务分配，确保团队成员的工作配合和沟通顺畅，以提高整体效率和质量。第五，建立知识管理系统，记录和归档团队成员的知识与经验，定期进行经验分享和培训，提高整个团队的技术水平和维护能力。此外，需要强化与供应商的合作，以获取技术支持和备件供应。通过这些措施，可以建立一个具备专业能力的检修与维护团队，能够实现高效运作，对热力发电厂锅炉设备的安全运行和性能提升起到至关重要的作用。

4.4 落实预防性维护作业

预防性维护在热力发电厂锅炉设备的检修与维护中起着重要作用，可以减少设备故障和缩短停机时间，提高设备的可靠性和运行效率。实际作业环节，需要相关人员结合实际进行设计。第一，制定定期的检查和保养计划，包括对锅炉设备各个部件进行检查、清洁和润滑等，以便及时发现潜在问题，进行预防性维修，减少故障的发生。第二，水垢和沉积物会降低设备的热传导效率，增加能耗并引起腐蚀等问题，因此应定期清理锅炉内部。第三，定期检查锅炉的安全装置，如压力表、安全阀和过热保护装置等，确保其正常运行，这样可以防止设备超压、过热等危险情况发生。第四，定期检查和调整锅炉的燃烧系统，包括喷嘴、燃烧器和调节阀等。这样可以使燃烧更加高效，减少污染物的排放并延长设备寿命。第五，建立设备的记录和维护系统，对设备的运行参数和维修历史进行分析与评估。这样有助于提前发现设备的潜在问题，进而优化维护计划[3]。通过一系列预防性维护工作，可以最大限度减少设备故障和缩短停机时间，提高热力发电厂锅炉设备的可靠性和运行效率，降低维护成本，延长设备寿命，确保安全生产。

4.5 落实分类检修

热力发电厂锅炉设备本身结构较为复杂，不同部位的检修要点不同，因此需要落实分类检修。第一，机械部分的检修，包括锅炉的燃烧系统、给水系统、循环水系统和排烟系统等机械部分的检修，具体是对燃烧器、风机、泵、阀门、管道等设备进行清洗、润滑、更换磨损部件等操作。第二，电气部分检修，涉及锅炉的电气控制系统、电机、传感器和仪表等电气部分的检修，以及对电气设备的绝缘测试、接线端子的紧固、电缆的检查和更换、仪表的校准等。第三，管道检修，主要针对锅炉的管道系统进行检修，包括对水、蒸汽、燃气等管道的清洗，检查管道的泄漏情况，更换老化管道，修复破损管道等。第四，控制系统检修，包括调节阀、传感器、控制器等设备的检查和校准，以确保锅炉的自动控制精度和稳定性。具体的分类检修策略需要根据锅炉设备的特点、维护手册和运行情况详细规划和执行。此外，应建立完善的环境监测体系，定期对热力发电厂锅炉设备的环境影响进行监测与评估[4-5]。通过监测数据的分析与评估，及时发现出现问题的部位，然后根据分类检修要点合理选择维护策略，在保证维护质量的基础上降低消耗。