火力发电设备锅炉检修新方法及其维护对策

2022.09.19

张凯峰

摘? 要：在火力发电设备的运行过程中，锅炉是能量转化的重要设备，对于设备的稳定、安全运行有着重要的作用。该文针对火力发电设备锅炉检修及维护方面的问题进行论述，通过分析火力发设备的锅炉的检修特点及意义、火力发电设备锅炉检修要点及常见故障等方面的内容，提出了火力发电设备锅炉检修新方法与具体的维护对策，并分析了锅炉设备的改造策略。为火力发电设备锅炉的安全运行提供参考。

关键词：火力发电设备;锅炉检修;新方法;对策

中图分类号：TM621? ? ? ? 文献标志码：A

0 前言

火力发电（thermal power，thermoelectricity power generation），利用可燃物在燃烧时产生的热能，通过发电动力装置转换成电能的一种发电方式。中国的煤炭资源丰富，1990年产煤10.9亿吨，其中发电用煤仅占12%。火力发电仍有巨大潜力，在火力发电设备的运行过程中，锅炉是必不可少的重要设施。不仅在电能的生产过程中起到能量转化的作用，还对企业的安全生产起到了重要的影响。所以就要对锅炉的检修要点、常见故障、检修与改造方法的创新等方面进行深入的分析，充分认识到火力发电设备锅炉检修与维护的重要性。确保使用科学、准确的方法对锅炉进行检修、维护与改造，减少锅炉作业中出现故障的概率。使火力发电设备的作业保持平稳、高效。

1 火力发设备的锅炉检修的特点及意义

1.1 锅炉检修的特点

在火力发电设备中，主要用煤、石油和天然气等作为燃料来生产电能。锅炉作为这些燃料的载体是主要的设备之一。能够将燃料的化学能转变为热能，然后通过其他系统的共同配合，将能量进一步转化，最终生产出电能并传输至千家万户。所以锅炉的正常运行是电能转化的基础，其运行效率直接对火力发电设备的正常运营产生影响。要想确保锅炉能够正常运行，就要针对锅炉自身的结构特点和工作环境对其定期进行检修与维护，使锅炉发生故障的概率得到有效的控制。由于锅炉运行过程中容易受到多方面因素的影响，因此具有故障率高、检修工作量大的特点。同时，锅炉制造商掌握了锅炉检修的核心技术，使发电设备难以及时有效地对故障进行排除和根治。此外，检修人员的工作效率也影响了锅炉故障检修的结果。由于经验不足或过分依赖经验进行故障检修都会导致检修质量低下。

1.2 锅炉检修的意义

锅炉检修工作主要依据先进的检测仪器和检测方法对锅炉的运行状态进行检测和监控。然后对检测和监控的数据进行收集和分析，以此来判断锅炉的运行状态，并针对运行中出现的问题和原因制定合理的改造和维护方案。定期对锅炉进行检修和维护可以有效地减少故障发生的次数，提高火力发电设备的产能和经济效益。同时，还可以有效地避免锅炉运行中的安全事故，对于避免人生危害和经济造成损失都有重要的意义。除此之外，对锅炉进行检修能够及时发现锅炉使用方面的问题，进而对锅炉的结构进行优化和改造，提高锅炉的运行效率，促进设备的经济发展。

1.3 火力发电设备的意义

火力发电设备就是通过燃料燃烧利用水蒸气将内能转化成机械能，再利用机械能发电的设备。最早的火力发电是在1875年的巴黎火电厂当中形成的。自20世纪30年代以后，火力发电进入大发展的时期。到80年代后期，世界最大火电厂是日本的鹿儿岛火电厂，容量为4 400 MW。但机组过大又带来可靠性、可用率的降低，因此到90年代初，火力发电单机容量稳定在300 MW。现代化的火力发电设备具有复杂而且庞大的系统，包括燃料系统、燃烧系统、汽水系统、电气系统和控制系統5个部分。系统中，最重要的设备就是汽轮机、锅炉和发电机，这些设备都安装在主厂房内，还包括其他的辅助设备例如给水设备、供水设备、水处理设备、除尘设备等。火力发电厂依靠火力发电设备的系统运作，来实现发电的目的。

2 火力发电设备锅炉的检修要点及常见故障

2.1 锅炉的检修要点

首先，锅炉的检修周期。锅炉检修周期要依据锅炉的机组类型、运行时间、检修性质等来进行具体的划分。我国常见的发电机组主要使用功率为600 MW大型超临界的配套锅炉。锅炉的形状也分为很多种，如强制循环、自然循环和直流型等。锅炉要依照发电设备相关的检修标准和规范进行检修。一般情况下，锅炉从购进到检修一般保持在1年左右就可以。此后每年要进行一次锅炉的小修和大修。小修一般进行3周时间;大修一般需要近2个月左右。检修周期时间最长不应超过5年。

其次，锅炉的检修范围。1）检修其磨损部位。根据对火力发电设备锅炉相关数据的统计分析发现，火力发电设备的锅炉极容易受到磨损而使其寿命缩减。不同型号的锅炉磨损的情况和使用寿命也存在差异。同时型号相同、使用的燃料不同，其磨损情况也大不相同。因此，常常采用整体检修的方法来确保锅炉的检修效果。整体检修也就是对锅炉的外部设备和主体部件进行检修。锅炉的减温器、再热器、过热器和省煤器等都是易出现磨损的外部设备，因此应进行重点检修。特别是吹灰器附近的管路、烟气走廊管、上方管排等位置磨损最为严重，在检修时应重点检测。2）检修裂痕、膨胀、鼓包、形变等部位。锅炉在长期运行的过程中，受高温作业环境的影响，极易出现鼓包、形变、裂痕、膨胀等现象，使锅炉难以正常运行。因此，在检修时应对这些易发生形变的部位进行检测，如水冷壁、再热器、过热器等。最后，锅炉检修的要点。在进行锅炉检修时，要对管路的完整性和流畅性进行全面的检测。同时检查连续排污管、汽水取样管、蒸汽等管座有无裂痕、安装方位是否有误等。此外还要检查锅炉与吊装设备接触质量。保证锅炉各个外部设备的管路畅通、运行良好。

2.2 锅炉的常见故障

2.2.1 锅炉温度异常和压力过高

锅炉在运行的过程中，如果长期处于超高温度状态，容易使各个设备元件造成损坏。一般可能是由于锅炉的汽水分离器、过热器和再热器等温度异常导致的。此外，锅炉压力过高也容易使锅炉产生各种故障，如再热器压力、主蒸汽压力高。再热器压力升高可能是由于中压调节门故障或者锅炉燃料与负荷难以维持平衡导致设备出现故障。一般出现压力过高的情况设备显示器会变色并发出警报。

2.2.2 锅炉熄火和尾部烟道再燃

在锅炉运行中常出现用检测设备无法检测出火焰信号，设备显示器也显示火焰闪烁或消失，同时声光报警设备发出警报，烟气温度也慢慢降低的情况。这就是炉火突然熄灭设备作出的反应。炉火熄灭有2种情况。1）燃烧器配风不达标，导致炉火在低负荷状态下不稳定燃烧。2）燃料质量导致的。例如煤炭质量不高，不够精细，煤粉较湿等情况都会导致锅炉熄火。

锅炉尾部压力较大、波动较大、烟气温度异常和吹气孔有火星等情况属于尾部再燃故障。出现这种故障的原因是因为锅炉尾部沉积了大量没有充分燃烧的粉末，加上油污的大量堆积，锅炉熄火后也难以彻底清除，所以导致烟道再次燃烧。

2.2.3 锅炉受热面发生爆管

锅炉材质不达标，焊接和安装工艺不规范，受热面较多，使管壁的温度严重超出规定的标准，就会导致锅炉受热面爆管。同时，管壁中由于异物进入导致管壁堵塞，检修人员不及时处理也会导致爆管情况发生。爆管会使锅炉压力出现异常，进而导致锅炉内部泄露。出现爆管的原因有很多，锅炉泄露导致浓烟、蒸汽大量喷射、给水流量不合理、炉体压力异常等都会导致爆管发生。

3 火力发设备锅炉检修新方法

3.1 日常预知性检修

日常预知性检修又称DPMR检测，应用这种方法对锅炉进行检测不会对锅炉机组的正常工作造成影响。所以可以在锅炉工作的状态下应用这种方法进行日常检修。在锅炉设备进入低负载的情况下也可以继续检修，所以能够有效地降低锅炉设备检修的成本。但是这种检修方法对于检修人员的要求较高，检修人员要具备较高的专业技术，了解锅炉的各个系统的构造和功能等，还要具备丰富的锅炉设备检修经验。目前日常预知性检修在火力发电设备锅炉检修工作中最为常用。

3.2 间隔性集中检测

间隔性集中检测又称ICR检测。间隔性集中检测是在火力发电设备的锅炉已经发生一些故障和问题时应用的检测方法，是一种非全面性的有目的地检测的方式。间隔性集中检测具有检测时间短、检测方便和检测结果准确等优点。因此，可以在锅炉机组停止工作的间歇对锅炉进行检测，减少时间的消耗，不会妨碍锅炉的正常生产运行。可以避免停机检测给火力发电设备带来的经济损失。

3.3 突发事故检测

突发事故检测又称AR检测。主要是在设备突发故障停止运行的情况下应用这种检测方法。因为突发事故很难提前预知，事故的检修方案也难以准确的找到，所以应用突发事故检测方法的时间也不固定。可以在突发事故时应用该方法及时发现运行中的问题，找到处理锅炉故障的方法，使锅炉稳定、高效的运行。

4 火力发电设备锅炉的维护对策

4.1 锅炉温度异常的维护措施

对锅炉温度异常的维护主要有3个方面。首先，当锅炉温度异常时，要对锅炉汽水分离器出口进行检测，控制给水量，等到稳定后再对故障设备进行调整，以免升降负荷太快。其次，再热器温度异常时，要根据导致其温度异常的原因来进行维护。如果是减温水导致的，需要立即切除自动控制;如果是烟气挡板导致的，需要将烟气挡板的运行模式做出调整，进行人工干预，同时也可以降低减温水的温度。最后，当过热器温度异常时，要根据其发生异常的原因来进行维护。如果是由于MCS造成煤水二者的比例失衡，就需要立即调整其比例，控制过热器的温度处于稳定状态;如果是炉膛吹灰造成的异常，需要立即停止吹灰，直到温度恢复正常再继续进行操作;如果给水泵出现扰动、跳闸、跳磨，就需要对设备进行人工干预。

4.2 锅炉压力过高的维护措施

锅炉压力过高一般是由于再热器压力和主蒸汽压力较高导致的。如果是再热器压力过高，汽轮机中压主气门或阀门等出现问题，要将锅炉机组的控制方式改为手动。为了防止再热器出现恒温现象，还要减少燃料和给水;如果是主蒸汽压力过高，就要及时分析其温度异常的原因，了解压力变动的主要原因。如果是负荷变化导致压力波动，主汽压与锅炉交压运行的压力设置较大，需要将锅炉机组转换为IF模式。同时实时监控PCV的设定值和动作值。

4.3 锅炉尾部烟道再燃的维护措施

在对锅炉尾部烟道再燃进行检修和维护时，需要明确排烟温度。如果温度较高，就要及时调整燃烧的受热面来降低受热面烟气的温度。如果省煤器发生燃烧，就要启动水泵控制给水流量来冷却省煤器。如果空预器发生燃烧，就要立即停止炉火燃烧和送风机的运行。并关闭挡板隔离空气，达到灭火的目的。如果难以判断再燃是否得到有效的控制，可以使空预器连续吹灰，并将风通道锅炉中进行冷却。直到确保再燃不会发生时，才能启动锅炉设备。

4.4 锅炉受热面爆管的维护措施

维护人员在处理受热面保管故障时，首先应检查是否存在泄露、泄露位置等具体情况。同时根据泄露情况向上级反映并申请降低机组整体的负荷。如果受热面的泄露较为严重，则需要进行停机处理。停机时要保留单组风机正常运行，对锅炉进行冷却降温，排除锅炉内的蒸汽。此外还要立即通知除尘设备停止运行，并监控相关的除尘设备，以免出现管道被堵。

5 锅炉设备的改造策略

最早的火力发电是1875年在巴黎北火车站的火电厂实现的。随着发电机、汽轮机制造技术的完善，输变电技术的改进，特别是电力系统的出现以及社会电气化对电能的需求，20世纪30年代以后，火力发电进入大发展的时期。为了确保锅炉高效、稳定的运行，除了要对锅炉设备进行定期和不定期的检修，还要根据锅炉的特点对其相关设备进行合理的改造。首先，水冷壁的改造。水冷壁的改造可以根据其常见的问题和产生故障的区域进行划分。水冷壁一般在折焰角处容易发生过热和变形的情况。水冷壁管和防渣管容易受热产生裂纹。同时燃烧器、放渣管、门孔等高热区域容易出现膨胀和鼓包现象。此外水冷壁还容易产生磨损、腐蚀、结垢、机械损伤和烧穿等问题。可以针对这些对应的部位进行优化处理。其次，省煤器、过热器、减温器、再热器的改造。这些设备因为经常暴露在锅炉外部，所以管道部位容易出现磨损、积灰、堵灰、变形、移位、氧化腐蚀等现象。因此这对这些设备的高温管组、蛇行管组等部位应进行改造。最后，锅炉筒的改造。1）确保支座的安装正确并预留出足够的间隙。2）对各个管道设备的完整性和畅通性进行改造。例如：压力表连通管、汽水取样管、连续排污管、水位计的汽水连通管等。3）对炉筒与吊挂装置的接触性能进行改造。此外，针对锅炉其他部位，如炉排、炉拱、配风装置等要进行简化或优化处理，确保各个部位的工作性能优良。

6 结语

该文首先分析了火力发电设备的锅炉的检修特点及意义、接着分析了火力发电设备锅炉检修要点及常见故障等方面的内容，进而提出了火力发电设备锅炉检修新方法与具体的维护对策，并分析了锅炉设备的改造策略。火力发电设备是保证人们正常进行生产和生活的基础。火力发电设备的锅炉设备如果出现故障就会使整个设备无法正常运行。因此，应对火力发电设备的锅炉进行定期的检修和维护工作。同时根据火力发电设备的实际情况应用最新的检修方法来提高锅炉的检修效率，以此来保证火力发电设备的高效运行。

參考文献