提高單輔機機組運行的可靠性研究

劉鐵成

摘 要：本文針對660MW級機組空預(yù)器、送風(fēng)機、一次風(fēng)機及汽動給水泵單列布置，從設(shè)備運行可靠性方面進行了全面分析，并給出提高單輔機機組運行可靠性的實施方案。

關(guān)鍵詞：單輔機;單列布置;雙列布置;可靠性

1引言

單輔機機組是指為了簡化系統(tǒng)、減少投資及降低廠用電率，汽動給水泵、送風(fēng)機、空氣預(yù)熱器以及一次風(fēng)機均采用一臺 100%全容量設(shè)備的機組。既然一臺機組的重要輔機都是單列布置，那么為了保證機組長期安全穩(wěn)定運行，提高單輔機運行可靠性就至關(guān)重要了。中電聯(lián)2016年發(fā)布的近五年200MW及以上容量火電機組主要輔助設(shè)備運行可靠性指標(biāo)如表1所示。從表1中可以看出給水泵、送風(fēng)機及引風(fēng)機的運行可靠性已經(jīng)很高了，但是單列布置會導(dǎo)致機組可靠性有所下降。因此，在機組運行監(jiān)視及調(diào)整方面仍然有很多工作要做。

2.設(shè)備單、雙列布置可靠性計算

2.1設(shè)備單、雙列布置圖

（1）雙列布置圖

汽動給水泵、一次風(fēng)機、送風(fēng)機、引風(fēng)機均采用雙列布置，按照圖1 進行可靠性計算。雙列布置圖如圖1 所示。

（2）單列布置圖

汽動給水泵、一次風(fēng)機、送風(fēng)機采用單列布置，引風(fēng)機采用雙列布置，按照圖2 進行可靠性計算。單列布置圖如圖2 所示。

2.2設(shè)備單、雙列可靠性概率計算

由表 1的數(shù)據(jù)可知：

送風(fēng)機平均可用系數(shù)：P=0.99992（非停率為0.008%）

引風(fēng)機平均可用系數(shù)：P=0.99972（非停率為0.028%）

給水泵平均可用系數(shù)：P=0.9（非停率為0.1%）

一次風(fēng)機與空預(yù)器無可靠性數(shù)據(jù)，根據(jù)一次風(fēng)機和空預(yù)器設(shè)備本體的可靠性較好，通常其可靠性指標(biāo)可以達到 98%以上，本文設(shè)定一次風(fēng)機與空預(yù)器的可靠性指標(biāo)為：

一次風(fēng)機平均可用系數(shù)：P=0.9997（非停率為0.03%）

空預(yù)器平均可用系數(shù)：P=0.99（非停率為1%）

（1）設(shè)備雙列運行可靠性計算

雙列運行可靠性概率為P（S），設(shè)備雙列可靠性概率：

P（S）=（（P（K1）+P（K2）-P（K1）P（K2））×（（P（P1）+P（P2）-P（P1）P（P2））×（（P（F1）+P（F2）-P（F1）P（F2））×（（P（A1）+P（A2）-P（A1）P（A2））×（（P（I1）+P（I2）-P（I1）P（I2））=（0.9+0.9-0.9×

0.9）×（0.9997+0.9997-0.9997×0.9997）×（0.99992+0.99992-0.99992×0.99992）×（0.99+0.99-0.99×0.99）×（0.99972+0.99972-0.99972×0.99972）=0.99×0.99999991×0.9999999936×0.9999999216×0.9999=0.989900827

（2）設(shè)備單列運行可靠性計算

單列運行可靠性概率為P（D），設(shè)備單列可靠性概率：

P（S）=P（K）×（P（P）×（P（F）×（P（A）×（（P（I1）+P（I2）-P（I1）P（I2））=0.9×0.9997×0.99992×0.99×（0.99972+0.99972-0.99972×0.99972）=0.891

（3）單列和雙列布置可靠性比較

雙列布置：當(dāng)單側(cè)送風(fēng)機或引風(fēng)機跳閘時，對應(yīng)側(cè)的引風(fēng)機或送風(fēng)機聯(lián)鎖跳閘，機組RB動作自動減負荷至50%額定負荷，另一側(cè)送引風(fēng)機自動調(diào)整以維持爐膛的負壓及風(fēng)量。當(dāng)單側(cè)一次風(fēng)機停機時，機組也將RB動作自動減負荷至50%額定負荷。

單列布置：當(dāng)送風(fēng)機、一次風(fēng)機、空預(yù)器、給水泵中任意一臺設(shè)備跳閘都將觸發(fā)鍋爐MFT保護動作，機組解列。根據(jù)以上設(shè)備單雙列布置可靠性概率計算可知，機組的可靠性明顯下降。一次風(fēng)機、送風(fēng)機和空預(yù)器的快速減負荷功能（簡稱RB）喪失，僅保留引風(fēng)機和磨煤機跳閘RB功能。由于缺少官方公布的空預(yù)器可靠性數(shù)據(jù)，所以未計算空預(yù)器對機組可靠度的影響。據(jù)對運行電廠了解，空預(yù)器設(shè)備本體的可靠性也較好，能達到98%以上。

總之，機組單列輔機對機組運行的可靠性比雙列輔機有較大的下降。下降的可靠性要依靠對DCS加強監(jiān)視，就地加強巡檢及運行操作精心調(diào)整來進行彌補，同時，在異常處理的過程中，也要考慮的全面周到，防止事故的擴大和蔓延。

3提高單輔機機組運行可靠性的方案

為了保證輔機單列布置機組能夠長周期安全穩(wěn)定運行，需要從以下幾個方面來著手提高單輔機的可靠性。

3.1加強單輔機設(shè)備DCS畫面參數(shù)監(jiān)視

機組正常運行期間，必須保證每半小時對單輔機畫面參數(shù)檢查一次，半小時間隔內(nèi)，必須監(jiān)視好單輔機重要參數(shù)曲線，發(fā)現(xiàn)異常及時匯報，同時，分析并查找原因，消除產(chǎn)生的異常，防止事故惡化。加強軟硬光字報警監(jiān)視，及時確認(rèn)報警內(nèi)容并對其復(fù)位。

需要監(jiān)視的重要參數(shù)如下：

汽動給水泵組：汽泵密封水差壓、溫升;汽泵、汽前泵密封水回水溫度;汽前泵、汽泵及小機各軸承振動、溫度;小機潤滑油壓、油溫、油位;小機軸向位移;小機真空;小機軸封壓力、溫度;小機排汽溫度;小機凝汽器液位。

一次風(fēng)機及送風(fēng)機：電機電流及定子線圈溫度;風(fēng)機及電機軸承振動、溫度;潤滑油及液壓油箱油位、油溫、油壓。

空預(yù)器：空預(yù)器電流及轉(zhuǎn)速;空預(yù)器支持軸承及導(dǎo)向軸承溫度;煙氣溫度及出入口差壓。

3.2加強單輔機設(shè)備就地巡檢

每班對單輔機設(shè)備至少認(rèn)真巡檢兩次，按照就地巡檢表、巡檢本填寫要求填寫巡檢數(shù)據(jù)并同之前的數(shù)據(jù)進行對比，發(fā)現(xiàn)異常及時匯報。同時，要對單輔機設(shè)備存在的缺陷加強關(guān)注，查看缺陷是否有擴大趨勢，發(fā)現(xiàn)有擴大趨勢影響設(shè)備安全運行時，及時通知點檢商討方案并處理。

巡檢項目如下：

汽動給水泵組：汽泵周圍清潔無雜物，無汽、水、油等泄漏;汽泵密封水最大泄漏量不大于 15 滴/min;冷再、輔汽至小機供汽管道疏水器投入，管道無振動;就地測量汽泵及汽前泵推力軸承溫度;小機油凈化真空箱油溫1/2，系統(tǒng)無跑油。

一次風(fēng)機及送風(fēng)機：風(fēng)機、電機無異音;各處無漏風(fēng)、漏水、漏油現(xiàn)象;風(fēng)機動葉連桿連接無松動;各軸承觀察窗油位無異常。

空預(yù)器：空預(yù)器內(nèi)部無摩擦、碰撞等異常聲音;各人孔、檢查孔無漏風(fēng)、冒灰、抽空氣等情況;空預(yù)器電纜溫度小于50℃;空預(yù)器無火災(zāi)報警。

3.3涉及單輔機設(shè)備操作加強監(jiān)護等級

所有涉及單輔機設(shè)備系統(tǒng)DCS操作時，必須提前匯報，并提高監(jiān)護等級。操作過程中，嚴(yán)格執(zhí)行操作票有疑問及時停止操作，弄清楚疑問后方可繼續(xù)操作。對于涉及單輔機的調(diào)整性操作或單一閥門操作等不需要操作票的工作，必須兩人進行，操作較熟悉的人員進行監(jiān)護，同時征得機組負責(zé)人的同意。

3.4 重點監(jiān)督單輔機設(shè)備油站油質(zhì)

機組正常運行的過程中，應(yīng)重點監(jiān)督小機及汽動給水泵組、送風(fēng)機、一次風(fēng)機等油站油質(zhì)，并對油站油質(zhì)進行定期化驗。油質(zhì)劣化時認(rèn)真分析原因并采取措施，設(shè)法消除，防止油質(zhì)不良導(dǎo)致單輔機設(shè)備被迫停運，造成機組非停。

加強對小機油凈化運行情況進行監(jiān)視，小機油凈化因故障退出運行后，及時聯(lián)系檢修進行故障處理，不得長時間退出運行。同時加強對小機軸封壓力和汽泵密封水壓力進行監(jiān)視，壓力過高時及時調(diào)整，防止因壓力過高導(dǎo)致油中進水，造成油質(zhì)惡化。

4 總結(jié)

從中電聯(lián)2016年發(fā)布的近五年200MW及以上容量火電機組主要輔助設(shè)備運行可靠性指標(biāo)中可以看出，設(shè)備的非停率在逐漸減小，送風(fēng)機、引風(fēng)機的非停率在2016年已經(jīng)降低為0%，說明設(shè)備的可靠性已經(jīng)越來越高，幾乎達到了頂峰，沒有了進步的余地。但單、雙列布置仍然有很大的區(qū)別，就像是很多輔機設(shè)備一用一備，有著冗余設(shè)置一樣，雙列布置的機組運行的可靠性明顯高于單列布置。本文已經(jīng)對輔機單、雙列布置機組可靠性概率進行了計算，結(jié)果一目了然，單輔機設(shè)備運行可靠性明顯下降，且機組單輔機設(shè)備布置越多，機組可靠性下降越多。雖然犧牲了機組的可靠性，但是從機組建成造價、運行效率和節(jié)能方面卻是貢獻突出。首先，在機組建成造價方面，根據(jù)各制造廠提供的設(shè)備報價，機組輔機單列布置合計可以降低設(shè)備造價1008～1350萬元左右，同時可節(jié)省煙風(fēng)擋板約51萬元左右，電氣部分節(jié)省約33萬元，共計每臺爐可以節(jié)省造價約1092～1434萬元左右的初投資。其次，在單輔機運行效率方面，在機組滿負荷工況運行時，單列風(fēng)機比雙列風(fēng)機的效率略有提高，但在經(jīng)濟負荷工況下運行時，單列風(fēng)機運行效率比雙列風(fēng)機效率高3%～4%。再次，從節(jié)能方面，由于單輔機運行效率較高，廠用電率大大減小，體現(xiàn)單列輔機在部分負荷下在節(jié)能方面的優(yōu)勢。

綜上所述，輔機單列布置有如此多的優(yōu)點，機組運行的可靠性降低這一缺點就顯得不那么突出了，而且可以通過運行中精心監(jiān)視和調(diào)整、異常的及時發(fā)現(xiàn)和果斷處理來克服這一缺點，保證機組能夠長期安全穩(wěn)定運行。

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