火力发电厂锅炉节能监督存在的典型问题及分析

李朝兵,张海潮

(国电科学技术研究院，江苏 南京 210031)

火力发电厂锅炉节能监督存在的典型问题及分析

李朝兵,张海潮

(国电科学技术研究院，江苏 南京 210031)

文章通过对全国共计40家300～1 000 MW级火力发电厂锅炉节能技术监督过程中发现的问题进行归类、汇总，从监督网络管理[1]、技术指标问题、技术改造效果等方面分析当前锅炉监督工作开展的情况，并对共性问题提出解决措施。

火力发电厂；技术监督；锅炉节能；技术改造

火电厂技术监督工作就是对发电设备及其部件健康状态进行监测、评价和管理，进而确保机组安全、可靠、经济地运行[1]。随着电力工业的不断发展，锅炉节能监督也越来越受到各发电企业的重视，其工作面也逐步延伸至机组的设计、建设、投产运营、技术改造等各个阶段[2]，但在每个阶段工作的重点有所不同。要做好锅炉节能监督工作，必须要从技术管理、指标管理、节能改造等三个方面入手，全面掌握机组运行状况，对发现的问题及时分析处理，必要时积极落实节能改造。

1 锅炉节能监督工作存在的典型问题

1.1 监督网络管理方面存在的问题

(1)职责不明确或一人身兼数职。在对40家受监督电厂检查过程中发现，各厂均能在《节能技术监督导则》的要求下建立本厂的技术监督细则，确定全厂综合经济指标及单项经济指标[3]，但是多数厂节能专职由锅炉或汽机专职兼任，有的甚至还在这基础上兼职金属专职，人员配置不合理。由于机组较多、工作面过广，导致监督工作无法全面、及时开展。

(2)试验管理不完善。主要表现在两个方面：一、修前、修后试验工作开展不全面，如：锅炉效率测试、散热测试未及时进行；二、在试验报告中，对影响锅炉效率、空预器漏风的主要问题无明确的分析，让试验工作成为过场，这样就无法对检修效果有个全面的判断。

(3)技术改造过程管理不完善。近年来，多数厂进行了风机增容、变频等改造，但是涉及到改造后在机组安全措施、优化措施制定方面，多数电厂做的还不够。

(4)专业协调管理不够完善。主要表现在：一、燃料分析不及时，导致运行人员无法及时采取应对措施；二、运行人员与检修人员之间缺乏对故障原因的综合分析，不便于问题的处理和防范。

1.2 技术指标方面存在的问题及原因分析

(1)部分电厂存在主汽压力、再热器温度达不到设计值的问题,个别厂主汽压力较设计值低1.5 MPa、再热器汽温偏低约10℃。

主要原因有：一、受热面设计存在问题；二、安装、调试过程中检查不到位,导致部分风门达不到设计用途；三、燃用煤质与设计煤质偏差较大。

(2)部分电厂存在排烟温度较正常值偏高的问题。

主要原因有：一、空预器换热面积设计不足；二、煤质变化较大、掺烧比例大后，对机组的运行调整不够。

(3)磨煤机、风机等主要辅机的故障较多，集中发生在：磨煤机油系统、磨煤机堵煤、给煤机堵煤、风机动静叶故障等方面，同时，渣系统、压缩空气系统的问题也时有发生。

(4)部分电厂存在主汽、再热器汽温超限现象。主要发生在：升降负荷过快，协调跟踪不佳；煤质突变或主要辅机异常等时段。

(5)部分电厂投产后存在煤质变化大、系统改造大等变化，但是对机组低负荷稳燃特性了解不够。

(6)风机的变频改造较多，但对变频设备的了解不够，日常维护经验也缺少。

(7)锅炉专业原因导致的机组非计划停机比例较高，其中四管泄漏占锅炉专业的50%以上。

由表1、表2数据可看出，锅炉原因导致的非停所占比例较高，而这其中，四管泄漏所占的比例更是高达27.8%。突显出，在基建安装、生产运营中加强锅炉受热面监督的重要性。负压保护动作情况占14.7%，制粉系统故障、风机设备故障分别占5.8%、4.3%，说明日常的运行管理和设备管理工作还有很大的完善空间。

同时，有数据统计，2012年度江苏发电机组锅炉设备导致非停占的比例为36.7%，其中四管泄漏占锅炉原因非停的比例相当高，达到58.8%[4]。

表1 2012年度按专业分类的非计划停机比例表

区域锅炉设备汽机设备电气设备热控设备所占比例56．5%10．7%19．7%13．1%

表2 2012年度锅炉设备及四管泄漏原因占机组非计划停机原因比例

原因分类四管泄漏炉膛负压保护动作制粉系统故障风机设备故障锅炉其他所占比例27．8%14．7%5．8%4．3%3．9%

2 以上相关问题的解决措施

2.1 监督网络管理方面的解决措施

(1)按照技术监督导则和电厂上级单位要求，设置监督管理人员，明确节能专职的职责，同时，做到监督工作开展无死角。

(2)按照《节能技术监督导则》要求，并结合本厂实际情况开展修前、修后试验，做到定期对空预器漏风进行测量，及时掌握锅炉运行情况。

(3)强化技术改造管理工作，做好改造前后的运行数据收集、对比，同时，针对改造后的系统，要及时对操作要领、系统保护、异常处理等方面进行总结，减少设备故障跳闸或机组停运的次数。

(4)完善日常缺陷管理的跟踪工作，定期召开运行、检修的技术分析会，通过对缺陷处理的总结，制定相应的防范、优化措施。

2.2 技术指标方面问题的解决措施

(1)基建前期、改造前期，技术人员应加强同类型机组的收集资料工作，加强对比，对于重大改造，必须进行必要的调研工作；基建过程或者大修过程中，必须做好验收工作，其中包括设备进场的状态、安装完毕后设备是否能达到设计工况等。

(2)对新建、改造的空预器要加强设计数据的对比，防止出现设计原因导致的换热面积不够；运行中加强掺烧的研究，加强燃烧调整试验。

(3)加强设备的定期维护，必要时对故障率较高的主要部件及时更换。同时，做好设备的评估工作，对磨损严重的设备要及时采取措施，防患于未燃。

(4)日常生产中，加强典型工况的处理总结，制定操作手册或反措，并做好运行人员的培训工作。

(5)在煤质、系统改造较大的情况下，要加强低负荷稳燃情况的摸索，必要时，还需要重新优化协调控制策略、重新进行RB(Run Back)试验。

(6)全面了解变频器特性，特别是响应速率及相关保护的设置，防止运行中误跳。

(7)在煤质变化较大、机组各项改造较多的大前提下，各厂应加强锅炉监督管理工作，重点做好以下几方面的维护工作：

治理四管泄漏方面：加强安装、运行中对受热面的监督管理工作，同时，也要加强受热面、支架、吹灰器等设计不合理情况的排查，检修中加强壁厚的监控，运行中控制好升温升压速率，加强壁温监视。

负压保护动作控制方面：制定配煤、掺烧专项措施，根据煤质、设备特点优化助燃措施；运行中对易结焦煤种要从燃烧策略上制定措施，防止掉大焦；制定主要辅机跳闸处理反措，并做好交流培训工作。

辅机设备问题治理方面：日常运行维护中，对主要辅机的重点部件要定期检查，检修中评估其实际使用寿命，必要时进行更换，如：油压开关、负压开关、振动探头、动静叶控制装置等，同时，每次启动前对主要的逻辑保护要进行试验。

提升锅炉指标方面：大部分电厂锅炉的实际燃煤并不是设计煤种[5]，需要针对实际燃烧情况、改造情况，对锅炉及时进行燃烧调整试验，摸索机组的最佳运行氧量，提高锅炉的综合运行指标。

3 锅炉节能改造开展情况

在对全国40家发电企业进行监督服务过程中发现，各家电厂对节能改造工作比较重视，均能按照机组实际情况编制节能规划、技术改造计划，并通过大、小修逐步落实改造项目，实现节能、环保的目的。下面就锅炉方面已经开展的几种典型改造介绍如下：

(1)点火启动方式改造。以等离子和微油点火改造为主。基建机组选用等离子装置较为经济，在役机组选用气化微油点火装置较为经济，但是两者经济效益均非常显著[6]，各厂可根据炉型、煤质情况，选择改造方式。

(2)低氮燃烧器改造。低氮燃烧技术投资少、见效快，在新建机组和在役机组中得到了广泛应用。目前，采用先进的低氮燃烧技术，能够把NOx排放水平稳定地控制在300 mg/m3以下，锅炉运行状态好、挥发份高时可望控制在200 mg/m3以下；燃烧贫煤锅炉能够把NOx排放水平稳定地控制在300～500 mg/m3以下[7]。从实际统计数据上看，环保效果比较明显，有效地缓解了SCR(Selective Catalytic Reduction)的运行压力。

(3)引风机变频改造。在中低负荷段节电效果明显，除此之外，运用变频的优势还有：有利于进行炉膛负压的精确控制，有利于减少风机的磨损，有利于减少引风机出现喘振的几率等[8]。

(4)空预器密封改造。空预器的密封改造分为刚性密封和柔性密封，刚性密封的缺点是日常维护工作量较大，同时，改造量也较大。柔性密封的特点是日常维护量较小，抗腐蚀性强，一般改造后漏风率均可控制在6%以内，一个大修期内能控制在7%以内，如工艺较好且运行良好的情况下，可控制在6%以内[9]，所以，目前多数电厂选择柔性密封改造。

(5)汽动引风机改造。宜采用凝汽式小汽轮机方案，静叶调节，虽然初期投入成本较大，但电厂的售电收入将增加，且风机实现变速运行后低负荷运行效率将大大提高，机组的经济效益和节能效益显著[10]。

(6)磨煤机动态分离器改造。该技术在HP、MPS型中速磨煤机中应用比较广泛，其对磨煤机提高性能、改善锅炉燃烧、降低飞灰含碳量等方面效果明显，并且在提高等离子无油点火、微油点火性能方面作用显著。

4 结语

目前，技术监督工作要从强化管理、设备治理、系统优化上下功夫，在开展好常规监督项目的同时，各厂还应根据机组的实际情况完善优化措施、制定节能目标。应多关注设备的日常维护，多重视设备治理后相关运行策略、维护方式的优化。

随着各电力企业对节能工作的重视，做好机组运行参数优化、提升环保指标已经成为各电厂下一步工作的主要方向。节能改造也从传统的单设备改造渐渐发展到全系统优化设计改造，如：锅炉辅机单列配置设计，目前该设计已经在国电布连电厂得到了应用，在机组初期投资和检修费用上较双列布置设计都有明显的优势。但是，我们也看到汽动引风机改造系统复杂、小汽机缸效低等问题，与风机单列化发展趋势相背[10]。所以，各厂在锅炉节能改造方面，应因地制宜，充分论证，选择适合本厂实际情况同时兼顾环保要求的方案。

[1]胡青波.电力技术监督现状与发展的思考[J].天津电力技术，2004(1)：1-3.

[2]张学宏.国华电力技术监督管理创新与实践[J].电力技术，2009(12)：15-17.

[3]国家发展改革委员会.DL/T1052-2007:节能技术监督导则[S].

[4]何育生，孙和泰，徐钢,等.2012年度江苏电网并网机组发电设备可靠性分析[J].华东电力，2013，41(6)：1382-1385.

[5]薛峰，马括，陈洪君,等.电厂锅炉最佳氧量的研究[J].节能技术，2013，31(1)：89-91.

[6]付林，张顺剑.等离子点火和微油点火稳燃技术在神华国华公司发电厂的选用比较[C].全国火电600 MW机组技术协作会第十三届年会论文集，2009：172-176.

[7]孙绍增，秦裕琨，许焕焕.因地制宜制定适合国情的NOx排放标准[J].中国电力企业管理，2011(9)：28-29.

[8]余瑞锋，黄飞，杨清华,等.高压变频技术在电厂锅炉引风机节能控制中的应用[C].低碳陕西学术讨论会论文集，2010：76-81.

[9]沈伟军.回转式空预器密封技术的演变[C].第八届长三角电机、电力科技分论坛论文集，2011：213-215.

[10]陈鑫，冯伟忠.汽动引风机能效分析及探讨[J].华东电力，2013，41(5)：1110-1112.

AnalysisofExistingTypicalProblemsonBoilerEnergySavingTechnologySupervisioninThermalPowerPlant

LIChao-bing,ZHANGHai-chao

(GuodianScienceandTechnologyResearchInstitute，Nanjing210031,China)

This paper is concerned with the problems of boiler energy saving technology supervision throughout 40 thermal power plants across the country, from 300 MW units to 1 000 MW units. First the problems are categorized and summarized during the supervision process. Then the current situation of boiler energy saving supervision work is analyzed from aspects of network management,technical modification effects and so on. Finally, the treatment measures are provided for common problems.

fossil-fueled power plant;technology supervision;boiler energy saving;technical modification

2013-10-10修订稿日期2014-02-17

李朝兵(1979～)，男，本科，工程师，主要从事电站锅炉调试、技术监督及性能试验工作。

TM611

A

1002-6339 (2014) 06-0568-03