火力發(fā)電廠鍋爐節(jié)能監(jiān)督存在的典型問題及分析

李朝兵,張海潮

(國電科學(xué)技術(shù)研究院，江蘇 南京 210031)

火力發(fā)電廠鍋爐節(jié)能監(jiān)督存在的典型問題及分析

李朝兵,張海潮

(國電科學(xué)技術(shù)研究院，江蘇 南京 210031)

文章通過對全國共計40家300～1 000 MW級火力發(fā)電廠鍋爐節(jié)能技術(shù)監(jiān)督過程中發(fā)現(xiàn)的問題進(jìn)行歸類、匯總，從監(jiān)督網(wǎng)絡(luò)管理[1]、技術(shù)指標(biāo)問題、技術(shù)改造效果等方面分析當(dāng)前鍋爐監(jiān)督工作開展的情況，并對共性問題提出解決措施。

火力發(fā)電廠；技術(shù)監(jiān)督；鍋爐節(jié)能；技術(shù)改造

火電廠技術(shù)監(jiān)督工作就是對發(fā)電設(shè)備及其部件健康狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測、評價和管理，進(jìn)而確保機組安全、可靠、經(jīng)濟地運行[1]。隨著電力工業(yè)的不斷發(fā)展，鍋爐節(jié)能監(jiān)督也越來越受到各發(fā)電企業(yè)的重視，其工作面也逐步延伸至機組的設(shè)計、建設(shè)、投產(chǎn)運營、技術(shù)改造等各個階段[2]，但在每個階段工作的重點有所不同。要做好鍋爐節(jié)能監(jiān)督工作，必須要從技術(shù)管理、指標(biāo)管理、節(jié)能改造等三個方面入手，全面掌握機組運行狀況，對發(fā)現(xiàn)的問題及時分析處理，必要時積極落實節(jié)能改造。

1 鍋爐節(jié)能監(jiān)督工作存在的典型問題

1.1 監(jiān)督網(wǎng)絡(luò)管理方面存在的問題

(1)職責(zé)不明確或一人身兼數(shù)職。在對40家受監(jiān)督電廠檢查過程中發(fā)現(xiàn)，各廠均能在《節(jié)能技術(shù)監(jiān)督導(dǎo)則》的要求下建立本廠的技術(shù)監(jiān)督細(xì)則，確定全廠綜合經(jīng)濟指標(biāo)及單項經(jīng)濟指標(biāo)[3]，但是多數(shù)廠節(jié)能專職由鍋爐或汽機專職兼任，有的甚至還在這基礎(chǔ)上兼職金屬專職，人員配置不合理。由于機組較多、工作面過廣，導(dǎo)致監(jiān)督工作無法全面、及時開展。

(2)試驗管理不完善。主要表現(xiàn)在兩個方面：一、修前、修后試驗工作開展不全面，如：鍋爐效率測試、散熱測試未及時進(jìn)行；二、在試驗報告中，對影響鍋爐效率、空預(yù)器漏風(fēng)的主要問題無明確的分析，讓試驗工作成為過場，這樣就無法對檢修效果有個全面的判斷。

(3)技術(shù)改造過程管理不完善。近年來，多數(shù)廠進(jìn)行了風(fēng)機增容、變頻等改造，但是涉及到改造后在機組安全措施、優(yōu)化措施制定方面，多數(shù)電廠做的還不夠。

(4)專業(yè)協(xié)調(diào)管理不夠完善。主要表現(xiàn)在：一、燃料分析不及時，導(dǎo)致運行人員無法及時采取應(yīng)對措施；二、運行人員與檢修人員之間缺乏對故障原因的綜合分析，不便于問題的處理和防范。

1.2 技術(shù)指標(biāo)方面存在的問題及原因分析

(1)部分電廠存在主汽壓力、再熱器溫度達(dá)不到設(shè)計值的問題,個別廠主汽壓力較設(shè)計值低1.5 MPa、再熱器汽溫偏低約10℃。

主要原因有：一、受熱面設(shè)計存在問題；二、安裝、調(diào)試過程中檢查不到位,導(dǎo)致部分風(fēng)門達(dá)不到設(shè)計用途；三、燃用煤質(zhì)與設(shè)計煤質(zhì)偏差較大。

(2)部分電廠存在排煙溫度較正常值偏高的問題。

主要原因有：一、空預(yù)器換熱面積設(shè)計不足；二、煤質(zhì)變化較大、摻燒比例大后，對機組的運行調(diào)整不夠。

(3)磨煤機、風(fēng)機等主要輔機的故障較多，集中發(fā)生在：磨煤機油系統(tǒng)、磨煤機堵煤、給煤機堵煤、風(fēng)機動靜葉故障等方面，同時，渣系統(tǒng)、壓縮空氣系統(tǒng)的問題也時有發(fā)生。

(4)部分電廠存在主汽、再熱器汽溫超限現(xiàn)象。主要發(fā)生在：升降負(fù)荷過快，協(xié)調(diào)跟蹤不佳；煤質(zhì)突變或主要輔機異常等時段。

(5)部分電廠投產(chǎn)后存在煤質(zhì)變化大、系統(tǒng)改造大等變化，但是對機組低負(fù)荷穩(wěn)燃特性了解不夠。

(6)風(fēng)機的變頻改造較多，但對變頻設(shè)備的了解不夠，日常維護(hù)經(jīng)驗也缺少。

(7)鍋爐專業(yè)原因?qū)е碌臋C組非計劃停機比例較高，其中四管泄漏占鍋爐專業(yè)的50%以上。

由表1、表2數(shù)據(jù)可看出，鍋爐原因?qū)е碌姆峭Ｋ急壤^高，而這其中，四管泄漏所占的比例更是高達(dá)27.8%。突顯出，在基建安裝、生產(chǎn)運營中加強鍋爐受熱面監(jiān)督的重要性。負(fù)壓保護(hù)動作情況占14.7%，制粉系統(tǒng)故障、風(fēng)機設(shè)備故障分別占5.8%、4.3%，說明日常的運行管理和設(shè)備管理工作還有很大的完善空間。

同時，有數(shù)據(jù)統(tǒng)計，2012年度江蘇發(fā)電機組鍋爐設(shè)備導(dǎo)致非停占的比例為36.7%，其中四管泄漏占鍋爐原因非停的比例相當(dāng)高，達(dá)到58.8%[4]。

表1 2012年度按專業(yè)分類的非計劃停機比例表

區(qū)域鍋爐設(shè)備汽機設(shè)備電氣設(shè)備熱控設(shè)備所占比例56．5%10．7%19．7%13．1%

表2 2012年度鍋爐設(shè)備及四管泄漏原因占機組非計劃停機原因比例

原因分類四管泄漏爐膛負(fù)壓保護(hù)動作制粉系統(tǒng)故障風(fēng)機設(shè)備故障鍋爐其他所占比例27．8%14．7%5．8%4．3%3．9%

2 以上相關(guān)問題的解決措施

2.1 監(jiān)督網(wǎng)絡(luò)管理方面的解決措施

(1)按照技術(shù)監(jiān)督導(dǎo)則和電廠上級單位要求，設(shè)置監(jiān)督管理人員，明確節(jié)能專職的職責(zé)，同時，做到監(jiān)督工作開展無死角。

(2)按照《節(jié)能技術(shù)監(jiān)督導(dǎo)則》要求，并結(jié)合本廠實際情況開展修前、修后試驗，做到定期對空預(yù)器漏風(fēng)進(jìn)行測量，及時掌握鍋爐運行情況。

(3)強化技術(shù)改造管理工作，做好改造前后的運行數(shù)據(jù)收集、對比，同時，針對改造后的系統(tǒng)，要及時對操作要領(lǐng)、系統(tǒng)保護(hù)、異常處理等方面進(jìn)行總結(jié)，減少設(shè)備故障跳閘或機組停運的次數(shù)。

(4)完善日常缺陷管理的跟蹤工作，定期召開運行、檢修的技術(shù)分析會，通過對缺陷處理的總結(jié)，制定相應(yīng)的防范、優(yōu)化措施。

2.2 技術(shù)指標(biāo)方面問題的解決措施

(1)基建前期、改造前期，技術(shù)人員應(yīng)加強同類型機組的收集資料工作，加強對比，對于重大改造，必須進(jìn)行必要的調(diào)研工作；基建過程或者大修過程中，必須做好驗收工作，其中包括設(shè)備進(jìn)場的狀態(tài)、安裝完畢后設(shè)備是否能達(dá)到設(shè)計工況等。

(2)對新建、改造的空預(yù)器要加強設(shè)計數(shù)據(jù)的對比，防止出現(xiàn)設(shè)計原因?qū)е碌膿Q熱面積不夠；運行中加強摻燒的研究，加強燃燒調(diào)整試驗。

(3)加強設(shè)備的定期維護(hù)，必要時對故障率較高的主要部件及時更換。同時，做好設(shè)備的評估工作，對磨損嚴(yán)重的設(shè)備要及時采取措施，防患于未燃。

(4)日常生產(chǎn)中，加強典型工況的處理總結(jié)，制定操作手冊或反措，并做好運行人員的培訓(xùn)工作。

(5)在煤質(zhì)、系統(tǒng)改造較大的情況下，要加強低負(fù)荷穩(wěn)燃情況的摸索，必要時，還需要重新優(yōu)化協(xié)調(diào)控制策略、重新進(jìn)行RB(Run Back)試驗。

(6)全面了解變頻器特性，特別是響應(yīng)速率及相關(guān)保護(hù)的設(shè)置，防止運行中誤跳。

(7)在煤質(zhì)變化較大、機組各項改造較多的大前提下，各廠應(yīng)加強鍋爐監(jiān)督管理工作，重點做好以下幾方面的維護(hù)工作：

治理四管泄漏方面：加強安裝、運行中對受熱面的監(jiān)督管理工作，同時，也要加強受熱面、支架、吹灰器等設(shè)計不合理情況的排查，檢修中加強壁厚的監(jiān)控，運行中控制好升溫升壓速率，加強壁溫監(jiān)視。

負(fù)壓保護(hù)動作控制方面：制定配煤、摻燒專項措施，根據(jù)煤質(zhì)、設(shè)備特點優(yōu)化助燃措施；運行中對易結(jié)焦煤種要從燃燒策略上制定措施，防止掉大焦；制定主要輔機跳閘處理反措，并做好交流培訓(xùn)工作。

輔機設(shè)備問題治理方面：日常運行維護(hù)中，對主要輔機的重點部件要定期檢查，檢修中評估其實際使用壽命，必要時進(jìn)行更換，如：油壓開關(guān)、負(fù)壓開關(guān)、振動探頭、動靜葉控制裝置等，同時，每次啟動前對主要的邏輯保護(hù)要進(jìn)行試驗。

提升鍋爐指標(biāo)方面：大部分電廠鍋爐的實際燃煤并不是設(shè)計煤種[5]，需要針對實際燃燒情況、改造情況，對鍋爐及時進(jìn)行燃燒調(diào)整試驗，摸索機組的最佳運行氧量，提高鍋爐的綜合運行指標(biāo)。

3 鍋爐節(jié)能改造開展情況

在對全國40家發(fā)電企業(yè)進(jìn)行監(jiān)督服務(wù)過程中發(fā)現(xiàn)，各家電廠對節(jié)能改造工作比較重視，均能按照機組實際情況編制節(jié)能規(guī)劃、技術(shù)改造計劃，并通過大、小修逐步落實改造項目，實現(xiàn)節(jié)能、環(huán)保的目的。下面就鍋爐方面已經(jīng)開展的幾種典型改造介紹如下：

(1)點火啟動方式改造。以等離子和微油點火改造為主?；C組選用等離子裝置較為經(jīng)濟，在役機組選用氣化微油點火裝置較為經(jīng)濟，但是兩者經(jīng)濟效益均非常顯著[6]，各廠可根據(jù)爐型、煤質(zhì)情況，選擇改造方式。

(2)低氮燃燒器改造。低氮燃燒技術(shù)投資少、見效快，在新建機組和在役機組中得到了廣泛應(yīng)用。目前，采用先進(jìn)的低氮燃燒技術(shù)，能夠把NOx排放水平穩(wěn)定地控制在300 mg/m3以下，鍋爐運行狀態(tài)好、揮發(fā)份高時可望控制在200 mg/m3以下；燃燒貧煤鍋爐能夠把NOx排放水平穩(wěn)定地控制在300～500 mg/m3以下[7]。從實際統(tǒng)計數(shù)據(jù)上看，環(huán)保效果比較明顯，有效地緩解了SCR(Selective Catalytic Reduction)的運行壓力。

(3)引風(fēng)機變頻改造。在中低負(fù)荷段節(jié)電效果明顯，除此之外，運用變頻的優(yōu)勢還有：有利于進(jìn)行爐膛負(fù)壓的精確控制，有利于減少風(fēng)機的磨損，有利于減少引風(fēng)機出現(xiàn)喘振的幾率等[8]。

(4)空預(yù)器密封改造?？疹A(yù)器的密封改造分為剛性密封和柔性密封，剛性密封的缺點是日常維護(hù)工作量較大，同時，改造量也較大。柔性密封的特點是日常維護(hù)量較小，抗腐蝕性強，一般改造后漏風(fēng)率均可控制在6%以內(nèi)，一個大修期內(nèi)能控制在7%以內(nèi)，如工藝較好且運行良好的情況下，可控制在6%以內(nèi)[9]，所以，目前多數(shù)電廠選擇柔性密封改造。

(5)汽動引風(fēng)機改造。宜采用凝汽式小汽輪機方案，靜葉調(diào)節(jié)，雖然初期投入成本較大，但電廠的售電收入將增加，且風(fēng)機實現(xiàn)變速運行后低負(fù)荷運行效率將大大提高，機組的經(jīng)濟效益和節(jié)能效益顯著[10]。

(6)磨煤機動態(tài)分離器改造。該技術(shù)在HP、MPS型中速磨煤機中應(yīng)用比較廣泛，其對磨煤機提高性能、改善鍋爐燃燒、降低飛灰含碳量等方面效果明顯，并且在提高等離子無油點火、微油點火性能方面作用顯著。

4 結(jié)語

目前，技術(shù)監(jiān)督工作要從強化管理、設(shè)備治理、系統(tǒng)優(yōu)化上下功夫，在開展好常規(guī)監(jiān)督項目的同時，各廠還應(yīng)根據(jù)機組的實際情況完善優(yōu)化措施、制定節(jié)能目標(biāo)。應(yīng)多關(guān)注設(shè)備的日常維護(hù)，多重視設(shè)備治理后相關(guān)運行策略、維護(hù)方式的優(yōu)化。

隨著各電力企業(yè)對節(jié)能工作的重視，做好機組運行參數(shù)優(yōu)化、提升環(huán)保指標(biāo)已經(jīng)成為各電廠下一步工作的主要方向。節(jié)能改造也從傳統(tǒng)的單設(shè)備改造漸漸發(fā)展到全系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計改造，如：鍋爐輔機單列配置設(shè)計，目前該設(shè)計已經(jīng)在國電布連電廠得到了應(yīng)用，在機組初期投資和檢修費用上較雙列布置設(shè)計都有明顯的優(yōu)勢。但是，我們也看到汽動引風(fēng)機改造系統(tǒng)復(fù)雜、小汽機缸效低等問題，與風(fēng)機單列化發(fā)展趨勢相背[10]。所以，各廠在鍋爐節(jié)能改造方面，應(yīng)因地制宜，充分論證，選擇適合本廠實際情況同時兼顧環(huán)保要求的方案。

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[2]張學(xué)宏.國華電力技術(shù)監(jiān)督管理創(chuàng)新與實踐[J].電力技術(shù)，2009(12)：15-17.

[3]國家發(fā)展改革委員會.DL/T1052-2007:節(jié)能技術(shù)監(jiān)督導(dǎo)則[S].

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AnalysisofExistingTypicalProblemsonBoilerEnergySavingTechnologySupervisioninThermalPowerPlant

LIChao-bing,ZHANGHai-chao

(GuodianScienceandTechnologyResearchInstitute，Nanjing210031,China)

This paper is concerned with the problems of boiler energy saving technology supervision throughout 40 thermal power plants across the country, from 300 MW units to 1 000 MW units. First the problems are categorized and summarized during the supervision process. Then the current situation of boiler energy saving supervision work is analyzed from aspects of network management,technical modification effects and so on. Finally, the treatment measures are provided for common problems.

fossil-fueled power plant;technology supervision;boiler energy saving;technical modification

2013-10-10修訂稿日期2014-02-17

李朝兵(1979～)，男，本科，工程師，主要從事電站鍋爐調(diào)試、技術(shù)監(jiān)督及性能試驗工作。

TM611

A

1002-6339 (2014) 06-0568-03