探析1 000 MW火電廠機(jī)組鍋爐運(yùn)行及事故預(yù)防方法

席風(fēng)歌

摘 要：隨著近年來我國電力裝機(jī)容量和年發(fā)電量的逐年增大，對機(jī)組參數(shù)的要求也有所提升。在此發(fā)展過程中，機(jī)組鍋爐的運(yùn)行難免存在一些不安全因素，如果不加以預(yù)防和控制，就很容易造成事故，給火電廠帶來巨大的財產(chǎn)損失甚至人員傷亡。

關(guān)鍵詞：火電廠；1 000 MW機(jī)組鍋爐；危險性分析；事故樹

中圖分類號：TM756 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1006-8937（2015）26-0105-01

1 1 000 MW機(jī)組鍋爐運(yùn)行流程

1.1 燃燒系統(tǒng)

燃燒系統(tǒng)是1 000 MW機(jī)組鍋爐的主要工作系統(tǒng)，它主要由鍋爐爐膛、送風(fēng)、制粉和引風(fēng)系統(tǒng)組成。粒度大于30 mm的大塊煤炭通過滾軸篩進(jìn)入碎煤機(jī)，被粉碎后的煤塊會被送入原煤倉，再經(jīng)過粉磨研細(xì)后送入鍋爐燃燒器噴嘴，噴入爐膛內(nèi)燃燒加工，燃燒釋放出來的熱能會通過爐膛周圍的水冷壁擴(kuò)散，最終產(chǎn)生煙氣和煤渣。

1.2 風(fēng)煙系統(tǒng)

爐膛水冷壁所產(chǎn)生的冷空氣會由送風(fēng)機(jī)傳送到空氣預(yù)熱器中進(jìn)行高溫加熱，加熱后一部分風(fēng)會送到磨煤機(jī)中對煤粉進(jìn)行干燥，另一部分風(fēng)會通過噴燃器進(jìn)入爐膛來補(bǔ)充煤粉燃燒所必須的空氣量。而經(jīng)過燃燒系統(tǒng)傳出的高溫?zé)煔鈩t會通過爐膛上部的過熱器、預(yù)熱器和再熱器把熱量傳導(dǎo)給回抽蒸汽、水與空氣。當(dāng)煙氣徹底冷卻后，經(jīng)過靜電除塵并除去飛灰，最后被引風(fēng)抽放到煙囪排放消散。

1.3 汽水系統(tǒng)

汽水系統(tǒng)就是一個用水來轉(zhuǎn)動力最終發(fā)電的過程。最初水會通過低壓加熱器進(jìn)行高溫加熱，并將自身中的不凝結(jié)氣去掉，再經(jīng)過水泵加壓進(jìn)行高壓加熱，最后通過省煤器預(yù)熱進(jìn)入機(jī)組鍋爐的給水系統(tǒng)。當(dāng)水與飽和蒸汽分離后，水再次進(jìn)入給水系統(tǒng)供應(yīng)爐水循環(huán)，而飽和蒸汽則要進(jìn)入過熱器，通過煙氣熱量蒸發(fā)與高壓生成過熱蒸汽，經(jīng)過汽輪機(jī)中的壓缸做功，最后推動汽輪機(jī)進(jìn)行發(fā)電。

2 火電廠機(jī)組鍋爐的相關(guān)預(yù)防技術(shù)分析

2.1 1 000 MW火電廠機(jī)組鍋爐事故預(yù)防技術(shù)——事故樹

事故樹是一種基于演繹型系統(tǒng)安全分析的工程分析法，它最早應(yīng)用于美國民兵式導(dǎo)彈發(fā)射控制系統(tǒng)的安全性分析，是一種既可定量又可定性的雙重分析系統(tǒng)。它的特色是分析范圍廣、操作簡單而且邏輯性很強(qiáng)，完全可以體現(xiàn)出系統(tǒng)工程中研究的系統(tǒng)性、預(yù)測性和精確性。

從邏輯分析角度看，事故樹對可能發(fā)生的危險事故能夠做出直接原因事件與間接原因事件的邏輯分析，并且分析力度和角度都深度透徹，能夠挖掘到事故可能發(fā)生的最基本原因，所以通過“或門”、“與門”這樣的邏輯符號就能為危險事故構(gòu)建事故樹，為預(yù)防做好理論鋪墊。

2.2 事故樹構(gòu)建的主要路徑

事故樹構(gòu)建分四部分，頂上事件確定、確定邊界條件、建樹、簡化事故樹。

①頂上事件的確定，在大型火電廠的機(jī)組鍋爐方面，頂上事件就是系統(tǒng)失效事件，它歸屬于火電廠系統(tǒng)不希望發(fā)生的重大故障事件，稱其為頂上事件就是因為其定義了火電廠中最為嚴(yán)重或發(fā)生概率較大的最危險事件。頂上事件的確定和火電廠工作任務(wù)與目的有關(guān)，不同生產(chǎn)環(huán)節(jié)可能會產(chǎn)生不同的頂上事件，必要時甚至?xí)⑾嚓P(guān)子系統(tǒng)，從典型的中間事故中來選拔子事件作為事故樹的基本建樹基礎(chǔ)，在事故樹建好之后再進(jìn)行修改和綜合評價。

②邊界條件的確定。邊界條件為事故樹的收尾劃定了界限，一般來說邊界條件應(yīng)該包括在頂上事件確認(rèn)以后，對事故樹中初始條件與不許可事件的確定。初始條件界定了機(jī)組鍋爐在初運(yùn)行時可能出現(xiàn)的故障或造成故障原因的分析。而不許可事件則是在事故樹建樹階段絕對不允許出現(xiàn)的事故，即機(jī)組鍋爐系統(tǒng)之外的事故發(fā)生原因，比如員工的誤操作等。

③建樹要從頂上事故開始，逐級向下分解展開，直到初始事件建樹完畢。在建樹過程中，一定要研究并把握好頂上事件與初始事件的邏輯關(guān)系，用圖形符號加以表示。建樹過程就是明確機(jī)組鍋爐各個系統(tǒng)和部件工作狀態(tài)的過程，它讓機(jī)組維護(hù)人員了解到鍋爐運(yùn)行的整體情況，實際上就是一次即時的設(shè)備檢測過程。

④簡化事故樹。此項對事故樹進(jìn)行定量定性分析，而主要的簡化對象則是初始事故樹，去掉一些不必要的邏輯關(guān)系有助于清晰化事故樹初始事件與頂上事件之間的聯(lián)系，包括二者之間其他事件之間的復(fù)雜邏輯關(guān)系。當(dāng)邏輯關(guān)系被捋順后，就要通過事故樹的結(jié)構(gòu)函數(shù)代入算法來對事故樹進(jìn)行技術(shù)性簡化。

2.3 具體應(yīng)用

空氣預(yù)熱器是1 000 MW火電廠機(jī)組鍋爐中最重要的系統(tǒng)部件之一，它時刻控制并調(diào)整機(jī)組鍋爐的熱交換性能，為1 000 MW這樣的大功率機(jī)組鍋爐運(yùn)行降低能耗。所以空氣預(yù)熱器常常在高溫環(huán)境下工作，由于二次燃燒而將積存于煙道內(nèi)部的黏附受熱面再度燃燒，形成燒損變形造成其原因的根本就是鍋爐尾部煙道燃燒與風(fēng)量的不協(xié)調(diào)，而當(dāng)爐溫過低時，停火與點(diǎn)火操作不當(dāng)，吹灰不及時等，可以利用事故樹對其原因進(jìn)行分析。

在建立空氣預(yù)熱器超溫?zé)龘p變形事故的事故樹時，先要對建樹結(jié)構(gòu)的重要度進(jìn)行計算，所以此處利用事故樹的初步設(shè)想結(jié)構(gòu)而推導(dǎo)出結(jié)構(gòu)重要度公式為：

公式中，k表示最小割集總數(shù)，而 表示在事故i中kj的基本事件數(shù)，nj表示第i個事故所在的基本事件總和。

將該事故中事故樹的各個割集與徑集參數(shù)帶入上述公式，根據(jù)計算結(jié)果就可以判斷哪個事件的發(fā)生對整個事故影響最大，需要進(jìn)行及早預(yù)防。

3 1 000 MW火電廠機(jī)組鍋爐現(xiàn)場的安全標(biāo)準(zhǔn)化

為了更好的預(yù)防事故發(fā)生，1 000 MW火電廠機(jī)組鍋爐在現(xiàn)場操作方面一定要做好安全防范的標(biāo)準(zhǔn)化工作，禁止一切辨認(rèn)不明和誤操作行為的出現(xiàn)。

3.1 鍋爐系統(tǒng)設(shè)備標(biāo)色統(tǒng)一

對鍋爐系統(tǒng)設(shè)備分別標(biāo)色并統(tǒng)一是為了便于操作確認(rèn)，防止操作人員在操作過程中出現(xiàn)任何誤操作或辨認(rèn)不明的現(xiàn)象。通常情況下，按照火電機(jī)組鍋爐系統(tǒng)設(shè)備層面，將閥門、管道、電氣設(shè)備與儀表進(jìn)行統(tǒng)一著色。而管道方面，在流體切斷閥及其明顯位置都要用統(tǒng)一規(guī)格的箭頭來表示流體去向，明確操作流程。

3.2 設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)化

1 000 MW作為大型機(jī)組鍋爐必須要做到生產(chǎn)現(xiàn)場設(shè)備的整齊性，保證鍋爐運(yùn)行的穩(wěn)定性。首先在生產(chǎn)使用方面，應(yīng)該為傳統(tǒng)設(shè)備的突出集體外軸、背靠輪、皮帶輪等等加裝安全套、安全罩以及防護(hù)圍欄等，保證它們在運(yùn)轉(zhuǎn)過程中絕對安全，不會有異物進(jìn)入。再次，為了確保操作人員的安全，避免傷亡事故發(fā)生，應(yīng)該在生產(chǎn)崗位旁設(shè)有防毒面具或消防器械等安全急救防護(hù)工具，對隨時可能發(fā)生的事故進(jìn)行及時應(yīng)變。最后就是要進(jìn)行吊裝孔、平臺和走梯的安裝，保證按照機(jī)組鍋爐操作的實際需求進(jìn)行欄桿加裝，并且嚴(yán)格限制高度在1.2 m或以上。

4 結(jié) 語

1 000 MW是大型火電廠機(jī)組鍋爐設(shè)備，所以在運(yùn)行過程中一定要注重管理它的安全穩(wěn)定性。事故樹是專門應(yīng)對大型機(jī)組鍋爐設(shè)備運(yùn)行的重要事故預(yù)防分析手段，它不僅僅能夠控制空氣與熱管的超溫?zé)龘p變形，也能分析諸如爐膛爆炸、四管泄漏甚至是清焦任務(wù)作業(yè)人員所遭遇的安全事故等。而隨著科學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展，對于高功率大型火電廠的機(jī)組鍋爐運(yùn)行事故預(yù)防標(biāo)準(zhǔn)也會不斷提高，體現(xiàn)出其越來越成熟的一面，從而降低大型機(jī)組鍋爐運(yùn)行所帶來的高危險性。

參考文獻(xiàn)：

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