火力發電設備鍋爐檢修新方法及其維護對策

張凱峰

摘? 要：在火力發電設備的運行過程中，鍋爐是能量轉化的重要設備，對于設備的穩定、安全運行有著重要的作用。該文針對火力發電設備鍋爐檢修及維護方面的問題進行論述，通過分析火力發設備的鍋爐的檢修特點及意義、火力發電設備鍋爐檢修要點及常見故障等方面的內容，提出了火力發電設備鍋爐檢修新方法與具體的維護對策，并分析了鍋爐設備的改造策略。為火力發電設備鍋爐的安全運行提供參考。

關鍵詞：火力發電設備;鍋爐檢修;新方法;對策

中圖分類號：TM621? ? ? ? 文獻標志碼：A

0 前言

火力發電（thermal power，thermoelectricity power generation），利用可燃物在燃燒時產生的熱能，通過發電動力裝置轉換成電能的一種發電方式。中國的煤炭資源豐富，1990年產煤10.9億噸，其中發電用煤僅占12%。火力發電仍有巨大潛力，在火力發電設備的運行過程中，鍋爐是必不可少的重要設施。不僅在電能的生產過程中起到能量轉化的作用，還對企業的安全生產起到了重要的影響。所以就要對鍋爐的檢修要點、常見故障、檢修與改造方法的創新等方面進行深入的分析，充分認識到火力發電設備鍋爐檢修與維護的重要性。確保使用科學、準確的方法對鍋爐進行檢修、維護與改造，減少鍋爐作業中出現故障的概率。使火力發電設備的作業保持平穩、高效。

1 火力發設備的鍋爐檢修的特點及意義

1.1 鍋爐檢修的特點

在火力發電設備中，主要用煤、石油和天然氣等作為燃料來生產電能。鍋爐作為這些燃料的載體是主要的設備之一。能夠將燃料的化學能轉變為熱能，然后通過其他系統的共同配合，將能量進一步轉化，最終生產出電能并傳輸至千家萬戶。所以鍋爐的正常運行是電能轉化的基礎，其運行效率直接對火力發電設備的正常運營產生影響。要想確保鍋爐能夠正常運行，就要針對鍋爐自身的結構特點和工作環境對其定期進行檢修與維護，使鍋爐發生故障的概率得到有效的控制。由于鍋爐運行過程中容易受到多方面因素的影響，因此具有故障率高、檢修工作量大的特點。同時，鍋爐制造商掌握了鍋爐檢修的核心技術，使發電設備難以及時有效地對故障進行排除和根治。此外，檢修人員的工作效率也影響了鍋爐故障檢修的結果。由于經驗不足或過分依賴經驗進行故障檢修都會導致檢修質量低下。

1.2 鍋爐檢修的意義

鍋爐檢修工作主要依據先進的檢測儀器和檢測方法對鍋爐的運行狀態進行檢測和監控。然后對檢測和監控的數據進行收集和分析，以此來判斷鍋爐的運行狀態，并針對運行中出現的問題和原因制定合理的改造和維護方案。定期對鍋爐進行檢修和維護可以有效地減少故障發生的次數，提高火力發電設備的產能和經濟效益。同時，還可以有效地避免鍋爐運行中的安全事故，對于避免人生危害和經濟造成損失都有重要的意義。除此之外，對鍋爐進行檢修能夠及時發現鍋爐使用方面的問題，進而對鍋爐的結構進行優化和改造，提高鍋爐的運行效率，促進設備的經濟發展。

1.3 火力發電設備的意義

火力發電設備就是通過燃料燃燒利用水蒸氣將內能轉化成機械能，再利用機械能發電的設備。最早的火力發電是在1875年的巴黎火電廠當中形成的。自20世紀30年代以后，火力發電進入大發展的時期。到80年代后期，世界最大火電廠是日本的鹿兒島火電廠，容量為4 400 MW。但機組過大又帶來可靠性、可用率的降低，因此到90年代初，火力發電單機容量穩定在300 MW。現代化的火力發電設備具有復雜而且龐大的系統，包括燃料系統、燃燒系統、汽水系統、電氣系統和控制系統5個部分。系統中，最重要的設備就是汽輪機、鍋爐和發電機，這些設備都安裝在主廠房內，還包括其他的輔助設備例如給水設備、供水設備、水處理設備、除塵設備等。火力發電廠依靠火力發電設備的系統運作，來實現發電的目的。

2 火力發電設備鍋爐的檢修要點及常見故障

2.1 鍋爐的檢修要點

首先，鍋爐的檢修周期。鍋爐檢修周期要依據鍋爐的機組類型、運行時間、檢修性質等來進行具體的劃分。我國常見的發電機組主要使用功率為600 MW大型超臨界的配套鍋爐。鍋爐的形狀也分為很多種，如強制循環、自然循環和直流型等。鍋爐要依照發電設備相關的檢修標準和規范進行檢修。一般情況下，鍋爐從購進到檢修一般保持在1年左右就可以。此后每年要進行一次鍋爐的小修和大修。小修一般進行3周時間;大修一般需要近2個月左右。檢修周期時間最長不應超過5年。

其次，鍋爐的檢修范圍。1）檢修其磨損部位。根據對火力發電設備鍋爐相關數據的統計分析發現，火力發電設備的鍋爐極容易受到磨損而使其壽命縮減。不同型號的鍋爐磨損的情況和使用壽命也存在差異。同時型號相同、使用的燃料不同，其磨損情況也大不相同。因此，常常采用整體檢修的方法來確保鍋爐的檢修效果。整體檢修也就是對鍋爐的外部設備和主體部件進行檢修。鍋爐的減溫器、再熱器、過熱器和省煤器等都是易出現磨損的外部設備，因此應進行重點檢修。特別是吹灰器附近的管路、煙氣走廊管、上方管排等位置磨損最為嚴重，在檢修時應重點檢測。2）檢修裂痕、膨脹、鼓包、形變等部位。鍋爐在長期運行的過程中，受高溫作業環境的影響，極易出現鼓包、形變、裂痕、膨脹等現象，使鍋爐難以正常運行。因此，在檢修時應對這些易發生形變的部位進行檢測，如水冷壁、再熱器、過熱器等。最后，鍋爐檢修的要點。在進行鍋爐檢修時，要對管路的完整性和流暢性進行全面的檢測。同時檢查連續排污管、汽水取樣管、蒸汽等管座有無裂痕、安裝方位是否有誤等。此外還要檢查鍋爐與吊裝設備接觸質量。保證鍋爐各個外部設備的管路暢通、運行良好。

2.2 鍋爐的常見故障

2.2.1 鍋爐溫度異常和壓力過高

鍋爐在運行的過程中，如果長期處于超高溫度狀態，容易使各個設備元件造成損壞。一般可能是由于鍋爐的汽水分離器、過熱器和再熱器等溫度異常導致的。此外，鍋爐壓力過高也容易使鍋爐產生各種故障，如再熱器壓力、主蒸汽壓力高。再熱器壓力升高可能是由于中壓調節門故障或者鍋爐燃料與負荷難以維持平衡導致設備出現故障。一般出現壓力過高的情況設備顯示器會變色并發出警報。

2.2.2 鍋爐熄火和尾部煙道再燃

在鍋爐運行中常出現用檢測設備無法檢測出火焰信號，設備顯示器也顯示火焰閃爍或消失，同時聲光報警設備發出警報，煙氣溫度也慢慢降低的情況。這就是爐火突然熄滅設備作出的反應。爐火熄滅有2種情況。1）燃燒器配風不達標，導致爐火在低負荷狀態下不穩定燃燒。2）燃料質量導致的。例如煤炭質量不高，不夠精細，煤粉較濕等情況都會導致鍋爐熄火。

鍋爐尾部壓力較大、波動較大、煙氣溫度異常和吹氣孔有火星等情況屬于尾部再燃故障。出現這種故障的原因是因為鍋爐尾部沉積了大量沒有充分燃燒的粉末，加上油污的大量堆積，鍋爐熄火后也難以徹底清除，所以導致煙道再次燃燒。

2.2.3 鍋爐受熱面發生爆管

鍋爐材質不達標，焊接和安裝工藝不規范，受熱面較多，使管壁的溫度嚴重超出規定的標準，就會導致鍋爐受熱面爆管。同時，管壁中由于異物進入導致管壁堵塞，檢修人員不及時處理也會導致爆管情況發生。爆管會使鍋爐壓力出現異常，進而導致鍋爐內部泄露。出現爆管的原因有很多，鍋爐泄露導致濃煙、蒸汽大量噴射、給水流量不合理、爐體壓力異常等都會導致爆管發生。

3 火力發設備鍋爐檢修新方法

3.1 日常預知性檢修

日常預知性檢修又稱DPMR檢測，應用這種方法對鍋爐進行檢測不會對鍋爐機組的正常工作造成影響。所以可以在鍋爐工作的狀態下應用這種方法進行日常檢修。在鍋爐設備進入低負載的情況下也可以繼續檢修，所以能夠有效地降低鍋爐設備檢修的成本。但是這種檢修方法對于檢修人員的要求較高，檢修人員要具備較高的專業技術，了解鍋爐的各個系統的構造和功能等，還要具備豐富的鍋爐設備檢修經驗。目前日常預知性檢修在火力發電設備鍋爐檢修工作中最為常用。

3.2 間隔性集中檢測

間隔性集中檢測又稱ICR檢測。間隔性集中檢測是在火力發電設備的鍋爐已經發生一些故障和問題時應用的檢測方法，是一種非全面性的有目的地檢測的方式。間隔性集中檢測具有檢測時間短、檢測方便和檢測結果準確等優點。因此，可以在鍋爐機組停止工作的間歇對鍋爐進行檢測，減少時間的消耗，不會妨礙鍋爐的正常生產運行。可以避免停機檢測給火力發電設備帶來的經濟損失。

3.3 突發事故檢測

突發事故檢測又稱AR檢測。主要是在設備突發故障停止運行的情況下應用這種檢測方法。因為突發事故很難提前預知，事故的檢修方案也難以準確的找到，所以應用突發事故檢測方法的時間也不固定。可以在突發事故時應用該方法及時發現運行中的問題，找到處理鍋爐故障的方法，使鍋爐穩定、高效的運行。

4 火力發電設備鍋爐的維護對策

4.1 鍋爐溫度異常的維護措施

對鍋爐溫度異常的維護主要有3個方面。首先，當鍋爐溫度異常時，要對鍋爐汽水分離器出口進行檢測，控制給水量，等到穩定后再對故障設備進行調整，以免升降負荷太快。其次，再熱器溫度異常時，要根據導致其溫度異常的原因來進行維護。如果是減溫水導致的，需要立即切除自動控制;如果是煙氣擋板導致的，需要將煙氣擋板的運行模式做出調整，進行人工干預，同時也可以降低減溫水的溫度。最后，當過熱器溫度異常時，要根據其發生異常的原因來進行維護。如果是由于MCS造成煤水二者的比例失衡，就需要立即調整其比例，控制過熱器的溫度處于穩定狀態;如果是爐膛吹灰造成的異常，需要立即停止吹灰，直到溫度恢復正常再繼續進行操作;如果給水泵出現擾動、跳閘、跳磨，就需要對設備進行人工干預。

4.2 鍋爐壓力過高的維護措施

鍋爐壓力過高一般是由于再熱器壓力和主蒸汽壓力較高導致的。如果是再熱器壓力過高，汽輪機中壓主氣門或閥門等出現問題，要將鍋爐機組的控制方式改為手動。為了防止再熱器出現恒溫現象，還要減少燃料和給水;如果是主蒸汽壓力過高，就要及時分析其溫度異常的原因，了解壓力變動的主要原因。如果是負荷變化導致壓力波動，主汽壓與鍋爐交壓運行的壓力設置較大，需要將鍋爐機組轉換為IF模式。同時實時監控PCV的設定值和動作值。

4.3 鍋爐尾部煙道再燃的維護措施

在對鍋爐尾部煙道再燃進行檢修和維護時，需要明確排煙溫度。如果溫度較高，就要及時調整燃燒的受熱面來降低受熱面煙氣的溫度。如果省煤器發生燃燒，就要啟動水泵控制給水流量來冷卻省煤器。如果空預器發生燃燒，就要立即停止爐火燃燒和送風機的運行。并關閉擋板隔離空氣，達到滅火的目的。如果難以判斷再燃是否得到有效的控制，可以使空預器連續吹灰，并將風通道鍋爐中進行冷卻。直到確保再燃不會發生時，才能啟動鍋爐設備。

4.4 鍋爐受熱面爆管的維護措施

維護人員在處理受熱面保管故障時，首先應檢查是否存在泄露、泄露位置等具體情況。同時根據泄露情況向上級反映并申請降低機組整體的負荷。如果受熱面的泄露較為嚴重，則需要進行停機處理。停機時要保留單組風機正常運行，對鍋爐進行冷卻降溫，排除鍋爐內的蒸汽。此外還要立即通知除塵設備停止運行，并監控相關的除塵設備，以免出現管道被堵。

5 鍋爐設備的改造策略

最早的火力發電是1875年在巴黎北火車站的火電廠實現的。隨著發電機、汽輪機制造技術的完善，輸變電技術的改進，特別是電力系統的出現以及社會電氣化對電能的需求，20世紀30年代以后，火力發電進入大發展的時期。為了確保鍋爐高效、穩定的運行，除了要對鍋爐設備進行定期和不定期的檢修，還要根據鍋爐的特點對其相關設備進行合理的改造。首先，水冷壁的改造。水冷壁的改造可以根據其常見的問題和產生故障的區域進行劃分。水冷壁一般在折焰角處容易發生過熱和變形的情況。水冷壁管和防渣管容易受熱產生裂紋。同時燃燒器、放渣管、門孔等高熱區域容易出現膨脹和鼓包現象。此外水冷壁還容易產生磨損、腐蝕、結垢、機械損傷和燒穿等問題。可以針對這些對應的部位進行優化處理。其次，省煤器、過熱器、減溫器、再熱器的改造。這些設備因為經常暴露在鍋爐外部，所以管道部位容易出現磨損、積灰、堵灰、變形、移位、氧化腐蝕等現象。因此這對這些設備的高溫管組、蛇行管組等部位應進行改造。最后，鍋爐筒的改造。1）確保支座的安裝正確并預留出足夠的間隙。2）對各個管道設備的完整性和暢通性進行改造。例如：壓力表連通管、汽水取樣管、連續排污管、水位計的汽水連通管等。3）對爐筒與吊掛裝置的接觸性能進行改造。此外，針對鍋爐其他部位，如爐排、爐拱、配風裝置等要進行簡化或優化處理，確保各個部位的工作性能優良。

6 結語

該文首先分析了火力發電設備的鍋爐的檢修特點及意義、接著分析了火力發電設備鍋爐檢修要點及常見故障等方面的內容，進而提出了火力發電設備鍋爐檢修新方法與具體的維護對策，并分析了鍋爐設備的改造策略。火力發電設備是保證人們正常進行生產和生活的基礎。火力發電設備的鍋爐設備如果出現故障就會使整個設備無法正常運行。因此，應對火力發電設備的鍋爐進行定期的檢修和維護工作。同時根據火力發電設備的實際情況應用最新的檢修方法來提高鍋爐的檢修效率，以此來保證火力發電設備的高效運行。

參考文獻

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