火电厂锅炉运行控制及故障预防研究

尹政伟

（山西京玉发电有限责任公司，山西朔州 037200）

火电厂锅炉是火电厂的核心设备，运行状况直接影响火电厂的能源转换效率和经济效益。因此，对火电厂锅炉的运行控制和故障预防进行研究具有重要意义。但就目前火电厂锅炉运行环节仍然存在一系列故障与隐患问题有待改善。因此，火电厂锅炉运行控制与故障预防工作需要得到相关人员的高度重视与广泛关注，并在实践工作中不断总结工作经验，对于常见故障问题制订相应的运行控制策略与相应的故障预防计划。

1 火电厂锅炉运行故障问题

火电厂锅炉运行故障问题有：①锅炉温度控制不当。锅炉的燃烧过程需要保持一定的温度范围，如果温度控制不当，可能会导致锅炉内壁结渣、传热效果下降，甚至引发安全事故，而锅炉温度控制不当的原因为：燃料配比不当、燃烧器故障、控制系统故障等。②锅炉压力异常。锅炉的压力需要保持在一定的范围内，压力过高或过低，都可能导致锅炉的安全事故。③锅炉内壁结垢和腐蚀。锅炉内壁结垢和腐蚀会影响锅炉的传热效果，导致锅炉效率下降，严重时会影响锅炉的正常运行。锅炉结垢和腐蚀的原因包括水质不良、维护不及时等。④燃烧不稳定。燃烧不稳定可能导致锅炉内壁温度波动，影响锅炉的运行效率，锅炉燃烧不稳定的原因包括燃料质量不佳、燃烧器故障、控制系统故障等。

2 火电厂锅炉运行控制及故障预防的重要性

火电厂锅炉运行控制及故障预防对于火电厂的安全、稳定、环保和节能具有重要意义。具体而言，火电厂锅炉运行控制及故障预防的重要性体现在以下几方面。

（1）锅炉是火电厂的重要设备之一，其运行状态直接关系到火电厂的能源利用效率和生产效益。通过有效的运行控制和故障预防措施，可确保锅炉的正常运行，提高锅炉的工作效率，降低能源消耗，从而降低火电厂的运行成本。

（2）锅炉故障不仅会影响火电厂的正常生产，还可能对设备和人身安全造成威胁。通过有效的运行控制和故障预防措施，可及时发现和解决潜在的故障隐患，避免事故的发生，保障设备和人员的安全。

（3）随着火电厂生产规模的不断扩大和自动化水平的不断提高，锅炉的运行控制变得越来越重要。有效的运行控制可确保锅炉的稳定运行，提高锅炉的自动化程度和生产效率。同时，通过故障预防措施的实施，可减少锅炉故障的发生，减轻运行控制人员的工作负担。

（4）火电厂锅炉的运行控制和故障预防还需要考虑环保和节能的要求。随着国家对环保和能源利用的重视程度不断提高，火电厂需要采取更加环保和节能的运行控制措施，以符合国家相关法规和标准[3]。

3 火电厂锅炉运行控制策略

3.1 优化锅炉温度控制

锅炉的温度控制是火电厂锅炉运行的关键部分，若温度控制不当，会导致出现设备问题，因此需要重视对锅炉温度控制措施的选择。

（1）安装温度传感器等设备可实时监测锅炉内不同部位的温度，并掌握其变化情况。这种监测系统能够提供关于锅炉运行状态的重要信息，也有助于及时发现潜在的问题。

（2）根据温度监测结果，可合理调整加热器的参数，例如，加热器的功率、流量等，以确保加热器加热量与锅炉需求相匹配。这可确保锅炉内的水温得到适当的控制，避免出现过热或欠热的情况。

（3）根据锅炉内温度变化，可调整燃料供应量，使燃料燃烧更加充分、稳定。例如，如果监测到锅炉内温度过低，可增加燃料供应量以提高水温；反之，如果温度过高，可减少燃料供应量以降低水温。

（4）对控制系统进行优化是实现锅炉温度有效控制的关键。优化包括改善控制算法、引入先进的控制策略等。通过优化措施，控制系统能够更准确地检测温度变化，并自动调整相关参数以维持稳定的温度，以提高锅炉的运行效率，并降低因温度波动导致故障的可能性。

（5）针对锅炉的结渣问题，可采取一些措施进行预防和应对。例如，通过调整燃烧器角度和火嘴间距，可改变炉内火焰分布，减少结渣的可能性。同时，定期对锅炉进行清渣和维护也是保持锅炉正常运行的重要措施。

总之，通过以上控制策略，火电厂锅炉的温度可得到有效控制，减少因温度波动导致的故障和损失[4]。

3.2 稳定锅炉压力

锅炉压力控制不当或异常，会导致严重的安全事故。因此，对锅炉压力的稳定控制极其重要。以下为稳定锅炉压力的几种控制策略。

（1）根据锅炉内压力变化，及时调整给水和燃烧调节阀，可保持锅炉压力的稳定。给水调节阀可控制进入锅炉的水量，从而影响蒸发量及蒸汽压力。而燃烧调节阀可调节燃料供应量，从而影响燃烧强度和蒸汽压力。因此，通过对这两个阀的适时调节，可有效地控制锅炉压力。

（2）安全阀是锅炉的重要安全装置，其能在锅炉压力超过安全范围时自动打开，释放过量的压力。因此，定期检查安全阀的工作状态，确保其能在压力异常时及时打开非常重要。可通过定期的检修和测试来确保安全阀的可靠性和准确性。

（3）压力调节系统是控制锅炉压力的核心部分，优化压力调节系统，使其能够更准确地检测压力变化并进行调节，可提高压力控制的精度和响应速度。这可能涉及采用更先进的压力传感器、改进调节算法、引入人工智能等技术手段。

（4）定期对锅炉进行维护保养，可确保锅炉的正常运转，减少因设备故障导致的压力异常，包括清洗锅炉内部、检查和维护各种阀门和传感器、对燃烧器进行维护等。同时，合理的保养计划也能预防性的解决一些潜在的问题，从而保持锅炉在最佳状态下运行。

通过以上控制策略，可实现对锅炉压力的有效控制，保证锅炉的安全稳定运行，不仅有助于提高锅炉的运行效率，还能降低因压力异常导致的安全风险，从而确保火电厂的安全生产。

3.3 定期维护保养

定期对锅炉进行清洗、检查和维修，是保证锅炉正常运行，降低故障发生概率的重要措施。

（1）定期清洗锅炉内部，可去除结垢和腐蚀物，保持锅炉内壁清洁，避免垢层和腐蚀物影响锅炉的热效率，减少能源浪费。清洗方法可根据锅炉的类型和结垢程度选择合适的清洗剂和清洗方法。

（2）检查锅炉的各部件，如加热器、燃烧器、管道、阀门等，可及时发现并处理异常情况。例如，如果发现加热器温度控制异常，需要检查加热器的控制电路或更换加热元件。通过定期检查，可及早发现并解决问题，避免故障扩大或导致更严重的后果。

（3）对发现的锅炉缺陷进行维修或更换，可确保锅炉的正常运行。例如，如果发现锅炉的受热面有严重的结垢或腐蚀，需要更换受热面或进行相应的维修。对于一些较大的维修工作，需要专业的锅炉维修人员进行。

（4）对锅炉附件如管道、阀门等进行保养，可保证其正常运转，避免因附件故障导致锅炉运行异常。保养工作包括检查附件的密封性、润滑性等，及时进行更换或维修。

通过以上控制策略的实施，可有效地保证锅炉的正常运行，降低故障发生的概率，延长锅炉的使用寿命，同时也能减少因锅炉故障导致的安全事故。

3.4 加强燃烧控制

燃烧不稳定可能导致锅炉内壁温度波动，影响锅炉的运行效率。因此需要采取措施加强燃烧控制，以下为具体措施。

（1）选用优质燃料加强燃烧控制。优质燃料通常具有较高的热值，且燃烧充分，能够提供稳定的热量。通过选用稳定的燃料来源，可保证燃料的品质和燃烧效果。

（2）根据锅炉内温度和压力变化，合理调整燃料供应量，可保持锅炉燃烧的稳定性。如果燃料供应量过多或过少，都可能导致锅炉内壁温度波动或燃烧不充分等问题。通过调整燃料供应量，可确保锅炉燃烧过程更加稳定、充分。

（3）根据燃料特性，合理控制空气系数可保证燃烧充分性。空气过多或过少都可能导致燃烧不充分，进而影响锅炉的运行效率。因此，需要定期检查锅炉的空气管道和空气入口，确保空气供应充足且稳定。

（4）通过升级燃烧控制软件或引入先进的传感器技术，可实时监测和控制锅炉的燃烧过程，及时发现和处理异常情况，确保锅炉燃烧过程的稳定性和效率。

通过以上控制策略的实施，可有效保证锅炉燃烧的稳定性，减少燃烧不充分等问题对锅炉运行的影响。同时，也能够降低燃料的浪费，提高锅炉的运行效率，从而实现节能减排的目标。

4 火电厂锅炉故障预防措施

4.1 强化安全意识

针对火电厂锅炉运行过程中温度控制不当、压力异常、内壁结构腐蚀、燃烧器和控制系统故障的预防，需要做好以下工作。

（1）温度控制不当的预防。配备高精度的温度传感器和自动控制系统，实时监测和调整锅炉的温度，建立温度控制的工作指导书，规范操作人员的操作流程和参数设置，定期对温度控制设备进行维护和校准，确保其准确性和稳定性。

（2）压力异常的预防。安装压力传感器和报警装置，实时监测锅炉的压力变化。制定严格的压力控制和安全保护措施，设定压力上下限，并设置相应的报警和保护机制。定期对压力控制设备进行检查和维护，确保其正常工作。

（3）内壁结构腐蚀的预防。定期进行内壁结构的检查和清洗工作，及时清除积聚的灰尘和腐蚀物，使用高质量的材料和涂层，提高内壁结构的耐腐蚀性能，加强水处理和化学添加剂的使用，控制水质，防止腐蚀物质的产生和沉积。

（4）燃烧器和控制系统故障的预防。定期对燃烧器进行维护和清洗，确保其正常燃烧和高效运行，配备燃烧器故障检测系统，实时监测燃烧器的工作状态和性能指标，建立燃烧器和控制系统的故障诊断和处理流程，及时发现和解决故障。

4.2 引入智能化和自动化技术

随着智能化和自动化技术的发展，火电厂可引入以下技术来提高锅炉的运行效率和稳定性。

（1）利用先进的传感器、控制器、执行器等设备，实现对锅炉的智能化控制。通过智能控制系统，可实时监测锅炉的运行状态，自动调整锅炉的燃烧参数，使锅炉始终保持在最佳运行状态。

（2）利用无损检测技术，如超声波检测、射线检测等，对锅炉进行自动化检测，可及早发现锅炉存在的缺陷和隐患，避免事故的发生，保证锅炉安全运行。

（3）对锅炉的主要部件，如锅筒、水冷壁、过热器等，进行在线监测。实时监测这些部件的温度、压力、流量等参数，及时发现异常情况并进行处理。

（4）通过建立故障预警系统，可实时监测锅炉的运行状态，一旦发现异常情况，能够及时发出预警信号，并采取相应的处理措施，从而避免事故的发生。

（5)利用先进的数值模拟软件，对锅炉的燃烧过程进行优化设计。可减少燃烧损失，提高锅炉的燃烧效率，同时降低NOx 等污染物的排放。

综上所述，引入智能化和自动化技术可实现对锅炉的精确控制、自动化检测、在线监测、故障预警和优化燃烧等措施。

5 结束语

综上所述，火电厂锅炉的运行控制和故障预防对于火电厂的正常运行至关重要，相关部门需要根据实际情况，采取相应的控制策略和预防措施，确保锅炉的安全、稳定运行，提高火电厂的经济效益。同时，相关人员也需要不断研究和探索新的技术和方法，进一步提高火电厂锅炉的运行效率和可靠性。