超超临界机组锅炉优化状态检修及管理

超超临界机组锅炉优化状态检修及管理

申晓旭

（国电建投内蒙古能源有限公司内蒙古鄂尔多斯017000）

摘要：目前，我国已经投产了很多百万千瓦的超临界机组锅炉，在世界上也属于第一的位置，该项目给我国带来了充足的电能，同时也保障了我国经济的快速发展，但是在这种超临界机组锅炉不断增多的情况下，其在工作中也会出现很多难以预料的问题。本文分析了超超临界机组锅炉优化状态检修及管理。

关键词：超超临界机组锅炉；状态检修；管理；

某电厂2×1000MW超超临界燃煤凝汽式汽轮发电机组,该机组属于国内单机容量最大、运行参数最高的燃煤发电机组。经过2年来对该超超临界锅炉运行、维修方面的观察,发现锅炉在节约厂用电以及降低煤耗方面。

一、采取的设备管理策略

1.设备结构及特点。机组锅炉采用的是单炉膛、改进型主燃烧器、分级送风燃烧系统及反向双切圆的燃烧方式，炉膛采用了内螺纹管垂直上升膜式水冷壁和循环泵启动系统，一次中间再热和调温方式除采用煤/水比外，还采用了烟气分配挡板、燃烧器摆动、喷水、等离子点火等方式。水冷壁管、顶棚管及尾部烟道包覆管均采用了板状膜式结构，密封性能好。过热器分为四级，一级（低温）在尾部烟道后竖井上部，二级（分隔屏）、三级（屏式）在燃烧室上部，四级（末级）在水平烟道出口侧。其中一级过热器采用逆流布置，二三四级采用顺流布置。再热器分为二级，一级呈辐射式在尾部烟道前竖井上部，二级为悬吊式在燃烧室上部的水平烟道内。在尾部烟道的前后竖井下部，分别安装了一、二级省煤器和2台回转式空气预热器。燃用的是神府东胜煤和晋北煤。

2.选择的检修管理模式。机组检修采用的是“两头在外、核心在内”的管理模式，两头在外就是将设备检修、维护保养及外围设备的运行管理等。核心在内是电厂只负责机组的技术功能控制和主要设备的运行管理工作，定期组织专家对委外情况进行跟踪、分析和评估，并根据检修、运行及点检人员的情况反馈，及时安排定期检修和维护。对设备运行和巡检时发现的异常或重大缺陷问题，及时制订处理方案和预防措施。为保证消缺工作的及时性和可靠性，每月定期统计和下发设备缺陷月报，通报缺陷消除率及消缺系数指标完成情况。实现了设备缺陷从发现、下单、消除、验收和总结等工作流程的信息化管理。

二、优化锅炉设备检修

1.实施锅炉受热面爆漏风险评估。锅炉受热面爆漏问题一直是国内外发电厂机组停机的主要原因，超超临界机组在运行时温度和压力均较高，一旦发生锅炉管失效等故障，不仅能造成巨大的经济损失，而且会引发重大安全事故。根据中国电力企业联合会及华能集团的历年事故情况统计，锅炉的非计划停运约占全部停运事件的60%，而锅炉四管泄漏事故又占锅炉事故的60%，是影响机组安全运行的主要隐患之一。其中水冷壁管泄漏占33%，过热器管泄漏占30%，省煤器管泄漏占20%，再热器管泄漏占17%。为此，电厂采取了对锅炉受热面风险进行评估的方法，不仅确保了受热面安全和可靠运行，也降低了设备检测费用和维修成本。

2.实施受热面风险评估应达到的阶段性目标。通过实施检修后的风险分析与研究，不但可核查检修效果、高风险部位的风险等级是否降低等，也能进一步验证风险评估方法的准确性及评估结果的真实性。对不同阶段的风险实施不同的监管，是开展和做好此项工作的基础和保障。检修计划制订阶段是通过风险评估分析，首先确定受热面的风险等级，制定出合理的检修计划，使受热面风险管理达到理想级别；检修工作完成阶段是检修工作完成后，受热面的技术状态虽已提高，但还需要再次进行风险评估，并预测出下次需要检修的周期间隔；受热面爆漏失效分析阶段是通过应用计算机受热面失效原因分析程序，找出引起失效的根本原因，进一步验证检修计划的有效性，修改和制定下次检修计划等。

三、实施在线动态评估和监测

根据1000MW超超临界机组锅炉的设计、制造、安装、运行工况等技术资料，电厂建立了锅炉的材料、强度、性能等技术参数数据库，并结合生产实际需求完成了锅炉状态监测模型、寿命评估模型、氧化皮脱落预测模型等内容的研究与开发，研制出一套适宜机组实际运行要求的设备可靠性寿命预测管理系统，以及设备保养和检修工作质量控制集成系统，不但实现了可在线动态评估高温炉管的工作状况，还可进行其他高温部件的技术状态监测。为保证机组的安全运行和适时进行检修工作，提供了科学依据，有效降低了四管发生泄漏的风险，提高了设备运行的安全性，实现了以状态监测为基础的设备维修管理。

1.采取离线诊断技术。实施锅炉设备离线诊断技术，是电厂在实施在线监督技术基础上逐步建立的，需要检查和监测的内容主要有：宏观检查、无损检测、理化分析、支吊架管系统的检查等。通过进行现场检验和实验室分析，进一步掌握设备的性能情况和技术状态数据等。开展离线诊断应提前做好以下工作：摸清锅炉设备运行时的基本情况和特点，特别是重点零部件，如主蒸汽管道、热力管道、过热器出口集箱，三四级过热器及其他新材料部件等，都应逐一进行检验；对施工中的遗留缺陷或运行中的新生缺陷等，不但要认真检查和分类，还应采取措施及时进行消缺；可根据类似锅炉设备发生缺陷情况，及时采取有针对性的防范措施，以防止类似事故发生。

2.优化检修模式。电厂优化设备检修模式的基本思路，主要是通过以“管”为主的检修策略及针对发电设备特点，制订出能进行优化检修的管理模式，使设备的可靠性和经济性得到最佳结合。

（1）能及时提供设备技术状态信息。玉环电厂根据生产系统庞大和连续生产等特点，将全部设备按照不同的重要程度进行分类，实施了对不同类别设备采用不同的检修与管理，即根据状态监测和诊断技术提供的设备技术状态信息，正确判断设备异常情况，预知设备故障或劣化发展趋势，在故障发生前就进行检修的方式。例如，检修设备方式采用定期检修、状态检修、故障检修等三种模式，无论采用那种检修方式，都应达到预估效果。使设备检修方法能逐步形成一套融将定期检修、状态检修、改进性检修和故障检修融为一体，优化设备检修方式方法，使检修目标更加明确，有效降低设备故障率，保障机组安全稳定运行。

（2）它是一个不断补充和变化完善的过程。例如，在今天看来是比较好的优化方案，也许会随时间的推移、生产状况的不断改变，以及设备状态诊断和劣化倾向管理工作的逐步深入，为满足生产实际需求，原来制定的检修方案可能要修改。同时，随着企业的设备动态管理工作水平不断提高，以及设备技术改造工作速度的逐步加快，原来制定的检修周期也可能会延长等，检修方案也会随之发生改变。所以优化检修模式管理是一个动态的、需要不断组合的过程，只有不断的修改和不断的完善，才能不断提高检修水平和实现优化检修模式的目的。

本电厂作为国内首座台超超临界机组电厂,在锅炉高温、高压部件采取均采用了一些新型耐热钢材料,加强之对这些新材料运行后的性能掌握十分迫切。由于锅炉四管设备的重要性,因此在其长期使用过程中全面而细致地开展监控、诊断、管理评估工作变得尤为关键。受热面风险管理的基本思路中包括长期、有效、合理地开展风险分析与预控措施的概念,形成以风险评估技术为基础的长期设备风险管理策略。

参考文献

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[2]郭延秋.大型火电机组检修实用技术丛书（锅炉分册）[M].北京：中国电力出版社，2015.

[3]中国水电崇信发电有限责任公司企业标准，设备定期维护管理标准（锅炉专业）[S].