关于火电厂锅炉运行控制与故障预防的探讨

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  摘要:火电厂锅炉设备属于是热能动力装置,其是否安全运行,直接关系到火电厂发电能力。做好火电厂锅炉维修以及运行控制,可以起到有效的故障预防作用。锅炉运行控制系统,使锅炉运行中的热能转化为机械能,而且还在动力的作用下有效地控制了火电厂的工业运营。火电厂的锅炉要持续性地运行良好,就要在锅炉控制中运用自动化控制技术,以将锅炉的优势充分地发挥出来。本论文针对火电厂锅炉运行控制系统进行研究,并对于故障预防工作加以探讨。
  关键词:火电厂;锅炉改造;运行控制;故障预防
  对于神华国神集团而言,2010年是具有纪念意义的一年,郭家湾电厂安装运行的300 兆瓦等级的循环流化床发电机组,作为该电厂的1 号 300 兆瓦机组,顺利地运行了168 小时而没有出现故障。位于陕西省府谷县的神华国神集团公司郭家湾电厂,在燃烧技术上引进了循环流化床锅炉,由具有直接空冷性能的发电机组带动。为了支持目前国家所倡导的技能降耗的工业生产模式,郭家湾电厂锅炉运行上,主要的燃料选择煤矸石,不仅提高了资源综合利用效率,而且避免污染环境,发挥着节能减排的作用。自2013年以来,郭家湾电厂执行了定期机组检修计划,一年之中经历了1号机维修和2号机维修。在机组运行的治理和调匀方面,2号机在10月份经过维修之后,机组运行期间经常会出现一些小的问题,影响了机组运行的安全稳定性。特别是进入到冬季之后,运行状态更为缺乏稳定性。当机组运行处于低谷时段,调峰可以达到250兆瓦;当处于高峰时段,调峰可以达到600兆瓦,这种陡升陡降的负荷变化,机组运行必然会受到影响。此外,为了保证电厂机组安全运行,还要树立环境保护理念,特别是发电任务完成之后,还要确保SO2和NOX等成分符合排放指标。基于此,郭家湾电厂设置了设备维修部,将各项维修责任落实到位,工作人员倒班作业,以提高设备维护质量,保证设备能够在机组运行中安全可靠。锅炉运行中,对于SO2和NOX等成分的控制,主要是对二次风口进行改造,通过优化调整试验,使锅炉的含氧量有所降低。所使用的燃料为具有不同发热量煤种搭配而成,当炉膛上部的差压有所提高后,炉膛的温度就会有所降低。可见,运用科学化现代技术对于锅炉运行的有效控制发挥着重要的作用,同时还促进了锅炉故障的预防工作的有效展开。
  1.火电厂锅炉运行控制与故障预防的必要性
  1.1电力市场改革背景下促进电力锅炉安全稳定运行
  中国的电力市场全面改革,而且伴随着中国进一步深化改革开放,更多电力企业开始采用精细化管理或者提高电能服务质量等等措施提高企业的竞争优势,随之而来的电力市场盈利空间越来越小,企业间的竞争力不断加剧。这就促使电力企业提高技术能力。从电力企业的生产需求出发,就需要重点认识锅炉设备,并充分掌握锅炉的运行情况,通过提高锅炉运行控制的管理水平,促使火电厂锅炉运行中更为安全而稳定。
  1.2信息技术的进步促进了锅炉控制系统的有效运用
  锅炉运行的过程中,提高锅炉运行的控制效率,就要充分地运用自控化技术,建立锅炉控制系统。从锅炉控制系统的设计原理上来看,主要包括计算机控制系统和单片机控制系统两个部分。其中锅炉控制系统的核心部分为计算机控制系统,在构成上主要包括电脑显示器、工业控制器、报警装置以及辅助性设备打印机等等。锅炉控制系统中融会了诸多的计算机控制技术,包括锅炉的给水、鼓风、引风等等,都是由计算机实现信息处理,以对锅炉发挥着自动控制的作用。在计算机的自动控制下,锅炉出水温度和回水温度都可以保持在规定值范围内,锅炉的水位也符合规定指标。当锅炉进入到运行状态,计算机都会将锅炉的运行参数显示出来,在显示器上呈现出模拟图的形式,以数据表示。由于锅炉控制系统配有报警,基于锅炉的运行压力,当水温以及水位超出标准范围,锅炉控制系统机会立即启动警报装置,发出警报。
  1.3健全的管理体系使锅炉的运行效果得以提高
  现代化的火电厂要安全稳定地运行,就要将目标建立在生产管理的基础上,其中火电厂锅炉系统的运行是生产管理中的重要环节,可以启动调配,其中所涉及到的各项因素,包括设备技术的应用,煤炭的质量以及各种装置所设定的操作参数等等,都会对锅炉系统是否顺利运行,并保持锅炉的安全性提供了保障。基于锅炉运行效率的提高,就要做好锅炉故障预防措施。从主观的角度而言,要提高锅炉维护人员的技术水平,建立锅炉运行控制技术培训机制;从客观的角度而言,要根据火电厂自身发展需要,不断完善管理体系,应用预防性锅炉养护理论,以避免锅炉故障的发生。
  2.有效控制火电厂锅炉运行
  2.1强化锅炉运行控制的管理意识
  神华国神集团郭家湾电厂的管理工作中,长期以来都存在着重视建设轻管理,重视设备的维修轻保养的问题,导致锅炉运行中,设备故障时有发生。郭家湾电厂为此安装了垫带电厂锅炉系统,提高了锅炉安全稳定运行效率,
  设备运行管理部门要提高管理养护意识,做好设备维修工作。通过强化锅炉运行的控制管理,并树立维修理念,不仅促进了锅炉运行管理水平的提高,而且确保了火电厂锅炉运行的安全稳定。
  2.2锅炉操作人员要责任到位
  锅炉操作人员要熟练掌握热力设备的工作原理,不仅要对于锅炉设备结构了如指掌,而且还要具有较高的故障判断能力,并在锅炉运行中,能够快速地分析故障原由,提高处理运行故障的效率。锅炉操作人员对于锅炉的运行规则要有所掌握,这是基本的操作技能,对于锅炉辅机的启动和停止操作尤其要熟悉。要提高锅炉运行控制程度,要求从事锅炉检修工作的人员,能够有效地判断设备的缺陷,并具备必要的维修能力,要正确填写检修工作记录。锅炉操作人员要熟练掌握锅炉常见的故障以及处理方式。
  2.3建立健全锅炉运行控制管理体系
  锅炉运行控制管理中,依照理论标准的同时,还要根据火电厂锅炉实际情况对于锅炉运行控制管理体系的各项内容相应地调整。从促进火电厂锅炉安全稳定运行效率的角度出发,要提高运行维护工作效率,就要建立健全锅炉运行控制管理体系,对于其中的内容和要点,都要根据火电厂的锅炉型号,经过技术改造后锅炉的技術要求作为主要参考加以确定。   为了避免由于工作人员的误操作而影响到锅炉的运行控制,对于部门管理人员以及技术操作人员的选择,要从人员自身的技术能力和管理水平出发,结合火电厂锅炉运行控制管理架构确定人员,以确保锅炉运行中,能够充分满足锅炉运行控制需求。针对于锅炉运行控制岗位人员的工作内容以及岗位职责,要制定规范的管理细则,以提高锅炉的安全运行效率。
  将人力资源管理纳入到锅炉运行控制管理体系中,诸如,建立绩效考核机制可以激发火电厂员工的工作责任感,配合必要的奖惩制度,使工作人员能够积极主动地参与到锅炉运行控制管理工作中。考评锅炉运行控制岗位工作人员的工作情况,要通过岗位绩效评测机制来完成,严格依据奖惩制度确定人员的奖惩,从而有效地提升锅炉运行控制管理水平。
  3.积极做好火电厂锅炉故障预防工作
  3.1锅炉操作人员要严格遵守操作规范
  神华国神集团郭家湾电厂的正常运行中,锅炉作为热能动力装置中的重要部分,要定期地检修,以做好锅炉故障预防工作。火电厂的锅炉运行,都要按照有关的安全流程来进行。锅炉操作人员按照锅炉运行的流程操作,使用设备中,不仅操作规范,而且还要遵循科学使用的原则,做好维护工作,以避免故障发生。对于水箱中的软化水要例行检查,然后才能够将锅炉投入运营。操作人员要随时观测锅炉的水位,如果水位没有达到标准,就要采取及时补水措施。如果发现水位抄表,就要调整水量到标准水位。为了确保锅炉安全运行,锅炉的温度要保持在规定范围内。
  3.2锅炉房通风应保证一定的微正压
  当锅炉处于正常燃烧状态的时候,炉膛内的负压值一般会保持在20帕至30帕之间,此时需要向炉膛内均匀地供给燃料,根据需要调整燃烧,并做好通风。锅炉设备遭到损坏之后,保温层的散热功能相对降低,从而影响了锅炉热效率。我国现在的燃油燃气锅炉设计往往会采用正压通风的方式,降低漏风量以强化燃烧。
  燃料燃烧的空气需求量
  这其中,过量空气系数α=1.2。
  燃料低位位发热量 =42900千焦/千克
  平均每千克燃料经过完全燃烧后,所需要的空气量为:
  燃油燃气锅炉排除余热的通风量计算公式:
  良好的通风效果,锅炉燃烧时所需要的空气量要低于消除余热的通风量。
  3.3锅炉要定期地检修保养
  做好锅炉的清洁工作。仔细地觀察锅炉各个部件的运行状况,注意锅炉要清洁整齐,不可以出现锅炉管道阻塞的现象,以提高锅炉运转过程中的安全系数。郭家湾电厂极为重视锅炉管道的清理工作,要求每天都要对锅炉例行检查,以避免由于管道泄露而影响到热能的转换,以保持锅炉的管道畅通。此外,还要检查鼓风系统是否漏风、管路以及阀门是否有漏水、漏气的情况,以确保锅炉运行安全而顺畅。阀门以及水位是关乎到锅炉正常运行的重要环节,例行检查的同时,还要做好水位计排污、滑动部位的润滑等各项工作。每个星期都要停炉对燃气管路系统进行检漏试验。锅炉要进行半年一次的定期彻底清理,主要的检查内容是观察内部的构造,是否有松动的部件。平均每年都要进行锅炉的停炉保养工作,在确保锅炉安全运行的同时,重要的是要避免有重大的事故发生。锅炉彻底清理时,由于停炉的时间长,可以采用湿法保养。如果天气炎热,则比较适用于干法保养。
  3.4建立锅炉控制系统
  锅炉控制系统由各项功能系统所构成,系统之复杂,要根据实际工作情况对各项参数进行调节。在锅炉控制系统设计方面,可以划分为给煤控制系统、送风控制系统、炉膛负压控制回路、汽包液位控制、过热蒸汽出口温度控制。
  3.4.1给煤控制系统
  在锅炉燃烧系统中,给煤控制系统具有自动调节功能。燃烧后的燃料释放出的热量,以满足蒸汽的负荷。
  3.4.2送风控制系统
  送风控制系统与给煤控制系统协调一致,其是通过符合规则调节器发挥调节作用。采用先加风后加煤的方式增加负荷;先减煤再减风的方式减少负荷,使燃烧处于最佳状态。
  3.4.3炉膛负压控制回路
  在送风量平衡状态下,炉膛负压控制回路可以促使锅炉运行中微负压的稳定。
  3.4.4过蒸汽出口温度控制
  过蒸汽出口温度控制可以有效地保护过热器,其是蒸汽过热系统调节出口处的温度,使温度被控制在规定范围内。过热管壁同样需要控制在规定的温度范围内。
  3.5建立锅炉自动保护系统
  锅炉自动保护系统的主要装置为三项,即超压报警装置、水位报警装置、超温报警装置。
  3.5.1超压报警装置
  超压报警装置可以有效地控制锅炉超压问题,并启动控制燃烧的报警装置。装置设计中有必要的压力测量仪器之外,还安装了报警信号部件。一旦发出报警信号,保护系统启动自动停止通风,燃烧停止。
  3.5.2水位报警装置
  水位报警装置安装有高水位报警器、低水位报警器,当水位超标,保护装置自动启动。要定期地对装置调试、检修,以提高保护装置的灵敏度,防止缺水事故发生。神华国神集团郭家湾电厂所安装的水位报警装置,根据需要不同分别选择了浮球式水位报警器、磁铁式水位报警器和电极式水位报警器。
  3.5.3超温报警装置
  超温报警装置主要是控制锅炉的温度,一旦温度超标,锅炉控制系统就会将安装在温度测量仪表盘上的自动启动报警装置启动。当锅炉有故障出现的时候,如果属于是温度超过了安全范围所导致的,超温报警装置就会出现自动报警。
  4.结论
  综上所述,神华国神集团郭家湾电厂在近些年来不断发展,实施了锅炉系统的改造,以满足不断提高的电力能源需求。但是在锅炉运行中,由于维修工作没有被充分的认识而妨碍了电力生产能力。基于锅炉运行控制的必要性,就要对于运行控制人员的工作行为加以规范,同时建立锅炉控制系统以及锅炉自动保护系统,以提高锅炉故障预防能力,保障锅炉运行安全。
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