長期高負荷運行對機組的影響和解決方法

摘 要：由于電力供應緊張本廠近一段時間各臺機組一直帶高負荷運行，這對機組安全穩定持續運行帶來了一定的風險。文章針對我廠機組目前存在的問題，分析高負荷持續運行對#1機三大輔機（鍋爐、汽機、發電機）帶來的影響和應對措施，供相關技術人員參考。

關鍵詞：高負荷；鍋爐；汽機；措施

廣東汕尾紅海灣電廠于2008年1月建成投產，對優化廣東省電源結構，提高環保和倡導節能起到了極大的作用。最近由于社會用電量不斷增大，致使我廠機組長期維持在高負荷運行，也帶來一些安全方面的隱患，我們運行人員必須警惕長期的高負荷運行可能帶來的風險，分析出一些潛在風險并積極做好應對措施。

1 高負荷運行對鍋爐方面的影響和解決辦法

1.1 鍋爐受熱面的磨損

大型鍋爐受熱面磨損主要跟煤種，飛灰濃度，煙氣流速等因素密切相關。機組負荷越高，鍋爐煙氣流量越大，單位截面上的流速越高，鍋爐受熱面磨損也就越嚴重；機組連續運行的時間越長，鍋爐受熱面磨損亦越甚；鍋爐燃用的煤質越差，灰分越高，鍋爐受熱面的磨損速率也會迅速加大。飛灰磨損一般發生在高溫過熱器下部彎頭位置，飛灰的濃度增大，灰粒的沖擊次數增多，磨損越嚴重。目前我廠燃煤種類中灰分較高的是澳大利亞動力煤，灰分20.44%。減低鍋爐受熱面磨損的主要措施是對于高灰分煤通過燃煤摻燒，只在最上層兩臺制粉系統上澳大利亞動力煤，運行中調整磨煤機的煤量（優先保證下面四臺制粉系統額定出力下安全運行），在滿足機組負荷要求的情況下盡量控制總體灰分，減少對鍋爐受熱面的磨損。

1.2 鍋爐結渣和受熱面結垢

機組長期高負荷連續運行容易導致鍋爐結焦，尤其是印尼煤等高揮發份低軟化溫度（ST）煤種，目前我們鍋爐燃用的印尼煤揮發份高達40%，軟化溫度1600。由于揮發份高，煤粉著火提前，容易在水冷壁燃燒器附近結渣，在滿負荷時需要6臺制粉系統運行，爐膛出口溫度高，容易在屏過高過受熱面結焦，對于燃用印尼煤，我們應適當降低磨煤機出口溫度，提高磨煤機風壓。灰的軟化溫度還與燃燒氣氛有關，強還原氣氛下的灰熔點最高，在氧化氣氛比弱還原氣氛中的灰熔點高，因此運行中應盡量全開燃盡風門，在燃燒區上形成氧化氛圍。同時每班定期對鍋爐受熱面的就地觀察，及時發現鍋爐結焦情況，加強燃燒調整和吹灰。

1.3 高溫腐蝕

當燃料中的硫及堿金屬含量較高時，易在高溫過熱器或再熱器上發生較嚴重的黏附現象。該熔融灰渣層會被高溫燒結，形成有較高機械強度的密實積灰層。煙氣溫度越高，燒結時間越長，灰渣的粘度越高，越難清除。過熱器與再熱器在黏附層中含有熔點較低的硫酸鹽，將產生熔融硫酸鹽型高溫腐蝕。由于高溫過熱器和再熱器的管壁溫度高，高溫腐蝕速度快，容易引起爆管。防止高溫腐蝕的措施主要有嚴格控制受熱面的管壁溫度（#1爐屏過，高過，高再壁溫偶爾超過590°C，目前主要采用降低蒸汽溫度來控制高溫腐蝕）；采用低氧燃燒技術來降低煙氣中SO3和V2O5含量。當過量空氣系數小于1.05時，煙氣中的V2O5含量迅速下降，溫度越高，降低過量空氣系數對減少V2O5含量效果越顯著；盡量降低爐膛出口溫度，滿負荷時盡量維持5臺制粉系統運行，在避免出現爐膛出口煙溫過高現象，可減少和防止過熱器與再熱器的結渣及腐蝕；每班對受熱面吹灰一次。

1.4 輔機正常切換不利于進行

各輔機中磨煤機受影響較大，由于燃煤摻燒機組滿負荷時有時需要六臺磨同時運行，這使得磨煤機及給煤機不能按時維護，磨輥、磨襯板磨損嚴重，磨風門及擋板不能開關到位，給煤機皮帶受損時有發生，影響了機組的安全運行。

1.5 容易產生管壁超溫現象

由于結構和運行條件的影響，運行中某些管子的蒸汽溫度和焓增量會超過整個管組的平均值，即熱偏差，產生熱偏差的管子，管內蒸汽溫度較高，甚至遠超過了金屬的管壁溫度，從而造成長期嚴重超溫（運行中在增加負荷、增加風量、改變燃盡風開度和啟動磨煤機時，要對1號爐14片屏31根管壁溫特別關注，提前降低溫度，防止超溫。）針對管壁超溫可參考如下的調整方法：（1）1號爐低溫再熱器出口鍋爐左數第65片管屏鍋爐前數第1根管壁溫的超溫是煙氣擋板低溫再熱器側開度較大引起，運行中應適度增大鍋爐風量控制煙氣擋板再熱汽側開度不超過70%，減少通過低溫再熱器的煙氣量增加高溫再熱器的吸熱量，在降低再吸熱的同時保證再熱氣溫的穩定。（2）在機組加減負荷時，提前將主汽溫的設定值降低，通過降低煤水比值去修正水煤比，降低主汽溫，同時保持減溫水有一定的余量。（3）密切監控容易超溫的管子壁溫，出現溫度突升時要保持負荷，開大減溫水，降低對應的蒸汽溫度，控制不超溫。

2 高負荷運行對汽機方面的影響和解決辦法

2.1 凝汽器無法清理，冷卻效果下降。凝汽器冷卻效果下降直接影響機組真空，真空下降造成機組汽耗上升，滿負荷時給水量接近2000T/H，影響鍋爐安全運行。同時過高的給水量使得鍋爐吹灰不能正常投運，造成使鍋爐積灰、結焦不能及時清除。

2.2 影響機組部分試驗。例如汽機長時間高負荷運行，調門開度位置變化較小，應定期做高中壓調門活動試驗，因負荷高長期不做不利于及時發現機組缺陷及時消缺，威脅機組安全。

2.3 汽機給水系統管道，主汽系統管道承受壓力較高，且汽水管道法蘭墊片未經長時間考驗，易出現問題。應加強就地巡回檢查，發現系統有跑冒滴漏的現象及時調整運行方式并做好安全措施（防汽水噴出傷人），將泄漏處隔離，交檢修處理。

3 高負荷運行對電器方面的影響和解決辦法

3.1 發電機在高負荷時定子鐵心（尤其是發電機端部鐵心）和線圈溫度較高，應嚴密監視定子鐵心和線圈及發電機內部各處溫度在規定值以下，如有溫度有異常升高，根據實際情況按規程處理，并匯報相關人員。

3.2 兩臺汽泵前置泵流量較大，前置泵電機電流接近其額定電流，為防止電機過流，電機溫度過高，應加強監視其電流讀數及就地定期檢查，如遇前置泵電機過流情況應適當減負荷直到電流降至規定范圍內。

3.3 凝結水泵轉速較高，凝泵變頻器發熱量較大溫度較高，為預防變頻器發生故障應將變頻器室六臺空調開啟，將溫度設定在25攝氏度以下，并加強就地巡檢，如空調有故障應查找原因，及時處理。

3.4 高負荷持續運行日常操作也不多但卻對機組各系統正常運行提出更高要求，會影響到運行人員的事故處理能力。為了解決這方面的不利影響，在以下幾方面采取對策：

3.4.1 結合機組大小修及時給運行人員進行設備異動的技術交底，以及結合機組出現的一些典型異常案例進行專題分析等，從而不斷提高運行人員的技術業務水平。

3.4.2 重視對當前設備危險點和薄弱點的挖掘，對業已提出的設備危險點要組織學習，做到每個崗位熟悉自身崗位的設備危險點或薄弱點，在進行有關的工作時能采取相應的措施，防止因措施不到位而導致不安全事件的發生。

4 結束語

從目前情況看，機組負荷高，調節幅度變小后，客觀上對防止機組誤動、誤跳是有好處的，也為機組長期安全穩定運行創造了條件。但任何事物都有兩面性，我們應該盡可能詳細分析研究機組高負荷運行帶來的安全隱患，抓好每一處環節并有機地將機爐電三者結合起來，找出其中的風險并制定相應的防范措施，為一號機組能夠長期穩定運行打下堅實的基礎。

參考文獻

[1]廣東紅海灣600MW超臨界壓力燃煤機組集控運行規程.廣東紅海灣發電有限公司運行部[S].2014.

[2]張磊，廉要寬.600MW超臨界火力發電機組技術問答叢書鍋爐運行技術問答[J].2009.

[3]廣東省粵電集團有限公司內部資料.電力企業安全管理標準[S].2011.