浅谈电站锅炉故障诊断技术研究进展

刘渤海

【摘 要】电站锅炉设备系统内部结构复杂，设备参数之间具有高度耦合的特点，另外设备处在高温、高压的具体工作环境下，造成电站锅炉设备故障问题频发。本文通过开展锅炉设备防磨防爆问题分析和锅炉设备空预器部分问题诊断分析，积极利用设备内部系统有效提供的各种故障信息，根据多种设备故障诊断措施，确保设备故障问题的准确诊断处理。

【关键词】电站锅炉;故障诊断;技术研究

各类的火力发电机组设备朝着具有高参数、大容量特点的方向不断优化。电站锅炉设备系统内部结构十分复杂，同时设备参数之间存在高度耦合特点，设备基本处在高温、高压的具体工作环境下，因此电站锅炉设备故障的出现率十分高，危害性特别巨大，属于各类火电机组里面最不稳定可靠的设备。为能够有效确保各类发电机组设备实现安全可靠的工作运行，就应该开展对电站锅炉设备存在的故障问题诊断实施深入分析研究。故障问题诊断的主要任务是按照设备状态监测过程所获得的各类信息，根据已知的设备结构特性、工作环境条件及实际设备的工作运行历史，对设备可能存在的故障问题开展有效的预报和分析处理，进一步确定故障问题的出现类别、发生原因和产生部位，寻找故障问题发展的未来趋势及具体后果。另外，采取相应的设备控制方式，实现排除或控制故障问题，最终确保设备可以恢复到稳定可靠的运行状态。

1 锅炉设备防磨防爆问题分析

1.1 原因分析

（1） 省煤器部分

省煤器部分作为锅炉设备低温受热接触面，主要缺陷在于存在飞灰磨损情况、机械磨损情况以及管内材料腐蚀情况等，设备尾部的烟道内部烟温一般比较低，由于灰粒较硬导致磨损现象通常比较严重。设备省煤器部分重点检查分析的部位在于靠近炉墙位置的管子构件和弯头构件，内部防磨护铁接口位置、存在磨损松动、脱落情况的管子构件。

（2）水冷壁部分

水冷壁部分的工作环境条件十分恶劣，固态排渣结构煤粉炉设备的水冷壁部分存在的主要问题在于结渣情况以及高温腐蚀情况，同时还存在管子部件磨损、高温材料腐蚀、内部结垢、外壁拉裂、管道鼓包等实际问题。

（3）过热器和再热器部分

设备过热器和再热器的内部结构和布置形式相似，上述两部分出现的主要问题在于设备受热面存在高温积灰与腐蚀情况，同时还存在管子磨损情况和设备管道蠕变情况等问题。设备过热器和再热器部分的关键检查部位基本包括管排膨胀过程受阻的具体位置、管卡存在烧损变形的具体位置，设备运行过程中存在超温记录的对应部位等。

1.2 锅炉设备防磨防爆方式

（1）完善问题源头控制工作

从锅炉设备材料的检查工作和安装工作环节上，有效保证设备本身的防磨防爆特点。高度关注各类锅炉设备采用的原材料质量，和实际安装过程中开展设备组装和焊接等具体工作，进一步保障设备原材料的质量要求和安装操作过程的规范标准性。另外，还要严格控制燃煤的本身质量和燃烧率要求，防止由于燃煤质量出现问题导致设备内部管壁磨损情况严重。

（2）制定有效的设备防磨防腐措施

为了能够充分保证锅炉设备的使用周期和服役程度，在通常情况下，大力采用各类新科学技术和新工艺流程。比如，采取防磨护板等设施的有效设置和细致处理设备省煤器本身穿墙处位置与靠墙位置等地方，同时实施对管子附属的防磨盖板设施开展补充和完善工作，提升增强防磨效果。在设备燃烧区域范围内，水冷壁管部分尤其是焊口处位置，由于高温腐蚀情况十分严重，通常情况下选取20G牌号的无缝管，还能够采取先进的超音速喷涂设备防腐材料，实施处理对应的外表面，进一步提升避免高温腐蚀的可能，降低焊口处位置出现高温腐蚀的几率。

2 锅炉设备空预器部分问题诊断分析

2.1 锅炉设备空预器部分出现堵塞的主要原因

（1） 机组启停过程

机组设备启停过程容易对内部空预器产生负面影响，导致出现堵塞问题。因为通常每次实施启停机组设备时，锅炉设备基本会排出实际温度保持在70℃左右的烟气，造成空预器设备低温段部分产生由排出烟气里面的硫酸蒸汽成分和水蒸汽成分结成的露水，进一步导致设备内部蓄热元件出现粘连飞尘的情况。另外，锅炉设备进行点火时，因为炉膛通常保持低温条件，锅炉设备飞灰里面的大量煤粉存在没有完全燃尽的情况。为防止空预器设备蓄热元件内部存在大量的各类未燃尽煤粉物质，不断采取空预器设备蒸汽实施吹灰作业，造成低温烟气成分的燃烧过程中，大量的水蒸气成分与空预器设备蓄热元件内部低温段的吹灰蒸汽成分相遇后，发生凝结反应，导致粘连大量设备内部的飞灰物质，促使设备空预器发生严重烟灰堵塞问题。

（2）入炉煤内部硫份高

入炉煤内部硫份比例与空预器设备堵塞问题存在直接影响。由于入炉煤内部硫份比例越高，就会增加空预器设备冷段部分的酸露点数值。如果当酸露点数值超过设备排烟温度时，造成空预器设备冷端蓄热元件位置出现积灰问题和低温腐蚀现象。因此，设备入炉煤内部硫份比例越高，越容易导致空预器设备出现堵塞问题。

（3）工作环境温度低

因为工作环境温度出现过低情况，导致排烟温度没有超过酸露点数值，从而造成设备积灰情况和低温腐蚀问题。通常来说，排烟温度能够采取空预器设备热风再循环工作系统和各类暖风器设施开展加热，从而实现设备排烟温度满足酸露点的具体要求。然而如果工作环境温度出现过低情况，就算采取各类加热方式，加强设备排烟温度，也不能有效满足要求，造成产生积灰情况和堵塞问题。

2.2 锅炉设备空预器部分堵塞问题预防方式

（1）机组设备在实施启动及点火过程中，严格管理入炉煤内部硫份比例，要求保持小于1%。另外，机组设备处于日常工作运行时期，严格要求入炉煤硫份比例不超过1.5%，有效防止烟气中出现三氧化硫成分和二氧化硫成分，从而防止产生硫酸氢铵等危害物质。

（2）严格管理锅炉设备排烟温度情况，满足超过110℃的具体要求，实现空预器设备冷端部分的综合温度符合相应硫份比例要求的实际温度。

（3）如果工作环境温度没有超过0℃、机组设备实际负荷小于350兆瓦、设备内部排烟温度没有超过110℃时，除各类机组设备启动过程时的必要蒸汽投入外，必须立刻停止不断向空预器设备冷端部分投入大量的蒸汽吹灰成分，防止空预器设备蓄热元件位置出现凝结蒸汽情况而造成设备内部产生污垢物質。

（4）按照相关的锅炉设备作业指导书，实施对入炉煤硫份比例开展严格控制，工作环境温度小于10℃时，要求控制实际入炉煤硫份比例不超过1.3%。如果检验结果出现入炉煤硫份比例大于过程指导书的实际规定数值情况，检验工作人员应该对设备当值工作运行人员下达具体的指令，加强暖风器设备热蒸汽的具体生成量，提升锅炉设备的排烟温度。

（5）积极采取暖风器设施用，实现对锅炉设备排烟温度开展有效控制。如果使用暖风器设施后，不能保证实际的排烟温度满足相应的标准要求时，能够采取配合设备内部热风再循环工作系统，达到提升设备排烟温度的目的。

结束语

针对电站锅炉设备这种结构复杂的现代工业系统，因为故障问题的多样性特点和复杂性特点，应该积极利用设备内部系统有效提供的各种故障信息，根据多种设备故障诊断措施，确保设备故障问题的准确诊断处理。

参考文献：

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[2] 王莹. 电站锅炉监督检验与安全保障技术的探讨[J]. 中国标准化，2017，0（2X）.

[3] 张振顶，杨波，刘宏展，顾蕾，李忠. 电站锅炉性能试验数据处理系统研究[J]. 计算机科学与应用，2018，8（03）：233-241.

（作者单位：浙江省特种设备科学研究院）