探析1 000 MW火電廠機組鍋爐運行及事故預防方法

席風歌

摘 要：隨著近年來我國電力裝機容量和年發電量的逐年增大，對機組參數的要求也有所提升。在此發展過程中，機組鍋爐的運行難免存在一些不安全因素，如果不加以預防和控制，就很容易造成事故，給火電廠帶來巨大的財產損失甚至人員傷亡。

關鍵詞：火電廠；1 000 MW機組鍋爐；危險性分析；事故樹

中圖分類號：TM756 文獻標識碼：A 文章編號：1006-8937（2015）26-0105-01

1 1 000 MW機組鍋爐運行流程

1.1 燃燒系統

燃燒系統是1 000 MW機組鍋爐的主要工作系統，它主要由鍋爐爐膛、送風、制粉和引風系統組成。粒度大于30 mm的大塊煤炭通過滾軸篩進入碎煤機，被粉碎后的煤塊會被送入原煤倉，再經過粉磨研細后送入鍋爐燃燒器噴嘴，噴入爐膛內燃燒加工，燃燒釋放出來的熱能會通過爐膛周圍的水冷壁擴散，最終產生煙氣和煤渣。

1.2 風煙系統

爐膛水冷壁所產生的冷空氣會由送風機傳送到空氣預熱器中進行高溫加熱，加熱后一部分風會送到磨煤機中對煤粉進行干燥，另一部分風會通過噴燃器進入爐膛來補充煤粉燃燒所必須的空氣量。而經過燃燒系統傳出的高溫煙氣則會通過爐膛上部的過熱器、預熱器和再熱器把熱量傳導給回抽蒸汽、水與空氣。當煙氣徹底冷卻后，經過靜電除塵并除去飛灰，最后被引風抽放到煙囪排放消散。

1.3 汽水系統

汽水系統就是一個用水來轉動力最終發電的過程。最初水會通過低壓加熱器進行高溫加熱，并將自身中的不凝結氣去掉，再經過水泵加壓進行高壓加熱，最后通過省煤器預熱進入機組鍋爐的給水系統。當水與飽和蒸汽分離后，水再次進入給水系統供應爐水循環，而飽和蒸汽則要進入過熱器，通過煙氣熱量蒸發與高壓生成過熱蒸汽，經過汽輪機中的壓缸做功，最后推動汽輪機進行發電。

2 火電廠機組鍋爐的相關預防技術分析

2.1 1 000 MW火電廠機組鍋爐事故預防技術——事故樹

事故樹是一種基于演繹型系統安全分析的工程分析法，它最早應用于美國民兵式導彈發射控制系統的安全性分析，是一種既可定量又可定性的雙重分析系統。它的特色是分析范圍廣、操作簡單而且邏輯性很強，完全可以體現出系統工程中研究的系統性、預測性和精確性。

從邏輯分析角度看，事故樹對可能發生的危險事故能夠做出直接原因事件與間接原因事件的邏輯分析，并且分析力度和角度都深度透徹，能夠挖掘到事故可能發生的最基本原因，所以通過“或門”、“與門”這樣的邏輯符號就能為危險事故構建事故樹，為預防做好理論鋪墊。

2.2 事故樹構建的主要路徑

事故樹構建分四部分，頂上事件確定、確定邊界條件、建樹、簡化事故樹。

①頂上事件的確定，在大型火電廠的機組鍋爐方面，頂上事件就是系統失效事件，它歸屬于火電廠系統不希望發生的重大故障事件，稱其為頂上事件就是因為其定義了火電廠中最為嚴重或發生概率較大的最危險事件。頂上事件的確定和火電廠工作任務與目的有關，不同生產環節可能會產生不同的頂上事件，必要時甚至會建立相關子系統，從典型的中間事故中來選拔子事件作為事故樹的基本建樹基礎，在事故樹建好之后再進行修改和綜合評價。

②邊界條件的確定。邊界條件為事故樹的收尾劃定了界限，一般來說邊界條件應該包括在頂上事件確認以后，對事故樹中初始條件與不許可事件的確定。初始條件界定了機組鍋爐在初運行時可能出現的故障或造成故障原因的分析。而不許可事件則是在事故樹建樹階段絕對不允許出現的事故，即機組鍋爐系統之外的事故發生原因，比如員工的誤操作等。

③建樹要從頂上事故開始，逐級向下分解展開，直到初始事件建樹完畢。在建樹過程中，一定要研究并把握好頂上事件與初始事件的邏輯關系，用圖形符號加以表示。建樹過程就是明確機組鍋爐各個系統和部件工作狀態的過程，它讓機組維護人員了解到鍋爐運行的整體情況，實際上就是一次即時的設備檢測過程。

④簡化事故樹。此項對事故樹進行定量定性分析，而主要的簡化對象則是初始事故樹，去掉一些不必要的邏輯關系有助于清晰化事故樹初始事件與頂上事件之間的聯系，包括二者之間其他事件之間的復雜邏輯關系。當邏輯關系被捋順后，就要通過事故樹的結構函數代入算法來對事故樹進行技術性簡化。

2.3 具體應用

空氣預熱器是1 000 MW火電廠機組鍋爐中最重要的系統部件之一，它時刻控制并調整機組鍋爐的熱交換性能，為1 000 MW這樣的大功率機組鍋爐運行降低能耗。所以空氣預熱器常常在高溫環境下工作，由于二次燃燒而將積存于煙道內部的黏附受熱面再度燃燒，形成燒損變形造成其原因的根本就是鍋爐尾部煙道燃燒與風量的不協調，而當爐溫過低時，停火與點火操作不當，吹灰不及時等，可以利用事故樹對其原因進行分析。

在建立空氣預熱器超溫燒損變形事故的事故樹時，先要對建樹結構的重要度進行計算，所以此處利用事故樹的初步設想結構而推導出結構重要度公式為：

公式中，k表示最小割集總數，而 表示在事故i中kj的基本事件數，nj表示第i個事故所在的基本事件總和。

將該事故中事故樹的各個割集與徑集參數帶入上述公式，根據計算結果就可以判斷哪個事件的發生對整個事故影響最大，需要進行及早預防。

3 1 000 MW火電廠機組鍋爐現場的安全標準化

為了更好的預防事故發生，1 000 MW火電廠機組鍋爐在現場操作方面一定要做好安全防范的標準化工作，禁止一切辨認不明和誤操作行為的出現。

3.1 鍋爐系統設備標色統一

對鍋爐系統設備分別標色并統一是為了便于操作確認，防止操作人員在操作過程中出現任何誤操作或辨認不明的現象。通常情況下，按照火電機組鍋爐系統設備層面，將閥門、管道、電氣設備與儀表進行統一著色。而管道方面，在流體切斷閥及其明顯位置都要用統一規格的箭頭來表示流體去向，明確操作流程。

3.2 設備標準化

1 000 MW作為大型機組鍋爐必須要做到生產現場設備的整齊性，保證鍋爐運行的穩定性。首先在生產使用方面，應該為傳統設備的突出集體外軸、背靠輪、皮帶輪等等加裝安全套、安全罩以及防護圍欄等，保證它們在運轉過程中絕對安全，不會有異物進入。再次，為了確保操作人員的安全，避免傷亡事故發生，應該在生產崗位旁設有防毒面具或消防器械等安全急救防護工具，對隨時可能發生的事故進行及時應變。最后就是要進行吊裝孔、平臺和走梯的安裝，保證按照機組鍋爐操作的實際需求進行欄桿加裝，并且嚴格限制高度在1.2 m或以上。

4 結 語

1 000 MW是大型火電廠機組鍋爐設備，所以在運行過程中一定要注重管理它的安全穩定性。事故樹是專門應對大型機組鍋爐設備運行的重要事故預防分析手段，它不僅僅能夠控制空氣與熱管的超溫燒損變形，也能分析諸如爐膛爆炸、四管泄漏甚至是清焦任務作業人員所遭遇的安全事故等。而隨著科學技術的迅速發展，對于高功率大型火電廠的機組鍋爐運行事故預防標準也會不斷提高，體現出其越來越成熟的一面，從而降低大型機組鍋爐運行所帶來的高危險性。

參考文獻：

[1] 鄭楊煒.火電廠應急救援體系及輔助決策支持系統研究[D].武漢：中國地質大學，2010.

[2] 陳永成.10 KV配網運行故障分析與防范對策[J].機電信息，2014，（30）.