探析超临界、超超临界机组运行安全性、可靠性

探析超临界、超超临界机组运行安全性、可靠性

颉红亮

颉红亮

深能合和电力（河源）有限公司广东河源517000

摘要：随着近几十年国家的快速发展，超临界和超超临界发电机组目前已经成为我国火力发电的主力机组，它的运行安全性、可靠性以及经济性等都对火电发电企业有着重大影响。对影响其运行安全性和可靠性指标的原因进行归类、总结和分析。结果表明，制造质量不良、施工安装质量不良、设备老化、检修质量不良是影响机组主设备运行安全、可靠性的主要原因，尤以制造质量不良为主；漏粉、漏水、漏汽、机械磨损、堵塞、断裂、振动、冲蚀、开焊等是影响机组辅助设备运行安全、可靠性的主要原因。

关键词：超临界和超超临界；安全性；可靠性；运行

1.超临界和超超临界机组的发展概况

超临界和超超临界机组（一般指汽压大于24Mpa与汽温大于593℃或汽压大于27.5Mpa与汽温大于580℃的机组）作为当前燃煤电厂先进可靠的发电设备，是火电厂热力系统从低压—中压—高压—超高压—亚临界的发展升级。超临界机组发电净效率可达45%左右，与增压流化床联合循环发电技术（PFBC）和整体煤气化联合循环发电技术（IGCC）相当，超临界机组具有良好的负荷调节特性，在部分负荷下仍能保持较高的效率，并且超临界机组在扩大容量、基建投资和发电成本方面要比IGCC和PFBC优越。因此工业发达国家非常重视发展超临界和超超临界机组。

美国于1957年投运第一台125MW超临界机组，美国超临界机组单机双轴最大容量达1300MW，其中单机容量大于500MW的占70%以上。原苏联于1963年投入第一台300MW超临界机组运行，现300MW以上机组全部采用超临界参数，且单机双轴最大容量为1200MW。日本于1967年从美国引进第一台超临界600MW机组，然后采用引进、仿制、再创造的技术路线，并自行开发了能带中间负荷、直流滑压运行的超临界锅炉。日本的超临界机组大多为600~1000MW。德国、丹麦、英国等都是发展超临界机组较好的国家。

我国先后从美国、俄罗斯等国引进一批超临界机组。第一座超临界机组电厂2×600MW机组在上海石洞口二厂于1992年建成，以后又陆续建成了南京2×300MW、营口2×300MW、盘山2×500MW、伊敏2×500MW和绥中2×800MW等超临界机组电厂。这些机组的安装、调试及运行对我国研究、设计、制造和管理超临界机组都有极大的帮助。

2.影响超临界和超超临界机组安全性、可靠性的主要问题及分析

2.1影响超临界和超超临界机组安全可靠性的主要因素及分析

表1是2009年—2011年是引发非计划停运的比重统计结果，表2是影响机组非计划停运的前三位因素比重统计结果。由表1可以反映出三大主机引起机组非计划停运占比排序为锅炉、汽轮机、发电机。由表2可以反映出影响三大主机非计划停运的主要因素，2009年、2010年为制造质量不良、施工安装质量不良、设备老化，而2011年为制造质量不良、检修质量不良、施工安装质量不良。从影响三大主机非计划停运的主要因素的排序及变化，可以看到制造质量不良仍然是影响可靠性的主要因素，另外从2011年检修质量不良上升为影响三大主机非计划停运的第二大因素，施工安装质量不良下降为第三大因素的变化反映出发电企业的施工安装质量管理水平在不断提高，检修质量由于目前基本采用外委检修维护的模式，由于监督和管理不到位，造成检修质量下降。

表12009年—2011年三大主机引发非计划停运的比重统计结果

2.2影响超临界和超超临界机组主要辅机运行安全可靠性的因素及分析

（1）影响磨煤机非计划停运的主要因素及分析

引起磨煤机非计划停运的主要原因和排序为：漏粉、更新（更换）、磨损、堵塞、断裂、振动大等，其中漏粉是其停运的主要原因。造成磨煤机、非计划停运的主要责任原因为产品质量不良、燃料影响、检修质量不良。

（2）影响给水泵非计划停运的主要因素及分析

影响给水泵组非计划停运的首要原因是漏水，主要部件是液力耦合器勺管控制元件，主要责任原因是产品质量不良、检修质量不良。

（3）影响送风机非计划停运的主要因素及分析

影响送风机非计划停运的首要技术原因是部件裂纹，主要部件是定子线棒、空心导线及电动机轴承等，主要责任原因是产品质量不良、施工安装质量不良、检修质量不良。从近年来的运行情况看，造成送风机非计划停运的主要技术原因除部件裂纹外，还有断裂、温度高、烧损等。

（4）影响引风机非计划停运的主要因素及分析

近年来，影响引风机非计划停运的首要技术原因是部件裂纹，主要部件是静叶调节轴流引风机本体动叶片，主要责任是产品质量不良、施工安装质量不良、检修质量不良。从近年来的运行情况看，造成引风机非计划停运的主要技术原因除部件裂纹外，还有振动大、磨损、断裂、温度高等。

3.关于提高超临界和超超临界机组运行安全可靠性的措施

3.1加强对锅炉管高温蒸汽氧化问题的综合治理

影响氧化皮生长和剥落的因素很多，综合防治氧化皮大面积剥落和堆积堵塞需从设计制造、启炉、运行、停炉、检修等各个环节采取综合治理控制措施，以便控制氧化皮生长速度和剥落方式。

（1）设计制造商采用更加耐氧化的材料；

（2）采用给水加氧的电厂，必须严格控制加氧量；

（3）机组启动各阶段，凝水、给水、炉水品质必须严格执行相关标准；

（4）锅炉上水时，必须严格控制上水速率；升温升压时，按照锅炉厂家提供的升温升压速率执行；

（5）使用减温水时，须均匀投退，绝对不可大起大落；

（6）运行中，加强燃烧调整，加大各受热面壁温监控及考核力度，减少偏烧、杜绝超温；

（7）停炉时，按照锅炉厂家提供的降温降压压速率执行；停炉后，最好闷炉36小时以上再自然通风，不建议强制通风和强制冷却；

（8）强烈建议停炉必检氧化皮。

3.2进一步提高设备制造、安装质量

尽管超临界和超超临界发电设备的制造、安装质量与初期相比有了显著提高，但机组的实际运行数据表明，设备制造、安装质量不良仍然是影响设备安全可靠性等的主要因素之一，发电企业要继续加强对设备制造质量的全过程控制，进一步消除常见性、多发性的设备制造质量问题，从整体上提高关键主辅机设备的本质安全性。尤其是要加强锅炉联箱、受热面管子、汽水管道内的清洁度检查和清理监督工作以及高压阀门质量监督。

3.3重视设备的日常运营维护

受火力发电总体经营形势的影响，许多火电厂的燃料质量难以得到保证，日常维护、检修投入也不能完全保障，加之电厂运营人员流动性较强，一些电厂还采取了外委维护检修的管理模式，使得许多重要设备处于欠维护或不良维护的状态，对其安全可靠运行带来了不利影响，所以各电力企业要充分重视设备的日常运维管理，加强投入，以不断提升主力机组的运行安全可靠性。

3.4正确对待小指标竞赛

当前各大电企，为激励运行员工节能降耗、深度挖潜的积极性，通常会在各运行值进行运行小指标竞赛活动。其实小指标竞赛活动是把双刃剑，一方面，它对提高运行员工操作技能、降低供电煤耗有着积极的作用；另一方面，也会带来恶性竞争、拼设备等不良影响，给机组长期运行的安全性、可靠性埋下隐患。因此，管理层应制定完善、公平的小指标竞赛制度，从根源上杜绝不正当竞争，同时各运行值值长应以大局为重，引导本值员工正确对待小指标竞赛。

4.结束语

随着超临界、超超临界机组的广泛应用，其安全性和可靠性都是人们最为关注的问题。所以，我们要不断关注影响其安全稳定性的各类因素，并采取有效措施进行防范。

参考文献：

[1]赵中平，姚珉芳.超级越临界机组开发探讨[J].动力工程，2000（2）.

[2]史进渊，杨宇.超超临界汽轮机技术研究的新进展[J].动力工程，2003（2）.