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機組頂峰運行對鍋爐設備安全性及經濟性的影響

文檔作者：鄧劍華文檔來源：廣東省電力試驗研究所		點擊數：	更新時間： 2021年06月06日
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第19卷第2期
2006年2爿
廣東電力
GIJANGD0NG ELECTRlC 1R)WER
VO1 19 NO 2
Feb 20()f]
文童編號：1007．290X(20()6)02．0027．04
機組頂峰運行對鍋爐設備安全性及經濟性的影響
鄧劍華
(廣東省電力試驗研究所．廣州510600)
摘要：針對近年火力發電機組長期連續高負荷運行(頂峰運行)，調研廣東省四大發電廠，總結和分析了機組
頂峰運行時鍋爐設備安全性及經濟性的影響，評價機組運行的優化時間和檢修維護的時間，對長期頂峰運行的
火力發電機組提供了科學依據和切合現實的指導作用。
關鍵詞：頂峰運行；鍋爐設備；安全性；經濟性
中圖分類號：TK227 文獻標識碼：B
Influence of peak·load operation of units on safety and economical
efficiency of boiler equipments
DEN0 Jiaft—hua
(Guangdong Power I'est＆ Research lnst．．Ouangzhou 51{)6()()．China)
Abstract：In view of thc long-tel m continuous high-load(peak-load)operation of thermal power generating units over recent
yeans，this paper investigates into four major power plants in Guangdong，China，analyzing the influence of peak-load
operation of units on safety and economical efficiency of boiler equipments，and evaluating the operation optimization time
and maintenance time of units．thus providing reference for thermal power generating units long operating at peak loads．
Key words：peak-load operation；boiler equipment；safety；economical efficiency
近年由于全閏性用電緊缺，特別是廣東省各電
廠火力發電機組長期處于頂峰運行狀態，發電設備
遇到的新問題層出不窮，設備故障率逐年上升。為
了r解機組長期頂峰運行對發電設備安全性及經濟
性的影響，評價機組運行的優化時間和檢修維護的
時間，最近國家電監會南方監管局委托廣東省電力
行業協會組織有關專業人員到黃埔電廠、媽灣電
廠、沙角A電廠、沙角c電廠等四大電廠進行了
專門調研。由于機組頂峰運行對鍋爐設備的影響最
為嚴重和突 ，因此，本文側重于機組頂峰運行對
鍋爐設備安全性及經濟性的影響進行總結和分析。
1 長期頂峰運行對鍋爐安全性的影響
1．1 因鍋爐問題造成停運的統計數據
沙角A 電廠共有3臺200 MW 和2臺3()()
MW 燃煤機組，沙角C電廠共有3臺600 MW 燃
收稿日期：2oo5．04．13
煤機組，媽灣電廠共有6臺3ooMW 燃煤機組，黃
埔電廠有2臺3f)()Mw 燃煤機組和4臺I25 MW
燃油機組。以上四大電廠總裝機容量為600 Mw。
2【)【】2—2004年，四大電廠每角機組年平均運
行時間分別為7 346 h，7 559 h，8 029 h；利用時
間分別為6()6()h，6 521 h，7 216 h，機組年運行
小時數和利用小時數逐年 著增加。
2002年、2()()3年、2004年四大電廠機組非 ‘
劃停運次數分別為7次、8次、13次，而因鍋爐問
題造成停運次數分別為4次、5次、9次，其中因
鍋爐四管爆漏造成停運次數分別為3次、4次、7
次，見表1。2()()2年開始， 鍋爐逐漸連續高峰運
行，由于鍋爐沒備的安全性通常滯后一年左右，到
2()()4年尤為明顯。從表1數據分析看到，機組年
運行小時數越多，因鍋爐設備問題造成停運次數就
越多．．且因“舊管”爆漏占了鍋爐設備問題造成停
運次數的75％～78％。加強預防“網管”爆漏是
保證鍋爐安全運行的首要仟務。
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第19卷
表1 四大電廠運行情況統計表
1．2 缺乏檢修加劇鍋爐設備老化和損壞
鍋爐長期頂峰運行，沒有充裕的時間安排計劃
檢修。在狀態檢修還沒有條件實施的情況下，減少
計劃檢修次數或縮短檢修時問，對設備維護T作小
利，嚴重影響設備的安全運行和使用壽命，加劇沒
備老化和損壞。在負荷緊張時，停機或降負荷消缺
工作受到較大限制，造成設備長期帶病運行，導致
缺陷積累和擴大，若不及時進行維護消缺，一段時
間后問題集中爆發，故障頻繁發生的可能I}牛很大。
尤其是對于投入運行時間較長的老機組影響更為突
出，如黃埔發電廠的非汁劃停運次數近三年分別為
5次、1 5次、27次。
1．3 造成受熱面結焦、過熱、腐蝕、磨損甚至爆
漏的發生
由于長時問頂峰運行，燃煤量大，而煤源緊張
使煤質難以保證，部分煤質的灰熔點低，容易造成
受熱面管子大面積結焦，進而使局部受熱面管子熱
負荷增人，這部分管子就很可能m現局部過熱，超
溫、腐蝕、疲勞、變形、磨損、掉硬焦砸傷水冷壁
造成爆管的故障大增。
沙角A電廠3號鍋爐在2004年1月小修后，
幾乎長期處于滿負荷運行狀態，至F半年，高再管
壁溫度測點異常偏高，2005年1月檢查發現對流
過熱器前部結焦極為嚴重，機組 此fl1i停運進行小
修。對高壓加熱器管壁進行檢查評估時，發現有
4()根內壁氧化膜厚度達到0．6 mm，爐頂部分管子
的抗拉強度已低于判斷報廢標準，過熱器、再熱
器、水冷壁凼磨損及過熱共更換了200多根。
另外 煤質差，灰量大，加劇受熱面的灰磨
損。如黃埔電廠5號、6號鍋爐省煤器存在灰磨損
減薄，以至于耍更換部分省煤器管。
沙角C電廠3號鍋爐最近兩次爆管都是兇為
機組沒有得到及時檢修，過熱器管【六I磨損和冷灰斗
冷卻水管過度熱張力使管子斷裂造成爆管而停爐。
1．4 對燃燒器的影響
鍋爐長時間高負荷運行，會導斂燃燒器燒損和
變形，影響爐膛燃燒動力特性，如燃燒中心的偏斜
易造成燃燒器附近的水冷壁結焦、磨損、過熱和高
溫腐蝕、以及鍋爐左右兩側炯溫產生偏差。沙角A
電廠1弓 、3號’、5號鍋爐在小修檢查中，均發現
噴燃器 、二次風LJ和油槍有不同程度的燒損。黃
埔電廠5號、6號鍋爐燃燒器卜方水冷壁管存在高
溫腐蝕，特別是鍋爐左側水冷擘管腐蝕減薄比較
嚴重。
1．5 對磨煤機的影響
由于磨煤機運行時間大增，加【 煤種變化大，
需摻燒不同煤種，使給煤機和磨煤機故障率升高，
如減速機、磨環、磨輥、液壓缸等經常故障，更換
的部件逐年增加。每臺磨煤機大修時間間隔延長，
人修周期縮短，磨煤機備品數量消耗增加一倍，磨
煤機帶病運行的情況訂益普遍，直接影響其各個部
件的壽命，從而威脅到機組的安全運行。
黃埔電廠5號、6號鍋爐鋼球磨煤機兩個維修
周期就要更換鋼瓦，原鋼球磨損消耗嚴重，只好改
用高鉻鋼球，每年每白鍋爐要添加1O0 t左右的鋼
球。沙角c電廠在摻燒印 煤時，各磨煤機石子
煤m【lI處均能看見火星，這說明m現煤的爆燃現
象。在混燒 同煤種時，要監察和控制好磨煤機參
數和混煤的比例，保證磨煤機的安全運行。
1．6 對灰渣系統的影響
灰渣系統長期運行，定期維護I 作無法開展，
灰渣泵故障率大大提高，鍋爐跌焦經常造成撈渣機
堵塞，需降低負荷進行人工排渣。
沙角C電廠的機組由于連續高負荷運行，每
天沒有低負荷掉焦的機會，使受熱面結焦越來越
多，當幾天后降低負荷集中掉焦時經常造成撈渣機
堵塞，2004年全廠組織人T打焦和人T 渣超過
1 5()臺次。沙角八電廠鍋爐跌大焦時經常造成撈漁
機跳機的現象。灰渣泵凋 }ijiI的磨損速度加快，更
換頻繁，從以往每1()個月更換一次，到現在每3
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第2期 鄧劍 ：機組頂峰運行對鍋爐設備安全性及經濟性的影響
個月就需更換一次，其磨損速度加快的原因一方面
是煤種變化人，使爐渣的濃度增大， 另一方面因要
保持撈渣機?·定的壓力，加大了節流，從而導致調
節『】磨損加劇。媽灣電廠南于撈渣機是進El設備，
采用的是液壓傳動，設備精密，當鍋爐跌大焦時，
容易造成撈渣機跳機，另外長期運行油質變差時也
會導致撈渣機跳機。
1．7 對三大風機的影響
長期頂峰運行，送風機、引Jxt#；t和一次肛l機淵
性能變差，葉片磨損嚴重，噪音增大，如風機軸
溫高， 利用調峰停運處理，但兇為頂峰必須帶缺
陷運行，影響三大風機的安全運行。當燃燒差煤
時，引風機 力不足，不能滿負荷運行。
如沙角A電廠由于小修時問縮短， 人風機
無法往小修期內送去廠家進行修理更換，造成 l機
帶病運行，容易 現故障，特別是 煤種變化大
時，送風機的動葉動作的頻繁導敏風機液壓調節裝
置的轉動件、磨損件壽命縮短。如在2【)()4年8月，
1號鍋爐B送風機液壓調節裝置連桿(即小軸)斷裂
造成B送風機停運。沙角C電廠引風機本身設計
余量偏小，當煤質差時，引風機開度達到90％，
基本達到引風機的最大 力，從而限制了鍋爐負倚
和差煤摻燒的比例或數量，特別是在3號鍋爐引風
機上反映最明顯。媽灣電廠也存在著引風機設計余
量偏小，當煤質變差時，造成空氣預熱器堵塞，煙
道阻力增加，導致引風機H{力的 足和存在失速現
象，從而不能帶滿負荷運行。
1．8 對其它附屬設備的影響
輔助設備長期滿負荷運行，而使得一些小缺陷
無法及時處理，只能帶病運行。如輔機冷卻水溫
高、電機溫度高等，加上南于燃煤緊張導致燃煤質
量下降，部分煤質指標超 設計值，加劇了對設備
的磨損和損壞。因此輔助沒備安全運行得不到保
障，吹／火器的檢查T作就難以丌展，增加對受熱面
吹損、吹薄、吹破的次數。
1．9 更加突出設計和安裝質量存在的問題
個別設備設計材質強度不足、容量有限和結構
不合理，材質本身有缺陷，安裝質量上一些焊口存
在裂紋、砂眼和余渣過大等問題，在長期高負荷運
行葉l，使這些問題更加突 。如黃埔電廠3號、4
號鍋爐過熱器彎頭材質強度低，設計采用5Cr8
鋼，經常因過熱超溫爆管，雖然部分換成T91鋼，
f日仍然存在著安全隱患；5號、6號鍋爐水冷壁巾
于材質和安裝都存在問題，個別焊『I余渣過火，造
成流量不良而爆管。媽灣電廠1弓·、2號鍋爐過熱
器設計受熱面偏少，使過熱汽溫偏低，為提高過熱
汽溫，義使后面的再熱器超溫，金屬 溫比 常值
高了25~30℃ ，長時間頂峰運行容易造成冉熱器
超溫爆管，近i年四管爆漏全足再熱器爆管。
2 對鍋爐設備經濟件的影響
a)近年來，隨著社會用電量的大增，機組頂
峰運行時問逐年延長， 鍋爐設備問題造成非計劃
停機次數明顯增加，造成在用電高峰期少發電，影
響電廠經濟效益同時更加影響社會效益。
b)高負荷運行易造成過熱器、再熱器管壁超
溫，為了防止金屬管壁超溫，增加投入減溫水，以
降低主、再熱汽溫的參數，主、冉熱汽溫達不到額
定參數的要求，影響蒸汽的品質；另外減溫器定期
維護次數減少，調節性能變差，共至ff{現失靈現
象，影響蒸汽的品質；使機組經濟性卜降。
c)長期滿負荷運行，需煤量大增，rf1于煤源
緊張，煤質變化大，使鍋爐燃燒不穩定，煤粉細度
增大和均勻性變差， 灰可燃物偏高，排煙溫度增
高，鍋爐熱效率降低。如果人小修得小到保障或推
遲，受熱而的結焦和積灰不能定期清除，排煙溫度
逐漸升高，進一步降低鍋爐熱效率。2003年黃埔
電廠5弓 、6號鍋爐熱效率為91％ ～92％ ，因沒有
大修，20O4年5號、6號鍋爐熱效率下降到9O％
～ 91％ 。隨著運行時間的增加而缺乏檢修，2004
年沙角c電廠3臺鍋爐空氣預熱器修 后的排煙
溫度每月均呈增K趨勢。
d)煤質差往往造成磨煤機¨{力 足，增加磨
煤機的運行時『日J，增加制粉系統的電耗和設備的磨
損，使維護和維修成本增人。
e)長期高負荷運行，空氣預熱器積灰增加，
加大r空氣預熱器嫻側阻力，從而使引風機fII力增
大，當引風機 力不足叫 ，I；艮制了鍋爐滿負荷運
行，發電量減少，且引風機電耗增加。另外，由于
空氣預熱器沒有停爐檢修的機會，宅氣預熱器漏風
率逐漸升高，如黃埔電廠2號、3號、4號鍋爐漏
風率為6％～7％，大修后可降低到3％～4 ；宅
氣預熱器漏風率降低3％，鍋爐效率將降低0．1％
左右。
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廣東電力 第19卷
f)電除塵器故障率升高，降低了除塵效率，
增加環保費用。
g)計劃檢修時I'nJ緊迫，許多廠多白爐同時安
排在春節期間進行，造成外包施T單位難找，成本
提高，檢修質量下降。如沙角A電廠最近春節期
間1號機組小修的外包項目費用提高約5O％，且
檢修人員不足，工期延長。
3 結論和建議
a)為滿足社會用電需求，機組長期頂峰運行，
沒有足夠的時問維護和檢修，許多鍋爐設備帶病運
行，必然對鍋爐設備的安全性及經濟性造成嚴重的
影響。檢修維護次數和時間的減少與機組非計劃停
運次數增加有緊密聯系，其影響將在一段時間后
(通常一年左右) 現 來，而這一時間的長短取決
于機組性能和管理水平。因此，各電廠一定耍根
據自己的實際情況合理安排機組檢修時間和檢修
間隔，且各機組檢修時間應盡量錯開，避免集中
在節假日，以免造成外包施工單位難找、設備到
貨受阻、工期延長、檢修費用增加和影響檢修質
量等。
b)機組年運行小時數越多，L大J鍋爐沒備問題
(上接第17頁)
丁業株式會社正式簽署了SCR技術轉讓協議；浙
江大學能源科技有限公司引進日立的SCR技術，
中標寧海600 MW 機組脫硝項目；清華同方環保
有限公司引進美國福斯特惠勒公司的SCR工藝；
龍源環保公司2004年從德國引進SCR技術；還有
許多公司和國際公司有合作協議，廣東臺山電廠和
國華北京熱電廠等已進行了SCR脫硝的前期可行
性研究或招標工作。
7 結論
SCR脫硝技術具有技術成熟、脫硝效率高的特
點，已經在國外多個國家得到了廣泛的應用。隨著
國家環保標準的日益嚴格，國內現有的脫硝技術越
來越難適應新的環保要求，因此高效的SCR技術在
國內將會得到廣泛的應用。隨著我同經濟實力的增
強，電廠脫硝必將成為繼脫硫后電站環保治理的重
點，國內許多公司也看好這個市場，紛紛展開該領
造成非計劃停運次數就越多，約r!；-4k計劃停運總數
的7(1‘ ，個別機組甚至達到1(1(1％ ，其rf1義以四管
爆漏問題最為突 。因此加強預防p1j管爆漏，是保
證機組安全運行的首要T作。
c)鍋爐連續高負荷運行，造成受熱面結焦嚴
重，最好能保證機組每天有一個低峰缺口以便爐膛
掉焦，以及安排各類定期試驗。
d)由于原煤來源得不到保汪，煤質差，影響
鍋爐運行的安傘性和經濟性，兇此，應加強對煤質
的儉驗，及時進行制粉系統調整和燃燒調整，以適
應各類煤種，保證合適的磨煤機 力、煤粉細度及
煤粉均勻性、燃燒配風、爐膛出IZI溫度、蒸汽溫度
和 力、鍋爐熱效率等。
參考文獻：
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穩定淵研報告LRJ 廣州：廣東肯電力行業協會．2005
[2]沙角A電廠．廣東肯電力行業 研交流材料rR]．東莞：沙角
A 電廠2005．
1 3 1沙角c電廠．我廠機組年利用小時列機組和電網安全性的影
響ER]．東莞：沙角C電廠．2005．
作者簡介：鄧劍華(1962 )，男，廣東肇慶人。高級工程師，工學
學士，長期從事電站鍋爐設備試驗和研究工作
域的技術合作，加快這方面的技術引進和研發T 作。
SCR技術的更多應用，對于高效治理電廠的NO 排
放污染、保護環境無疑具有十分重要的意義。
參考文獻
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、I 出版社。2()02
Fsl徐黨旗，文軍，楊忠州ll國華公刮煙氣脫硝技術交流材料匯編
[R]．西安： 安熱工研究院有限公刮，2004
作者簡介：楊忠燦(1977 )。男，山東陽谷人．鍋爐工程師，工
學碩士，主要從事電站鍋爐清潔燃燒和NO 控制技術方面的工作。
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