提高鍋爐電氣設備安全高效運行的措施

平慧敏 山西魯晉王曲發(fā)電有限責任公司

鍋爐電氣設備是發(fā)電企業(yè)中的主要設備，在生產(chǎn)運營過程中起到?jīng)Q定性作用，近年來，大量發(fā)電企業(yè)的鍋爐電氣設備都出現(xiàn)了陳舊老化、能耗增大、效率降低、故障頻出等嚴重問題，甚至影響發(fā)電企業(yè)的正常運轉。企業(yè)欲保障自身發(fā)展、提高經(jīng)濟效益、減少發(fā)電過程中產(chǎn)生的污染物并提高效能，應針對自身所用鍋爐電氣設施及其配套裝置的特性完成性能優(yōu)化、改造更新，并積極引入和推廣節(jié)能技術，使設備安全高效運行，確保生產(chǎn)過程的穩(wěn)定性。

一、鍋爐電氣設備綜述

目前我國對于清潔能源的使用仍未普及，發(fā)電企業(yè)仍以火力發(fā)電方式為主，鍋爐電氣設備在發(fā)電企業(yè)中占據(jù)重要地位，其大設備主要包括：鍋爐、汽輪機、發(fā)電機；鍋爐側設備包括：給煤機、磨煤機、一次風機、密封風機、送風機、引風機、爐水循環(huán)泵、風煙系統(tǒng)、汽水系統(tǒng)等；汽機側主要設備有凝結水泵、循環(huán)水泵、給水泵、潤滑油系統(tǒng)、密封油系統(tǒng)等；電氣設備主要包括：高壓廠用電系統(tǒng)、低壓廠用電系統(tǒng)、變壓器、勵磁系統(tǒng)、直流系統(tǒng)等等。大量設備共同構成完整體系，其中任何一處出現(xiàn)故障，都可能導致整個生產(chǎn)過程受阻。

二、鍋爐電氣設備運行過程存在問題

（一）設備老舊

火電企業(yè)鍋爐電氣設備工作環(huán)境較為艱苦，損耗速率較快，設備老化現(xiàn)象嚴重，此外，隨著科學技術與先進理念的發(fā)展，新式節(jié)能設備不斷問世，部分型號應進行淘汰。尤其是配電柜、動力柜、儀表柜等，老式柜體多存在布置不合理、通風散熱條件差、元件老化、二次回路控制線凌亂、檢修維護難度大等問題。

（二）缺乏維護

鍋爐電氣系統(tǒng)中的設備容易積累煤灰或其他煙氣中的成分，如硫化物、氮化物等，會對金屬設備造成腐蝕，配電室中部件也可能出現(xiàn)松動，許多發(fā)電企業(yè)未能制定完善的定期清理制度，派遣專人對設備進行檢修維護，致使微小損傷不斷積累，埋下嚴重安全隱患。

（三）錯誤操作

發(fā)電企業(yè)中部分職工缺乏專業(yè)素養(yǎng)與相關知識，不能正確操作設備，也容易導致故障的產(chǎn)生，例如，在使用變壓器時，在帶負荷的情況下直接拉閘，分合閘時產(chǎn)生的較大電弧可能直接導致高壓側短路，影響電力系統(tǒng)運轉；開啟萬能斷路器、空氣開關等時也未能先完成檢查與清潔、緊固，可能會由于部件突然脫落而斷開連接。

三、提高鍋爐電氣設備安全高效運行的措施

（一）裝修改造布局

對于不夠合理的布置與結構，應進行裝修改造，改善鍋爐房、控制室等的通風條件，避免熱量積累，安裝新式排氣換氣設備，減少房間內煙塵含量，降低對人體的危害，對于二次回路控制線凌亂的，應重裝線路，進行較大動作的整改，在保證生產(chǎn)需求、保持原有功能的前提下進行重新設計，理清線路，避免電纜等交錯縱橫，合理布置，減少起火等事故發(fā)生的概率。

（二）淘汰報廢設備

對于企業(yè)中仍然在使用的超出使用年限或者頻繁發(fā)生故障、無法順利維修的設備，應直接進行淘汰，尤其是部分早已無法正常運轉、出現(xiàn)異響或者異?，F(xiàn)象、存在較大安全隱患的部件，必須申請報廢，從根本上排除安全隱患，杜絕事故的發(fā)生。

（三）更換老舊部件

對于部分使用時間長、磨損或老化嚴重、無法起到有效作用的部件，也應當及時更換，若經(jīng)濟條件允許，還應當將型號老舊、效能較低的部件逐漸淘汰和更換，購進市面上質量好、效能高、國家大力推廣的新設備，引入新技術，提高發(fā)電效率，充分發(fā)揮燃料作用，減少發(fā)電過程中產(chǎn)生的廢棄物，降低對環(huán)境的污染，響應國家節(jié)能環(huán)保號召，貫徹落實綠色發(fā)展理念。

（四）注重設備保養(yǎng)

企業(yè)應定期對鍋爐電氣系統(tǒng)的全部設備進行檢修維護，并進行諸如潤滑、清潔、防銹、防氧化等處理，對于已經(jīng)出現(xiàn)損傷的部件，應及時維修或者更換，針對電線外皮磨損、金屬部分裸露生銹等，應提起重視并采取相應處理措施。另外，可對設備進行分組與編號，輪流進行運轉，避免設備長時間運轉和超負荷運轉，有效延長其使用壽命。

（五）制定健全制度

針對鍋爐電氣設備的使用與維修、管理，企業(yè)應制定并完善相應制度，派遣專人負責設備的操作與保養(yǎng)維護、檢查維修工作，明確責任人，并定期對設備管理工作進行檢查，發(fā)現(xiàn)問題后根據(jù)規(guī)定及時追責，避免責任交叉和互相推諉現(xiàn)象，對責任人施以罰款、降職等懲罰，造成嚴重后果的，還應當根據(jù)法律進行處理。

（六）提高人員素養(yǎng)

工作人員的操作過程直接影響發(fā)電企業(yè)鍋爐電氣設備的運轉情況，若其缺乏相應知識與職業(yè)素養(yǎng)，長時間違規(guī)操作或采取錯誤方式操作，很容易導致設備異常運轉和損壞，因此，企業(yè)應當加強對人員的培訓，定期組織開展學習交流活動，確保每一位工作人員都能夠熟悉各種設備的規(guī)范操作流程和保養(yǎng)維護要點，如在使用變壓器過程中，嚴謹帶負荷拉閘，必須先切斷低壓側分路開關后再拉開總開關，避免短路導致的設備損毀；還需了解常見的故障表征及其原因，能夠完成緊急處理。在工作中，也要樹立較強的責任意識，能夠自覺愛護設備，排除安全隱患，做好諸如清潔、緊固等，從而有效延長設備使用壽命。

（七）改善照明環(huán)境

鍋爐房中的環(huán)境較為特殊，一般溫度較高、電壓波動大，且通常伴有頻率較高的振動，夏季還可能氣候潮濕，線路老化速度快，長時間在該環(huán)境下工作，照明燈具損壞和老化的速度更快。通常使用的普通白熾燈性能差、耗電量較大，耐久性較低，無法長時間提供穩(wěn)定光照條件，支持現(xiàn)場職工的操作，可能還需頻繁更換，增加成本與工作量，企業(yè)應對現(xiàn)有照明條件進行改良，安裝和使用防爆節(jié)能燈具，并盡可能地利用自然采光，減少照明能耗。

（八）安裝智能監(jiān)控

采用全人工方式對電動機進行保護并不現(xiàn)實，工作量過大且工作枯燥重復，采用智能化監(jiān)控系統(tǒng)，則可自動完成對鍋爐電氣系統(tǒng)工作狀況的即時監(jiān)測。如今5G技術嶄露頭角，即第第五代通信技術，其采用新式數(shù)字蜂窩網(wǎng)絡，按照一定規(guī)律將服務區(qū)劃分為多個小型區(qū)域，類似蜂窩結構。5G網(wǎng)絡具有極高的數(shù)據(jù)傳輸速率，超出當今使用的任何一種網(wǎng)絡，最高傳輸速度甚至可達10G/s，超出4G網(wǎng)絡的千倍。另外，其響應時間短，低于一毫秒，該時長遠低于人類能夠捕捉到的最短時間，因此對于用戶而言，采用5G網(wǎng)絡可獲得即時響應的效果，將其應用于發(fā)電企業(yè)生產(chǎn)過程智能監(jiān)控系統(tǒng)中，可大大提高系統(tǒng)監(jiān)控效率。5G技術還可滿足超清視頻所需的高速傳輸大量數(shù)據(jù)的服務，滿足在鍋爐電氣系統(tǒng)中所需的響應速度，同時連接發(fā)電企業(yè)中所有設備，構建完善的信息管理系統(tǒng)。還有，可采用AI技術和物聯(lián)網(wǎng)技術，構建完善的監(jiān)控網(wǎng)絡，優(yōu)化視頻畫面，提高其清晰度，使發(fā)電企業(yè)可采用高清攝像頭對鍋爐電氣系統(tǒng)進行監(jiān)控，并根據(jù)設備形狀、尺寸等智能化識別其種類，打破以往由于網(wǎng)絡技術限制導致的高像素攝像頭不能投入使用的局限性。還有，過去企業(yè)中所用監(jiān)控系統(tǒng)都無法保持長時間的錄制狀態(tài)，一般都是采用定期抓拍提供現(xiàn)場畫面，可能會遺漏關鍵信息，但采用基于5G網(wǎng)絡的新式智能監(jiān)控技術，可保證所有攝像頭都處于不間斷拍攝狀態(tài)，保證現(xiàn)場的任何異常都能夠被第一時間發(fā)現(xiàn)和處理。最后，若想要對設備內部運轉情況進行監(jiān)控，有線攝像頭無法滿足需求，無線攝像頭對于無線網(wǎng)絡傳輸速度要求較高，4G網(wǎng)絡遠遠無法達到要求，而采用5G網(wǎng)，則更為靈活，尤其是在對較大區(qū)域的監(jiān)控中，能夠支持大批無線攝像頭的應用，更好地監(jiān)測設備運轉狀態(tài)。戶外監(jiān)控系統(tǒng)的構建也可采用無線攝像頭，規(guī)避諸如雨雪等自然因素對線路的損傷，為發(fā)電企業(yè)提供更多便利。

（九）設置繼電保護

繼電保護系統(tǒng)能夠對鍋爐電氣設備運轉時的溫度、濕度、電壓、電流等參數(shù)進行收集與分析，判斷其是否處于正常運轉狀態(tài)，并對整個系統(tǒng)進行保護，當發(fā)生電動機過載、欠壓、過熱、三相不平衡、漏電、短路、短路等時，繼電保護系統(tǒng)可作出準確判斷并采取有效措施，切斷部分電路，減小故障的影響范圍，避免釀成嚴重事故。繼電保護還可對重要器件變壓器進行全方位監(jiān)管與保護，當變壓器電流過大時，通過在高壓端與低壓端的斷路器，繼電保護系統(tǒng)能夠在監(jiān)測到元器件電流過高的一瞬間切斷電路；當發(fā)生異常跳閘時，則可將過電流保護系統(tǒng)作為總線，對變壓器低壓側進行有效保護；變壓器短路時，容易出現(xiàn)延時過高的問題，可根據(jù)其熱穩(wěn)定性設定繼電保護裝置參數(shù)，保障系統(tǒng)正常運轉。

四、結束語

通過對鍋爐電氣設備所處環(huán)境、所用器件的整改與維護，并優(yōu)化生產(chǎn)流程、引入和推廣新技術，能夠有效提高發(fā)電廠中整個發(fā)電系統(tǒng)的安全性與穩(wěn)定性，延長設備使用壽命，實現(xiàn)節(jié)能減排效果，逐漸向智能化、自動化生產(chǎn)發(fā)展，降低職員的工作強度，促進企業(yè)發(fā)展。