电厂锅炉设备的检修与改造问题分析

电厂锅炉设备的检修与改造问题分析

党建

山西大唐国际神头发电有限责任公司山西省朔州市  036002

摘要：随着我国社会经济水平的不断提升，各行各业对电量的需求也日益增加，相随电厂的产能任务也随之加重。电厂只有保障机组安全、平稳、可靠的运行才能按要求和计划完成产能供应任务。锅炉作为电厂不可缺少的重要设施，如若出现损坏或故障，必将对整个发电系统带来不可逆的影响，甚至会造成机组非计划停运。

关键词：电厂锅炉；检修；改造；措施

引言

在我国社会经济发展水平逐步提升的背景下，电力行业也获得非常大的进步，能源消耗量也随之逐步提升。锅炉整体质量及运行状态均会对电厂运行与发展带来直接性影响。电厂内安装的大量锅炉虽然能够满足生产生活所需求的电能，但是大量电能需求也会大大增加电厂设备运行负荷，一旦设备出现故障问题则会导致锅炉停运，为此需要尽可能维护电厂锅炉设备运行安全稳定性和可靠性，全面提升电厂的发电效率和可持续性。

1锅炉检修原因

在进行火力发电的过程中，由于工作时间过长，锅炉比较容易产生一些影响锅炉正常运转的积累物和设备的磨损、老化。所以，为了锅炉运行得更加顺畅，必须要对锅炉定期进行检修，才能及时发现问题，对于发现的问题及时进行处理维修，方可确保火力发电厂锅炉能够持续稳定的运行。如果锅炉出现问题不能正常运转，就会使得锅炉燃料不能够充分燃烧，从而使得整个燃烧过程产生大量的煤烟污染，导致锅炉内壁产生更加严重的积碳现象和结焦情况，出现安全隐患问题。因此，火力发电厂为了确保电厂能够稳定运行，避免设备损耗加大生产成本以及提升电厂的经济效益，火力发电厂需要定期性地开展一些不同等级的检修活动，并且需要对有问题的锅炉设备进行及时检修和杂物清理，从而确保机组正常稳定生产和作业人员的生命安全。

2提高锅炉运行效率的常见方法

2.1开展化学清洗

关注锅炉结垢情况十分重要，需要及时、合理的开展化学酸洗工作，锅炉为220t/h、高压、自然循环、固态排渣汽包炉。电厂择机对省煤器、水冷壁及其上下集箱、汽包及其相连的管道进行化学清洗，历时24小时。对于监视管而言，监视管为水冷壁管段。酸洗完成后，经检查，内壁附着物清洗干净，洗垢率达95%方可合格，内表面有致密保护膜，无二次浮锈、无粗结晶等过洗现象。对于汽包而言，内壁附着物清洗干净，金属表面有一层良好的钝化保护膜。汽包、监视管和清洗槽内各装有测定腐蚀速率的腐蚀指示片，腐蚀指示片表面无点蚀及粗结晶等过洗现象。

2.2降低排烟热损失

排烟热损失中主要的影响因素为排烟温度和排烟量。对于排烟温度而言，一般排烟温度每提高15℃，排烟热损失就会提升约1%。得益于电厂燃料质量的提升，煤质中含硫量近年来逐年降低，排烟温度也随之适当降低。对于排烟量而言，炉膛出口过量空气系数、烟道各处漏风量、煤气所含水分都会对其造成影响。电力企业须借助大修机会，对出现漏风的烟道进行修复或更换，从而有效减少漏烟量。同时，根据国内电力企业技术改造的成功经验，低氧燃烧、添加尾部受热面的方法同样也可高效的减少锅炉热损失。

2.3提高锅炉智能化水平

120MW超高温亚临界煤气发电机组在智能化水平上有了较大的提升。以ICOS智能燃烧优化系统为例：采用人工智能神经网络、遗传寻优算法等数据分析技术，对电厂燃烧调整试验数据、锅炉燃烧数值模拟数据进行分析，得出满足特定锅炉在不同工况下的较佳燃烧控制设定值（风煤比、一二次风压、燃烧器火嘴风量、排烟氧量），实现锅炉燃烧的智能调节，排除人为干预的不专业性。通过ICOS智能燃烧优化系统配风优化实现降低NOx并提升锅炉效率。系统通过分析各种煤气情况下各燃烧器的燃烧特性，如NOx的生成量、CO的生成量以及煤粉的未燃烬率等，为每个燃烧器喷口确定最佳的风量，能保证NOx降低20%的基础上，锅炉燃烧不恶化，锅炉效不降低或保证NOx降低10%的基础上，锅炉效率提升0.3%到0.7%。

3发电厂锅炉燃烧器改造措施

3.1燃料特性的分析

锅炉实际燃用煤质属于高热值、高挥发性、低灰分的优质烟煤，燃料着火和燃尽特性均较好。因此，在燃料适应性方面应适当延长煤粉颗粒的着火距离，控制燃烧器出口区域的温度水平。从目前锅炉的结焦情况可知，上层燃烧器出口区域的温度水平较高，对应的结焦较为严重，最下层燃烧器喷口区域的温度水平较低，结焦情况较轻。因此，燃烧器出口区域的温度在目前的实际煤质情况下是对结焦有促进作用的，应予以反向消减。

3.2燃烧器结构分析

根据实际的燃料特性可知，锅炉实际燃用煤质特性较好，因此，燃烧器目前设计的水平浓度分离助燃措施会强化燃烧器出口区域的着火速度，在一定程度上提高燃烧器出口的温度。从目前情况来看，下层燃烧器出口的温度较低，可以沿用浓淡分离技术措施，上层燃烧器出口区域温度水平较高，可以考虑取消或部分削弱浓淡分离效果，降低上层燃烧器出口区域的温度水平。

3.3燃烧器角度设计

从锅炉实际燃烧效果来看，燃烧器喷口区域的火焰波动情况较为明显，高温火焰会向一、二风之间的区域压迫，使得区域有高温燃烧的焦炭颗粒回流回来，从而在燃烧器区域的浇注料上沉积，日久天长造成结焦情况的加剧。根据早期的锅炉冷态空气动力场试验结果可知，锅炉设计的切圆结构相对较好，可将锅炉炉膛的假想切圆控制在炉膛中心区域，但实际的火焰情况可能存在一定的变化，因此，有必要对目前状态下的锅炉冷态空气动力场特性重新进行试验测试，全面评估锅炉炉膛空气动力场特性。首先，建议针对某台锅炉进行冷态空气动力场试验，得到在目前实际燃烧情况下锅炉炉膛内部的各气流的配合特性、实际切圆特性等基础数据和流向趋势；其次，对目前的实际燃料特性进行综合评估，对其着火特性、燃尽特性、结渣特性等进行全面评估，结合锅炉实际结焦特性，对锅炉炉膛局部区域的燃烧特性进行理论重构；再次，利用数值计算的方法对锅炉炉膛内部的燃烧情况进行模拟分析，并与实际运行的情况相互对照，待获得了较为准确的模拟结果后将模拟的基本参数固化，并逐步进行适配型燃烧器的结构改进设计，最终，根据各项研究的结果，确定合理的燃烧器结构型式，并予以实施。

4锅炉自动化控制程度提升

锅炉目前的各项参数控制基本依靠运行人员手动控制和监控盘上进行气动、电动调控，得益于锅炉运行负荷稳定，现阶段的控制方式仍可满足现场生产的需要。但对比电站锅炉的自动化控制程度，仍有许多方面需要优化。如：制粉系统出力与加载力、风门开度自动控制，锅炉出力与燃料量、蒸汽量、汽包压力等之间的自动控制，锅炉蒸汽温度与减温水自动控制，锅炉运行氧量与风机风门开度自动控制等。上述自动控制的基本理论是非常成熟的，但由于本项目锅炉的使用场景，仍需对相应的控制逻辑进行优化设计，使其与锅炉实际的运行需求更加匹配。鉴于此，建议委托或邀请有电站锅炉自动控制经验的单位或者机构对现有控制系统进行全面升级改造，提升机组整体的协调控制水平。

结语

锅炉的检修维护评估系统设计项目具备工作量大、工作复杂、设备机构多样、检修工艺要求严格和多样、工作阶段时间跨度较长等特点。因此，项目的工作结构分解层级较多，分解较为细致。锅炉状态检修评估的分解方法主要有类比法、自上而下法、自下而上法等。项目主要采用自上而下的常规分解方法，从大项任务开始分解，逐步细化。

参考文献

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