火電機組可靠性分析

劉袁新　陸建峰　張皓

摘 要：電力可靠性數(shù)據(jù)分析是電力可靠性管理的重要內(nèi)容，其中，如何從大量的可靠性原始數(shù)據(jù)中發(fā)掘出指導電力生產(chǎn)的有用信息是電力可靠性管理的重要任務之一。文章主要統(tǒng)計分析了某公司2017年機組可靠性數(shù)據(jù)指標，找出了故障集中點，提出了解決方案。通過對機組非計劃停運原因分析，明確了機組故障的多發(fā)位置，為未來機組的檢修維護及可靠性數(shù)據(jù)應用提供了參考依據(jù)。

關鍵詞：火電；故障；可靠性；原因分析

中圖分類號：TB114.3 文獻標志碼：A 文章編號：2095-2945（2019）04-0043-02

Abstract： The analysis of electric power reliability data is an important part of electric power reliability management， in which how to find out the useful information to guide electric power production from a large number of original reliability data is one of the important tasks of electric power reliability management. This paper mainly analyzes the reliability data index of a unit in 2017， finds out the fault concentration point， and puts forward a solution. By analyzing the causes of unplanned outage， the frequent locations of unit failures are defined， which provides a reference basis for the maintenance and reliability data application in the future.

Keywords： thermal power； fault； reliability； cause analysis

近年來，由于對電力可靠性管理工作的重視和加強，我國電力可靠性管理工作取得了巨大的發(fā)展，全國電力系統(tǒng)可靠性水平實現(xiàn)穩(wěn)步提升。但同時，還存在部分不足，如需進一步開展對現(xiàn)有可靠性統(tǒng)計數(shù)據(jù)深層次挖掘和應用工作，將現(xiàn)有可靠性研究成果進行轉化應用。

1 概述

由于全社會用電量處于平穩(wěn)增長的態(tài)勢，我國燃煤發(fā)電機組2017年度整體負荷率有所上升，運行系數(shù)為70.93%，同比上升2.22個百分點；等效可用系數(shù)為92.76%，同比下降0.01個百分點；等效強迫停運率為0.57%，同比上升0.24個百分點；非計劃停運次數(shù)每臺年為0.65次，同比增加0.3次；非計劃停運總時間為95925.6小時?？傮w而言，煤電機組可靠性指標維持在較高水平。

某公司是一個以核電、火電、水電及新能源發(fā)電產(chǎn)業(yè)為核心，一體化發(fā)展的綜合性能源集團，裝機容量1.26億千瓦，其中，清潔能源裝機0.52億千瓦，占比41.3%。參與電力可靠性評價的火電機組中，燃煤機組占據(jù)絕大多數(shù)，共計200臺，裝機0.69億千瓦，占據(jù)火電裝機容量的93.21%。

2 非計劃停運事件統(tǒng)計

某公司2017年火電機組共發(fā)生非計劃停運92次，分為設備原因導致非計劃停運78次，其他原因14次。其中，鍋爐原因“非?！?8次，占比51.17%；熱控原因“非?！?4次，占比15.22%；電氣原因9次，占比9.78%；汽機原因7次，占比7.61%。

3 鍋爐原因非計劃停運事件分析

2017年火電機組鍋爐專業(yè)發(fā)生48次非計劃停運事件，占2017年火電機組“非?！笨倲?shù)的51.17%。

火電機組鍋爐專業(yè)“非?！卑聪到y(tǒng)分類，分別是鍋爐本體系統(tǒng)“非?！?8次，占火電機組鍋爐專業(yè)“非?！笨倲?shù)的79.16%；風煙系統(tǒng)“非?！?次，占火電機組鍋爐專業(yè)“非停”總數(shù)的16.67%；脫硫系統(tǒng)“非?！?次，占火電機組鍋爐專業(yè)“非?！笨倲?shù)的2.08%，詳細數(shù)據(jù)見表2。

由表2可以看出，鍋爐本體和風煙系統(tǒng)故障導致“非?！闭煎仩t專業(yè)“非停”總數(shù)的97.91%，是導致鍋爐專業(yè)“非?！钡闹饕?。

由表3可以看出，2017年，火電機組鍋爐“四管”泄漏導致“非?！?6次，占火電機組2017年總“非?！贝螖?shù)的39.13%，占鍋爐原因“非?！贝螖?shù)75%。

2017年，火電機組發(fā)生的36次“四管”泄漏“非停”事件中，水冷壁、過熱器、再熱器、省煤器泄漏占比分別為：41.67%、30.56%、19.44%、8.33%。

4 存在的主要問題及原因分析

鍋爐“四管”泄漏事件中，飛灰煙氣磨損、焊接質量或工藝不良以及管壁超溫導致的“四管”泄漏事件占比達80.56%，是“四管”泄漏的主要原因，反映出以下幾個問題：

4.1 基建遺留問題，“四管”監(jiān)督體系不健全

部分發(fā)電企業(yè)基建過程中，鍋爐“四管”焊接水平參差不齊，甚至存在將異物遺留在“四管”內(nèi)的現(xiàn)象，加之質量監(jiān)管體系不健全，發(fā)生“四管”泄漏事件。

4.2 鍋爐調試不精細，無法達到設計工況

鍋爐調試中，一些試驗存在數(shù)據(jù)收集不準確、分析不深入的情況。如鍋爐冷態(tài)空氣動力場試驗，當鍋爐內(nèi)部空氣動力場沒有達到設計工況時，一方面影響鍋爐效率，嚴重時鍋爐局部會形成“煙氣走廊”，加劇管壁磨損。

4.3 日常檢修質量不高，重點區(qū)域未加強防范

機組檢修中，鍋爐“四管”檢查存在不到位的情況，鍋爐“四管”檢修未建立完善的管理臺賬。鍋爐內(nèi)煙氣流速較快的重點區(qū)域，缺乏有效防磨措施，防磨裝置質量不高，甚至缺失，鍋爐運行工況惡化。

4.4 運行人員操作不規(guī)范，管壁溫度監(jiān)視力度不足

部分發(fā)電企業(yè)運行人員，在機組啟停過程中未嚴格執(zhí)行規(guī)程要求，機組負荷升降幅度過大，管壁溫度升降速率過快，導致管壁產(chǎn)生較大交變應力；運行人員對鍋爐壁溫測點監(jiān)視力度不足，當鍋爐管壁局部超溫時，運行人員短時間內(nèi)未監(jiān)視發(fā)現(xiàn)。

4.5 部分企業(yè)大比例摻燒劣質煤，特殊煤種及煤質變化導致“四管”泄漏

近年來，煤炭價格持續(xù)高企，為了企業(yè)效益，部分發(fā)電企業(yè)較大比例地摻燒劣質煤，燃煤質量不好引起的非計劃停運占比一直在上升。劣質煤灰分含量大，客觀上也加劇了灰飛磨損程度；部分“W”型火焰爐燃燒中心火焰溫度高，燃用高硫分無煙煤，高硫煤特點是發(fā)熱量低、硫分高、灰分高，又進一步加劇了爐膛內(nèi)熱負荷不平均，容易導致發(fā)生超溫爆管等情況。

5 針對性管控措施

5.1 加強監(jiān)管，嚴控鍋爐“四管”泄漏事件

發(fā)電企業(yè)要高度重視鍋爐“四管”防磨防爆檢查治理工作，切實采取有效措施，降低鍋爐“四管”漏泄事件的發(fā)生。運行人員要加強鍋爐管壁監(jiān)視力度，嚴防超溫；檢修人員要精心檢查，做到分片負責、交叉復查、不留死角，并建立數(shù)據(jù)臺賬；金屬監(jiān)督人員要定期對鍋爐“四管”進行探傷檢測，及時發(fā)現(xiàn)隱蔽缺陷，并總結分析規(guī)律，更好地指導鍋爐“四管”檢修工作。

5.2 加大重要測點、設備的檢查維護力度，嚴控第一類非計劃停運事件

發(fā)電企業(yè)要認真開展重要測點、設備隱患的排查工作，對處于惡劣工況下的測點、設備要采取切實有效的防范措施，并制定行之有效的事故預案。

5.3 持續(xù)提升運行標準化管理水平，嚴控人因導致的機組非計劃停運事件

發(fā)電企業(yè)要持續(xù)提升運行標準化管理水平，不斷夯實運行管理基礎。通過系統(tǒng)、科學的培訓，培養(yǎng)運行人員規(guī)范操作習慣，不斷提高運行人員專業(yè)操作能力和事故處理水平，嚴控人因導致的機組非計劃停運事件。

5.4 加強保護定值、邏輯保護的排查，發(fā)現(xiàn)問題及時整改

發(fā)電企業(yè)要利用機組臨檢、等級檢修的時機，對重要電氣設備保護定值、控制系統(tǒng)保護邏輯進行全面、系統(tǒng)的梳理，發(fā)現(xiàn)問題及時整改。

6 結論與效果

通過對2017年火電機組非計劃停運原因進行分析，發(fā)現(xiàn)鍋爐專業(yè)“非?！贝螖?shù)居多，“四管”泄漏仍然是非計劃停運的主要原因。專業(yè)人員應有針對性地制定管控措施，并在實踐中加以落實，提高機組安全穩(wěn)定性，為可靠性管理向更深層次發(fā)展探索經(jīng)驗。

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