提高锅炉电气设备安全高效运行的措施李子清

提高锅炉电气设备安全高效运行的措施李子清

李子清

神华国能（神东电力）郭家湾电厂陕西榆林719408

摘要：锅炉属危险性大、能耗高的特种设备，是保障国民经济发展的重大基础设施。近年来，锅炉向着更大容量、更高蒸汽参数的方向发展，而在高温耐热钢炼制与设计选型、生产制造、锅炉设计及运行监控等关键技术问题上没有取得实质性突破，导致锅炉事故频发，锅炉安全高效运行面临着严峻挑战。

关键词：锅炉；电气设备；安全运行

1.前言

在电厂安全生产工作中，设备的作用已日益突出。正确认识设备故障问题，并分析出其中的原因，找出改进策略，对提升设备管理及技术水平，增强电厂在电力市场中的竞争力具有重要的作用。

2.常见故障分析

在当前的大部分发电厂中，主要的电气设备有变压器、配电器，以及发电机、开关等相关设备组成，电气设备运行的目的，就是为了能够高效、安全及稳定的向各类用户供电，在选择电力设备时，主要根据其操作是否简便，使用是否安全灵活，以及检修工作是否安全便捷来决定。然而在电气设备运转过程中，其受到的压力较大，因而总会出现各种故障，引发设备的使用安全问题，其严重的威胁着设备的使用寿命及操作人员的安全。此外，在电气故障方面，即使故障类型相同，但其引发原因也往往存在较大差异，因而其处理措施也不同。在发电厂中，电气设备运行中，存在的常见故障主要有以下几种。

2.1备用电源自动切换故障

在发电厂中，电气设备在运行过程中，也常常存在断电及停电等情况，为了保障发电厂各电气设备的正常运转，往往给发电机等电气设备，同时配备了相应的备用电源。当前在大部分发电厂，其备用电源主要划分为高、低压两种类型，而发电机备用电源在类型方面的选择，则要受到发电机容量及控制模式等因素的影响，在备用电源数量的确定方面，则要受到发电厂，其发电机数量，以及其接线模式等因素的影响。而发电机这一电气设备，其在运行中常出现的故障，就是这些备用电源，在自动切换过程中，引发的各种问题。在电气设备因电量不够，而停止运转后，其备用电源便会自动启动，然而该启动过程是需要一定时间的，这就使得其母线内的相关设备，会出现降速运转的情况，且其随着启动时间的增加，其运转速率也会随之进一步降低，当启动时间超过额定值时，其就会因为相关电气设备减速过大，而导致锅炉等不能正常运转，甚至会引发发电机很难再次运转的情况，使发电机不能继续进行工作。若备用电源在额定时间内运转，并接入母线后，此过程也会引发电机故障，其原因是，电机的这个突然加压过程，会给电机带来一定的损坏，且该损坏情况因电机容量不同，而有差异。

2.2发电机温度太高

发电机设备是发电厂中的最为重要的电气设施之一，其使用非常频繁也是生产电力资源的主要设备，因而其常常面临着长期持续工作的问题，这也是导致其出现故障的根源。发电机在长期持续工作过程中，其会出现持续的金属耗费，如铁和铜金属等，损耗过程中，将有很大一部分能耗转变成热量，使得该电气设备温度在短时间内急剧增大，同时在如此温度条件下长期工作，会导致该电气设备其表层的绝缘体，加快老化过程，极大缩短了其使用寿命，其该过程与该电气设备温度存在紧密的联系，其呈正比例相关的关系，特别是其在超过其临界点温度下工作时，其老化时间会极大的缩短，这极大的威胁着发电机的正常运转，同时极大的降低了其使用寿命，严重情况下，其甚至会引发安全事故，威胁到人员的安全，尤其是在火力发电厂，这种情况更为普遍。究其原因主要是，当前很多发电厂，没有给发电机配备与之相应的散热及冷却系统，使得发电机运转过程中产生的热量不能及时排除，相关的冷却系统也不能充分发挥其效用，致使发电机温度急剧上升，引发故障。

2.3电气设备接地故障

在发电厂中，对部分电气设备进行接地处理，是为了有效保障设备正常运行，及工作人员的安全，然而随着用电量的不断增大，其供电电压也急剧上升，设备短路故障情况也随之增加，尤其是在电气设备接地中存在的短路故障，当前有相当一部分的发电厂，其存在的接地故障主要有以下两种:一种是直流接地故障。在直流接地中，只要不存在短路情况，其熔断器就不存在断熔情况，因此其会给检修人员造成一切正常的假象，从而使得检修人员在检修中，不注意相关操作，进而造成电气直流接地故障;另一种是交流接地故障。其主要为电动机接地故障，其产生原因主要有绕组受潮等。在当前的很大一部分发电厂中，其接地材料通常选择钢材，其接引线主要使用扁钢，而这些电气设备的长期运行过程中，会出现腐蚀及磨损情况，从而引发接地故障。

3.提高电气设备安全高效运行的措施

3.1加强用电设备管理,消除电气潜在隐患

1)根据锅炉系统用电力变压器、配电室等电力设施的现状及运行中存在的问题,有针对性地充分利用注汽锅炉转轮月度检修、燃煤锅炉检修时间,进行清洁、紧固、维修和保养。

2)定期对配电室、炉前动力、水处理、空压机、燃油系统控制柜的万能断路器、空气开关、交流接触器、接线端子及控制线路端子,进行清洁、紧固。

3)规范变压器投运和退出操作程序,确保设备、人员安全。一是变压器投运、停运时严禁带负荷拉闸。因为分、合闸时电弧较大,有可能引起高压侧短路,所以操作跌落保险切断线路前,先要停下变压器低压侧的各分路开关,再拉开低压侧总开关。避免操作过电压引起的相间短路而烧毁设备。二是强化电力设施的巡视检查。

3.2提前预防诊断，提高设备安全性

1）合理选择发电机冷却系统。合理选择发电机冷却系统能防止发电机发热、电机绝缘老化问题。目前，氢气冷却是我国火力发电厂中最常用的冷却方法，其冷却效果显著，但氢气具有易爆性，在实际应用中安全隐患较大。因此，A电厂应综合冷却效果及安全性等因素选定冷却系统，以确保安全性及最大经济效益。

2）及时处理系统电压波动的问题。在实践生产中，电压不稳涉及因素较多，解决难度也较大。在日常工作中应密切监测系统各项指标，一旦电压发生波动，应根据监测数据及时分析原因，并解决。

3）加强直流系统接地管理。首先要根据具体情况，排查接地点范围，然后根据规定找出接地回路后再消除。若故障因设备故障而致，则需及时隔离故障设备并报修，并将直流负荷切换到其他直流电源供电，以确保机组运行安全。

3.4优化电动机保护方式

因原有的热继电器的热保护功能的局限性,多次造成电机烧毁。所以在注汽站燃油泵、空压机、水处理等电动机控制回路中,安装使用智能多功能监控器。智能多功能监控器具有电动机过载保护、欠压保护、堵转保护、三相不平衡与断相保护、漏电保护、电动机热保护等;可测量与显示三相电流、三相电压、有功功率、无功功率、功率因数、电量计量的功能。智能多功能监控器在电动机控制回路中的应用,有效地提高了电动机运行的可靠性和安全性,同时为设备单台能耗计量分析提供了硬件基础。

4.结束语

随着我国科技迅猛发展，我国在锅炉制造方面取得了不小成就,但是和世界先进国家相比，我国在锅炉材料、选型、设计、制造和运行的全生命周期安全高效低排放运行等科学技术领域仍然处于模仿和引进消化吸收阶段，消化吸收之后的再创新虽初具成效，但主导自主产业发展仍需相当长的阶段。锅炉电气设备对锅炉运行起到重要作用，因此如何提高其安全高效运行是重要研究课题。

参考文献

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