張凱峰

摘? 要：在火力發(fā)電設(shè)備的運(yùn)行過程中，鍋爐是能量轉(zhuǎn)化的重要設(shè)備，對于設(shè)備的穩(wěn)定、安全運(yùn)行有著重要的作用。該文針對火力發(fā)電設(shè)備鍋爐檢修及維護(hù)方面的問題進(jìn)行論述，通過分析火力發(fā)設(shè)備的鍋爐的檢修特點(diǎn)及意義、火力發(fā)電設(shè)備鍋爐檢修要點(diǎn)及常見故障等方面的內(nèi)容，提出了火力發(fā)電設(shè)備鍋爐檢修新方法與具體的維護(hù)對策，并分析了鍋爐設(shè)備的改造策略。為火力發(fā)電設(shè)備鍋爐的安全運(yùn)行提供參考。

關(guān)鍵詞：火力發(fā)電設(shè)備;鍋爐檢修;新方法;對策

中圖分類號：TM621? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

0 前言

火力發(fā)電（thermal power，thermoelectricity power generation），利用可燃物在燃燒時產(chǎn)生的熱能，通過發(fā)電動力裝置轉(zhuǎn)換成電能的一種發(fā)電方式。中國的煤炭資源豐富，1990年產(chǎn)煤10.9億噸，其中發(fā)電用煤僅占12%?；鹆Πl(fā)電仍有巨大潛力，在火力發(fā)電設(shè)備的運(yùn)行過程中，鍋爐是必不可少的重要設(shè)施。不僅在電能的生產(chǎn)過程中起到能量轉(zhuǎn)化的作用，還對企業(yè)的安全生產(chǎn)起到了重要的影響。所以就要對鍋爐的檢修要點(diǎn)、常見故障、檢修與改造方法的創(chuàng)新等方面進(jìn)行深入的分析，充分認(rèn)識到火力發(fā)電設(shè)備鍋爐檢修與維護(hù)的重要性。確保使用科學(xué)、準(zhǔn)確的方法對鍋爐進(jìn)行檢修、維護(hù)與改造，減少鍋爐作業(yè)中出現(xiàn)故障的概率。使火力發(fā)電設(shè)備的作業(yè)保持平穩(wěn)、高效。

1 火力發(fā)設(shè)備的鍋爐檢修的特點(diǎn)及意義

1.1 鍋爐檢修的特點(diǎn)

在火力發(fā)電設(shè)備中，主要用煤、石油和天然氣等作為燃料來生產(chǎn)電能。鍋爐作為這些燃料的載體是主要的設(shè)備之一。能夠?qū)⑷剂系幕瘜W(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮?，然后通過其他系統(tǒng)的共同配合，將能量進(jìn)一步轉(zhuǎn)化，最終生產(chǎn)出電能并傳輸至千家萬戶。所以鍋爐的正常運(yùn)行是電能轉(zhuǎn)化的基礎(chǔ)，其運(yùn)行效率直接對火力發(fā)電設(shè)備的正常運(yùn)營產(chǎn)生影響。要想確保鍋爐能夠正常運(yùn)行，就要針對鍋爐自身的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和工作環(huán)境對其定期進(jìn)行檢修與維護(hù)，使鍋爐發(fā)生故障的概率得到有效的控制。由于鍋爐運(yùn)行過程中容易受到多方面因素的影響，因此具有故障率高、檢修工作量大的特點(diǎn)。同時，鍋爐制造商掌握了鍋爐檢修的核心技術(shù)，使發(fā)電設(shè)備難以及時有效地對故障進(jìn)行排除和根治。此外，檢修人員的工作效率也影響了鍋爐故障檢修的結(jié)果。由于經(jīng)驗(yàn)不足或過分依賴經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行故障檢修都會導(dǎo)致檢修質(zhì)量低下。

1.2 鍋爐檢修的意義

鍋爐檢修工作主要依據(jù)先進(jìn)的檢測儀器和檢測方法對鍋爐的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行檢測和監(jiān)控。然后對檢測和監(jiān)控的數(shù)據(jù)進(jìn)行收集和分析，以此來判斷鍋爐的運(yùn)行狀態(tài)，并針對運(yùn)行中出現(xiàn)的問題和原因制定合理的改造和維護(hù)方案。定期對鍋爐進(jìn)行檢修和維護(hù)可以有效地減少故障發(fā)生的次數(shù)，提高火力發(fā)電設(shè)備的產(chǎn)能和經(jīng)濟(jì)效益。同時，還可以有效地避免鍋爐運(yùn)行中的安全事故，對于避免人生危害和經(jīng)濟(jì)造成損失都有重要的意義。除此之外，對鍋爐進(jìn)行檢修能夠及時發(fā)現(xiàn)鍋爐使用方面的問題，進(jìn)而對鍋爐的結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化和改造，提高鍋爐的運(yùn)行效率，促進(jìn)設(shè)備的經(jīng)濟(jì)發(fā)展。

1.3 火力發(fā)電設(shè)備的意義

火力發(fā)電設(shè)備就是通過燃料燃燒利用水蒸氣將內(nèi)能轉(zhuǎn)化成機(jī)械能，再利用機(jī)械能發(fā)電的設(shè)備。最早的火力發(fā)電是在1875年的巴黎火電廠當(dāng)中形成的。自20世紀(jì)30年代以后，火力發(fā)電進(jìn)入大發(fā)展的時期。到80年代后期，世界最大火電廠是日本的鹿兒島火電廠，容量為4 400 MW。但機(jī)組過大又帶來可靠性、可用率的降低，因此到90年代初，火力發(fā)電單機(jī)容量穩(wěn)定在300 MW?，F(xiàn)代化的火力發(fā)電設(shè)備具有復(fù)雜而且龐大的系統(tǒng)，包括燃料系統(tǒng)、燃燒系統(tǒng)、汽水系統(tǒng)、電氣系統(tǒng)和控制系統(tǒng)5個部分。系統(tǒng)中，最重要的設(shè)備就是汽輪機(jī)、鍋爐和發(fā)電機(jī)，這些設(shè)備都安裝在主廠房內(nèi)，還包括其他的輔助設(shè)備例如給水設(shè)備、供水設(shè)備、水處理設(shè)備、除塵設(shè)備等?；鹆Πl(fā)電廠依靠火力發(fā)電設(shè)備的系統(tǒng)運(yùn)作，來實(shí)現(xiàn)發(fā)電的目的。

2 火力發(fā)電設(shè)備鍋爐的檢修要點(diǎn)及常見故障

2.1 鍋爐的檢修要點(diǎn)

首先，鍋爐的檢修周期。鍋爐檢修周期要依據(jù)鍋爐的機(jī)組類型、運(yùn)行時間、檢修性質(zhì)等來進(jìn)行具體的劃分。我國常見的發(fā)電機(jī)組主要使用功率為600 MW大型超臨界的配套鍋爐。鍋爐的形狀也分為很多種，如強(qiáng)制循環(huán)、自然循環(huán)和直流型等。鍋爐要依照發(fā)電設(shè)備相關(guān)的檢修標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范進(jìn)行檢修。一般情況下，鍋爐從購進(jìn)到檢修一般保持在1年左右就可以。此后每年要進(jìn)行一次鍋爐的小修和大修。小修一般進(jìn)行3周時間;大修一般需要近2個月左右。檢修周期時間最長不應(yīng)超過5年。

其次，鍋爐的檢修范圍。1）檢修其磨損部位。根據(jù)對火力發(fā)電設(shè)備鍋爐相關(guān)數(shù)據(jù)的統(tǒng)計分析發(fā)現(xiàn)，火力發(fā)電設(shè)備的鍋爐極容易受到磨損而使其壽命縮減。不同型號的鍋爐磨損的情況和使用壽命也存在差異。同時型號相同、使用的燃料不同，其磨損情況也大不相同。因此，常常采用整體檢修的方法來確保鍋爐的檢修效果。整體檢修也就是對鍋爐的外部設(shè)備和主體部件進(jìn)行檢修。鍋爐的減溫器、再熱器、過熱器和省煤器等都是易出現(xiàn)磨損的外部設(shè)備，因此應(yīng)進(jìn)行重點(diǎn)檢修。特別是吹灰器附近的管路、煙氣走廊管、上方管排等位置磨損最為嚴(yán)重，在檢修時應(yīng)重點(diǎn)檢測。2）檢修裂痕、膨脹、鼓包、形變等部位。鍋爐在長期運(yùn)行的過程中，受高溫作業(yè)環(huán)境的影響，極易出現(xiàn)鼓包、形變、裂痕、膨脹等現(xiàn)象，使鍋爐難以正常運(yùn)行。因此，在檢修時應(yīng)對這些易發(fā)生形變的部位進(jìn)行檢測，如水冷壁、再熱器、過熱器等。最后，鍋爐檢修的要點(diǎn)。在進(jìn)行鍋爐檢修時，要對管路的完整性和流暢性進(jìn)行全面的檢測。同時檢查連續(xù)排污管、汽水取樣管、蒸汽等管座有無裂痕、安裝方位是否有誤等。此外還要檢查鍋爐與吊裝設(shè)備接觸質(zhì)量。保證鍋爐各個外部設(shè)備的管路暢通、運(yùn)行良好。

2.2 鍋爐的常見故障

2.2.1 鍋爐溫度異常和壓力過高

鍋爐在運(yùn)行的過程中，如果長期處于超高溫度狀態(tài)，容易使各個設(shè)備元件造成損壞。一般可能是由于鍋爐的汽水分離器、過熱器和再熱器等溫度異常導(dǎo)致的。此外，鍋爐壓力過高也容易使鍋爐產(chǎn)生各種故障，如再熱器壓力、主蒸汽壓力高。再熱器壓力升高可能是由于中壓調(diào)節(jié)門故障或者鍋爐燃料與負(fù)荷難以維持平衡導(dǎo)致設(shè)備出現(xiàn)故障。一般出現(xiàn)壓力過高的情況設(shè)備顯示器會變色并發(fā)出警報。

2.2.2 鍋爐熄火和尾部煙道再燃

在鍋爐運(yùn)行中常出現(xiàn)用檢測設(shè)備無法檢測出火焰信號，設(shè)備顯示器也顯示火焰閃爍或消失，同時聲光報警設(shè)備發(fā)出警報，煙氣溫度也慢慢降低的情況。這就是爐火突然熄滅設(shè)備作出的反應(yīng)。爐火熄滅有2種情況。1）燃燒器配風(fēng)不達(dá)標(biāo)，導(dǎo)致爐火在低負(fù)荷狀態(tài)下不穩(wěn)定燃燒。2）燃料質(zhì)量導(dǎo)致的。例如煤炭質(zhì)量不高，不夠精細(xì)，煤粉較濕等情況都會導(dǎo)致鍋爐熄火。

鍋爐尾部壓力較大、波動較大、煙氣溫度異常和吹氣孔有火星等情況屬于尾部再燃故障。出現(xiàn)這種故障的原因是因?yàn)殄仩t尾部沉積了大量沒有充分燃燒的粉末，加上油污的大量堆積，鍋爐熄火后也難以徹底清除，所以導(dǎo)致煙道再次燃燒。

2.2.3 鍋爐受熱面發(fā)生爆管

鍋爐材質(zhì)不達(dá)標(biāo)，焊接和安裝工藝不規(guī)范，受熱面較多，使管壁的溫度嚴(yán)重超出規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)，就會導(dǎo)致鍋爐受熱面爆管。同時，管壁中由于異物進(jìn)入導(dǎo)致管壁堵塞，檢修人員不及時處理也會導(dǎo)致爆管情況發(fā)生。爆管會使鍋爐壓力出現(xiàn)異常，進(jìn)而導(dǎo)致鍋爐內(nèi)部泄露。出現(xiàn)爆管的原因有很多，鍋爐泄露導(dǎo)致濃煙、蒸汽大量噴射、給水流量不合理、爐體壓力異常等都會導(dǎo)致爆管發(fā)生。

3 火力發(fā)設(shè)備鍋爐檢修新方法

3.1 日常預(yù)知性檢修

日常預(yù)知性檢修又稱DPMR檢測，應(yīng)用這種方法對鍋爐進(jìn)行檢測不會對鍋爐機(jī)組的正常工作造成影響。所以可以在鍋爐工作的狀態(tài)下應(yīng)用這種方法進(jìn)行日常檢修。在鍋爐設(shè)備進(jìn)入低負(fù)載的情況下也可以繼續(xù)檢修，所以能夠有效地降低鍋爐設(shè)備檢修的成本。但是這種檢修方法對于檢修人員的要求較高，檢修人員要具備較高的專業(yè)技術(shù)，了解鍋爐的各個系統(tǒng)的構(gòu)造和功能等，還要具備豐富的鍋爐設(shè)備檢修經(jīng)驗(yàn)。目前日常預(yù)知性檢修在火力發(fā)電設(shè)備鍋爐檢修工作中最為常用。

3.2 間隔性集中檢測

間隔性集中檢測又稱ICR檢測。間隔性集中檢測是在火力發(fā)電設(shè)備的鍋爐已經(jīng)發(fā)生一些故障和問題時應(yīng)用的檢測方法，是一種非全面性的有目的地檢測的方式。間隔性集中檢測具有檢測時間短、檢測方便和檢測結(jié)果準(zhǔn)確等優(yōu)點(diǎn)。因此，可以在鍋爐機(jī)組停止工作的間歇對鍋爐進(jìn)行檢測，減少時間的消耗，不會妨礙鍋爐的正常生產(chǎn)運(yùn)行?？梢员苊馔C(jī)檢測給火力發(fā)電設(shè)備帶來的經(jīng)濟(jì)損失。

3.3 突發(fā)事故檢測

突發(fā)事故檢測又稱AR檢測。主要是在設(shè)備突發(fā)故障停止運(yùn)行的情況下應(yīng)用這種檢測方法。因?yàn)橥话l(fā)事故很難提前預(yù)知，事故的檢修方案也難以準(zhǔn)確的找到，所以應(yīng)用突發(fā)事故檢測方法的時間也不固定。可以在突發(fā)事故時應(yīng)用該方法及時發(fā)現(xiàn)運(yùn)行中的問題，找到處理鍋爐故障的方法，使鍋爐穩(wěn)定、高效的運(yùn)行。

4 火力發(fā)電設(shè)備鍋爐的維護(hù)對策

4.1 鍋爐溫度異常的維護(hù)措施

對鍋爐溫度異常的維護(hù)主要有3個方面。首先，當(dāng)鍋爐溫度異常時，要對鍋爐汽水分離器出口進(jìn)行檢測，控制給水量，等到穩(wěn)定后再對故障設(shè)備進(jìn)行調(diào)整，以免升降負(fù)荷太快。其次，再熱器溫度異常時，要根據(jù)導(dǎo)致其溫度異常的原因來進(jìn)行維護(hù)。如果是減溫水導(dǎo)致的，需要立即切除自動控制;如果是煙氣擋板導(dǎo)致的，需要將煙氣擋板的運(yùn)行模式做出調(diào)整，進(jìn)行人工干預(yù)，同時也可以降低減溫水的溫度。最后，當(dāng)過熱器溫度異常時，要根據(jù)其發(fā)生異常的原因來進(jìn)行維護(hù)。如果是由于MCS造成煤水二者的比例失衡，就需要立即調(diào)整其比例，控制過熱器的溫度處于穩(wěn)定狀態(tài);如果是爐膛吹灰造成的異常，需要立即停止吹灰，直到溫度恢復(fù)正常再繼續(xù)進(jìn)行操作;如果給水泵出現(xiàn)擾動、跳閘、跳磨，就需要對設(shè)備進(jìn)行人工干預(yù)。

4.2 鍋爐壓力過高的維護(hù)措施

鍋爐壓力過高一般是由于再熱器壓力和主蒸汽壓力較高導(dǎo)致的。如果是再熱器壓力過高，汽輪機(jī)中壓主氣門或閥門等出現(xiàn)問題，要將鍋爐機(jī)組的控制方式改為手動。為了防止再熱器出現(xiàn)恒溫現(xiàn)象，還要減少燃料和給水;如果是主蒸汽壓力過高，就要及時分析其溫度異常的原因，了解壓力變動的主要原因。如果是負(fù)荷變化導(dǎo)致壓力波動，主汽壓與鍋爐交壓運(yùn)行的壓力設(shè)置較大，需要將鍋爐機(jī)組轉(zhuǎn)換為IF模式。同時實(shí)時監(jiān)控PCV的設(shè)定值和動作值。

4.3 鍋爐尾部煙道再燃的維護(hù)措施

在對鍋爐尾部煙道再燃進(jìn)行檢修和維護(hù)時，需要明確排煙溫度。如果溫度較高，就要及時調(diào)整燃燒的受熱面來降低受熱面煙氣的溫度。如果省煤器發(fā)生燃燒，就要啟動水泵控制給水流量來冷卻省煤器。如果空預(yù)器發(fā)生燃燒，就要立即停止?fàn)t火燃燒和送風(fēng)機(jī)的運(yùn)行。并關(guān)閉擋板隔離空氣，達(dá)到滅火的目的。如果難以判斷再燃是否得到有效的控制，可以使空預(yù)器連續(xù)吹灰，并將風(fēng)通道鍋爐中進(jìn)行冷卻。直到確保再燃不會發(fā)生時，才能啟動鍋爐設(shè)備。

4.4 鍋爐受熱面爆管的維護(hù)措施

維護(hù)人員在處理受熱面保管故障時，首先應(yīng)檢查是否存在泄露、泄露位置等具體情況。同時根據(jù)泄露情況向上級反映并申請降低機(jī)組整體的負(fù)荷。如果受熱面的泄露較為嚴(yán)重，則需要進(jìn)行停機(jī)處理。停機(jī)時要保留單組風(fēng)機(jī)正常運(yùn)行，對鍋爐進(jìn)行冷卻降溫，排除鍋爐內(nèi)的蒸汽。此外還要立即通知除塵設(shè)備停止運(yùn)行，并監(jiān)控相關(guān)的除塵設(shè)備，以免出現(xiàn)管道被堵。

5 鍋爐設(shè)備的改造策略

最早的火力發(fā)電是1875年在巴黎北火車站的火電廠實(shí)現(xiàn)的。隨著發(fā)電機(jī)、汽輪機(jī)制造技術(shù)的完善，輸變電技術(shù)的改進(jìn)，特別是電力系統(tǒng)的出現(xiàn)以及社會電氣化對電能的需求，20世紀(jì)30年代以后，火力發(fā)電進(jìn)入大發(fā)展的時期。為了確保鍋爐高效、穩(wěn)定的運(yùn)行，除了要對鍋爐設(shè)備進(jìn)行定期和不定期的檢修，還要根據(jù)鍋爐的特點(diǎn)對其相關(guān)設(shè)備進(jìn)行合理的改造。首先，水冷壁的改造。水冷壁的改造可以根據(jù)其常見的問題和產(chǎn)生故障的區(qū)域進(jìn)行劃分。水冷壁一般在折焰角處容易發(fā)生過熱和變形的情況。水冷壁管和防渣管容易受熱產(chǎn)生裂紋。同時燃燒器、放渣管、門孔等高熱區(qū)域容易出現(xiàn)膨脹和鼓包現(xiàn)象。此外水冷壁還容易產(chǎn)生磨損、腐蝕、結(jié)垢、機(jī)械損傷和燒穿等問題?？梢葬槍@些對應(yīng)的部位進(jìn)行優(yōu)化處理。其次，省煤器、過熱器、減溫器、再熱器的改造。這些設(shè)備因?yàn)榻?jīng)常暴露在鍋爐外部，所以管道部位容易出現(xiàn)磨損、積灰、堵灰、變形、移位、氧化腐蝕等現(xiàn)象。因此這對這些設(shè)備的高溫管組、蛇行管組等部位應(yīng)進(jìn)行改造。最后，鍋爐筒的改造。1）確保支座的安裝正確并預(yù)留出足夠的間隙。2）對各個管道設(shè)備的完整性和暢通性進(jìn)行改造。例如：壓力表連通管、汽水取樣管、連續(xù)排污管、水位計的汽水連通管等。3）對爐筒與吊掛裝置的接觸性能進(jìn)行改造。此外，針對鍋爐其他部位，如爐排、爐拱、配風(fēng)裝置等要進(jìn)行簡化或優(yōu)化處理，確保各個部位的工作性能優(yōu)良。

6 結(jié)語

該文首先分析了火力發(fā)電設(shè)備的鍋爐的檢修特點(diǎn)及意義、接著分析了火力發(fā)電設(shè)備鍋爐檢修要點(diǎn)及常見故障等方面的內(nèi)容，進(jìn)而提出了火力發(fā)電設(shè)備鍋爐檢修新方法與具體的維護(hù)對策，并分析了鍋爐設(shè)備的改造策略。火力發(fā)電設(shè)備是保證人們正常進(jìn)行生產(chǎn)和生活的基礎(chǔ)?；鹆Πl(fā)電設(shè)備的鍋爐設(shè)備如果出現(xiàn)故障就會使整個設(shè)備無法正常運(yùn)行。因此，應(yīng)對火力發(fā)電設(shè)備的鍋爐進(jìn)行定期的檢修和維護(hù)工作。同時根據(jù)火力發(fā)電設(shè)備的實(shí)際情況應(yīng)用最新的檢修方法來提高鍋爐的檢修效率，以此來保證火力發(fā)電設(shè)備的高效運(yùn)行。

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