提高单辅机机组运行的可靠性研究

刘铁成

摘 要：本文针对660MW级机组空预器、送风机、一次风机及汽动给水泵单列布置，从设备运行可靠性方面进行了全面分析，并給出提高单辅机机组运行可靠性的实施方案。

关键词：单辅机;单列布置;双列布置;可靠性

1引言

单辅机机组是指为了简化系统、减少投资及降低厂用电率，汽动给水泵、送风机、空气预热器以及一次风机均采用一台 100%全容量设备的机组。既然一台机组的重要辅机都是单列布置，那么为了保证机组长期安全稳定运行，提高单辅机运行可靠性就至关重要了。中电联2016年发布的近五年200MW及以上容量火电机组主要辅助设备运行可靠性指标如表1所示。从表1中可以看出给水泵、送风机及引风机的运行可靠性已经很高了，但是单列布置会导致机组可靠性有所下降。因此，在机组运行监视及调整方面仍然有很多工作要做。

2.设备单、双列布置可靠性计算

2.1设备单、双列布置图

（1）双列布置图

汽动给水泵、一次风机、送风机、引风机均采用双列布置，按照图1 进行可靠性计算。双列布置图如图1 所示。

（2）单列布置图

汽动给水泵、一次风机、送风机采用单列布置，引风机采用双列布置，按照图2 进行可靠性计算。单列布置图如图2 所示。

2.2设备单、双列可靠性概率计算

由表 1的数据可知：

送风机平均可用系数：P=0.99992（非停率为0.008%）

引风机平均可用系数：P=0.99972（非停率为0.028%）

给水泵平均可用系数：P=0.9（非停率为0.1%）

一次风机与空预器无可靠性数据，根据一次风机和空预器设备本体的可靠性较好，通常其可靠性指标可以达到 98%以上，本文设定一次风机与空预器的可靠性指标为：

一次风机平均可用系数：P=0.9997（非停率为0.03%）

空预器平均可用系数：P=0.99（非停率为1%）

（1）设备双列运行可靠性计算

双列运行可靠性概率为P（S），设备双列可靠性概率：

P（S）=（（P（K1）+P（K2）-P（K1）P（K2））×（（P（P1）+P（P2）-P（P1）P（P2））×（（P（F1）+P（F2）-P（F1）P（F2））×（（P（A1）+P（A2）-P（A1）P（A2））×（（P（I1）+P（I2）-P（I1）P（I2））=（0.9+0.9-0.9×

0.9）×（0.9997+0.9997-0.9997×0.9997）×（0.99992+0.99992-0.99992×0.99992）×（0.99+0.99-0.99×0.99）×（0.99972+0.99972-0.99972×0.99972）=0.99×0.99999991×0.9999999936×0.9999999216×0.9999=0.989900827

（2）设备单列运行可靠性计算

单列运行可靠性概率为P（D），设备单列可靠性概率：

P（S）=P（K）×（P（P）×（P（F）×（P（A）×（（P（I1）+P（I2）-P（I1）P（I2））=0.9×0.9997×0.99992×0.99×（0.99972+0.99972-0.99972×0.99972）=0.891

（3）单列和双列布置可靠性比较

双列布置：当单侧送风机或引风机跳闸时，对应侧的引风机或送风机联锁跳闸，机组RB动作自动减负荷至50%额定负荷，另一侧送引风机自动调整以维持炉膛的负压及风量。当单侧一次风机停机时，机组也将RB动作自动减负荷至50%额定负荷。

单列布置：当送风机、一次风机、空预器、给水泵中任意一台设备跳闸都将触发锅炉MFT保护动作，机组解列。根据以上设备单双列布置可靠性概率计算可知，机组的可靠性明显下降。一次风机、送风机和空预器的快速减负荷功能（简称RB）丧失，仅保留引风机和磨煤机跳闸RB功能。由于缺少官方公布的空预器可靠性数据，所以未计算空预器对机组可靠度的影响。据对运行电厂了解，空预器设备本体的可靠性也较好，能达到98%以上。

总之，机组单列辅机对机组运行的可靠性比双列辅机有较大的下降。下降的可靠性要依靠对DCS加强监视，就地加强巡检及运行操作精心调整来进行弥补，同时，在异常处理的过程中，也要考虑的全面周到，防止事故的扩大和蔓延。

3提高单辅机机组运行可靠性的方案

为了保证辅机单列布置机组能够长周期安全稳定运行，需要从以下几个方面来着手提高单辅机的可靠性。

3.1加强单辅机设备DCS画面参数监视

机组正常运行期间，必须保证每半小时对单辅机画面参数检查一次，半小时间隔内，必须监视好单辅机重要参数曲线，发现异常及时汇报，同时，分析并查找原因，消除产生的异常，防止事故恶化。加强软硬光字报警监视，及时确认报警内容并对其复位。

需要监视的重要参数如下：

汽动给水泵组：汽泵密封水差压、温升;汽泵、汽前泵密封水回水温度;汽前泵、汽泵及小机各轴承振动、温度;小机润滑油压、油温、油位;小机轴向位移;小机真空;小机轴封压力、温度;小机排汽温度;小机凝汽器液位。

一次风机及送风机：电机电流及定子线圈温度;风机及电机轴承振动、温度;润滑油及液压油箱油位、油温、油压。

空预器：空预器电流及转速;空预器支持轴承及导向轴承温度;烟气温度及出入口差压。

3.2加强单辅机设备就地巡检

每班对单辅机设备至少认真巡检两次，按照就地巡检表、巡检本填写要求填写巡检数据并同之前的数据进行对比，发现异常及时汇报。同时，要对单辅机设备存在的缺陷加强关注，查看缺陷是否有扩大趋势，发现有扩大趋势影响设备安全运行时，及时通知点检商讨方案并处理。

巡检项目如下：

汽动给水泵组：汽泵周围清潔无杂物，无汽、水、油等泄漏;汽泵密封水最大泄漏量不大于 15 滴/min;冷再、辅汽至小机供汽管道疏水器投入，管道无振动;就地测量汽泵及汽前泵推力轴承温度;小机油净化真空箱油温1/2，系统无跑油。

一次风机及送风机：风机、电机无异音;各处无漏风、漏水、漏油现象;风机动叶连杆连接无松动;各轴承观察窗油位无异常。

空预器：空预器内部无摩擦、碰撞等异常声音;各人孔、检查孔无漏风、冒灰、抽空气等情况;空预器电缆温度小于50℃;空预器无火灾报警。

3.3涉及单辅机设备操作加强监护等级

所有涉及单辅机设备系统DCS操作时，必须提前汇报，并提高监护等级。操作过程中，严格执行操作票有疑问及时停止操作，弄清楚疑问后方可继续操作。对于涉及单辅机的调整性操作或单一阀门操作等不需要操作票的工作，必须两人进行，操作较熟悉的人员进行监护，同时征得机组负责人的同意。

3.4 重点监督单辅机设备油站油质

机组正常运行的过程中，应重点监督小机及汽动给水泵组、送风机、一次风机等油站油质，并对油站油质进行定期化验。油质劣化时认真分析原因并采取措施，设法消除，防止油质不良导致单辅机设备被迫停运，造成机组非停。

加强对小机油净化运行情况进行监视，小机油净化因故障退出运行后，及时联系检修进行故障处理，不得长时间退出运行。同时加强对小机轴封压力和汽泵密封水压力进行监视，压力过高时及时调整，防止因压力过高导致油中进水，造成油质恶化。

4 总结

从中电联2016年发布的近五年200MW及以上容量火电机组主要辅助设备运行可靠性指标中可以看出，设备的非停率在逐渐减小，送风机、引风机的非停率在2016年已经降低为0%，说明设备的可靠性已经越来越高，几乎达到了顶峰，没有了进步的余地。但单、双列布置仍然有很大的区别，就像是很多辅机设备一用一备，有着冗余设置一样，双列布置的机组运行的可靠性明显高于单列布置。本文已经对辅机单、双列布置机组可靠性概率进行了计算，结果一目了然，单辅机设备运行可靠性明显下降，且机组单辅机设备布置越多，机组可靠性下降越多。虽然牺牲了机组的可靠性，但是从机组建成造价、运行效率和节能方面却是贡献突出。首先，在机组建成造价方面，根据各制造厂提供的设备报价，机组辅机单列布置合计可以降低设备造价1008～1350万元左右，同时可节省烟风挡板约51万元左右，电气部分节省约33万元，共计每台炉可以节省造价约1092～1434万元左右的初投资。其次，在单辅机运行效率方面，在机组满负荷工况运行时，单列风机比双列风机的效率略有提高，但在经济负荷工况下运行时，单列风机运行效率比双列风机效率高3%～4%。再次，从节能方面，由于单辅机运行效率较高，厂用电率大大减小，体现单列辅机在部分负荷下在节能方面的优势。

综上所述，辅机单列布置有如此多的优点，机组运行的可靠性降低这一缺点就显得不那么突出了，而且可以通过运行中精心监视和调整、异常的及时发现和果断处理来克服这一缺点，保证机组能够长期安全稳定运行。

参考文献：

[1]刘鹤忠.锅炉单列辅机配置在600MW级机组运用探讨[J].发电设计，2011，6（3）.

[2]李丽君等.锅炉单列辅机配置对机组运行可靠性研究[J].电站系统工程，2015，5（3）.

[3]660MW超超临界机组集控运行规程.内蒙古大唐国际托克托发电有限责任公司.