超超临界机组锅炉的优化状态检修及管理

刘青松

摘要：近年来，超超临界技术在我国得到了迅猛发展，并在锅炉常规使用和维护中起到了至关重要的作用。本文根据以往工作经验，对超超临界机组锅炉的检修管理模式进行总结，并从锅炉受热面的风险评估、在线监督与寿命评估、离线诊断、优化检修四方面，论述了超超临界机组锅炉的优化检修方式以及管理策略。

关键词：超超临界组；锅炉；状态检修；管理策略

随着我国节能减排战略的实施，促使了超超临界机组规模的上升，现如今，我国在超超临界机组的生产上居世界首位，并且创造出巨大的经济效益。超超临界机组的蒸汽压力在25MPa左右，温度范围高于580℃。而在锅炉优化检修以及管理过程中，需要将温度和压力参数进行同时选取，以较高参数为主，来保证超超临界机组锅炉的稳定运行。

1、检修管理策略以及模式

1.1设备结构及特点

一般来说，机组锅炉的燃烧方式包括单炉膛、改进型主燃烧、分级送风燃烧以及反向双切圆燃烧，在炉膛设计过程中，采用内螺纹管垂直上升模式，再加上水冷壁和循环泵的相互配合，除了煤与水的配比外，在中间再热和调温方式上，还运用了烟气分配挡板和摆动燃烧器等。另外，在水冷壁管方面，采用了板状膜式设计，使其密封性大大提升。过热器是超超临界机组锅炉中的重要组成部分之一，主要分为以下四级结构，第一级为尾部烟道后竖井上部，第二级为分隔屏，第三季是燃烧室上部，第四级是水平烟道出口。在一级过热器设计过程中，采用逆流布置方式，在第二三级设计中采用顺流布置方式。在再热器使用中，主要分为二级模式，一级是辐射状尾部烟道上部，二级是燃烧室上部的水平烟道。而在尾部烟道中，设计人员加装了省煤器和空气预热装置，这样可以增加锅炉的燃烧强度。

1.2管理模式的选择

在机组检修过程中，主要采用“两头在外，核心在内”的管理模式。其中，两头在外主要指设备检修和维护过程一级设备运营管理等工作，有部分企业将这方面工作委托与其他公司承担，采用定点检修制度。而核心在内主要指的是机组技术功能控制和保障设备的正常运行工作，相关部门会定期进行相关参数的跟踪和评估，并聘请相关专家协助相关工作的进行，确保超超临界机组不受到其他因素影响。如果在工作过程中发现设备存在问题或者缺陷，可及时制定相关维护策略，防止因为临界机组锅炉出现问题而引发企业亏损。在管理过程中，相关管理人员也会每月统计和下发设备缺陷报告，通过报告中缺陷消除率和各项指标的完成情况，来确定工作的及时性和可靠性，实现有关设备缺陷的发现、消除、验收等管理流程。

2、超超临界机组锅炉的优化状态检修方式

2.1锅炉受热面的风险评估

长期以来，大多数火电厂的锅炉受热面存在一定漏洞，也是迫使火电厂停机的重要原因之一。在超超临界机组运行过程中，一旦出现温度或压力过高现象，会严重影响材料性能发挥，同时引发锅炉管设备的失效，为企业带来巨大经济损失。根据相关部门的数据统计分析，我国锅炉非计划性停运事件占全部事件的65%，在这些事件中，主要的事故原因为锅炉四管泄露，而过热器泄露和水冷壁泄露等也会偶尔发生。在火电厂锅炉运行中，四管泄露事故是影响临界机组运行的最大隐患，风险评估技术便是针对于这种故障，在确保锅炉受热面的同时，为企业降低检修和维护成本。该方式的应用也使得相关部门可以有效控制风险，增加检修效率。在风险评估技术应用过程中，主要包括以下几个阶段目标：第一，制定检验维修计划，在检验之前，工作人员需要对受热面的风险等级进行评估，通过评估结果来选择检修计划，实现最终效果的有效提升。第二，检修工作的完成阶段，通过受热面检修，锅炉的使用状态将会出现一定变化，此时需要对锅炉进行进一步评估，确定受热面不会存在其他风险，并对下一次检修时期进行良好预测。第三，受热面爆管之后的分析，相关工作人员会事先制定好分析程序，根据程序步骤确定爆管原因，对相关检修计划也要做出修改。另外，在检修过程中，工作人员需要抓住重点，例如机械磨损严重部位、冲刷磨损严重部位以及烟气和飞灰浓度较高部位等。在检修过程中还要注意检修工艺的细节控制，避免因为操作不当而引发锅炉其他故障。

2.2在线监督和寿命评估

目前，超超临界组锅炉主要以燃煤锅炉为主，该种锅炉在长期高温、高压环境下运行，容易导致材料性能出现变化，一旦在变化中涉及到了疲劳和腐蚀等，会导致锅炉正常机理受到影响。锅炉的高温部分材料的微观组织，会随着使用时间的增长而出现变化，严重时还会出现蠕变损伤，例如蠕变孔洞和裂纹的产生等。随着微观组织的不断损伤，材料性能也会不断出现变化，如持久性降低、韧性下降等。还有很多企业，并不注重锅炉附近的环境变化，从而使锅炉出现腐蚀等问题。在上述材料劣化中，可以对材料进行预先测量和评估，为故障的发生提供预测基础，并最终形成诊断意见，以增加锅炉寿命。在以锅炉为对象研究过程中，各个企业制定出不同的检修策略，例如，某企业根据1000MW超超临界机组锅炉设计和使用情况，通过各种实验建立了锅炉材料性能数据库，依据材料强度等硬性指标，完成对锅炉的状态监测以及寿命评估工作，并结合企业实际生产工作，制定出一套最合适的维护检修系统。该系统可以帮助工作人员进行锅炉检修工作，提高锅炉运行的安全性和可靠性，为设备维修管理提供基础条件。

2.3离线诊断

离线诊断需要与在线监督相结合，离线诊断主要对设备进行检查，这其中包括宏观检查、理性分析和吊架管系检查等。通过一系列检验和分析工作，可以对设备的实时数据进行掌握。然而，状态监测与故障诊断本身存在一定区别，同时也存在一定的联系，故障诊断需要以状态监测为基础，为诊断方式的确定提供指导，故障诊断是对结果数据的处理和分析，为最终检修工作提供数据。总的来说，离线诊断在开展过程中，需要注意一下两方面：首先在工作中需要摸清楚锅炉设备的基本情况，对其中重要部件进行检测；其次，需要对施工过程中留下的缺陷进行修复，防止在设备之后运行中出现故障。

2.4优化检修

锅炉设备优化检修概念最先由美国提出，主要以“管理”为主，针对相关设备特点来制定检修策略，最终形成一套最佳的管理策略，提高设备的经济型和可靠性。由于锅炉设备检修是根据监测的数据提供，来判断设备是否异常，并确定最终的维修计划。例如，在华能玉环电厂中，根据不同的锅炉设备，其检修方式也会有所不同，有的设备采用定期检修方式，而有的设备则采用状态检修方式等，让设备在检修过程中形成一套固定的检修模式，为后续工作的顺利开展提供便利。优化检修是一个循序渐进的过程，即使某一个方案在今天看来比较先进，随着企业管理工作的倾斜，这种优化方案也可能发生改变。随着设备管理理念的不断深入，以及超超临界机组锅炉设备的不断更新，之前的检修周期很可能被延长，所以说，优化检修属于一种动态组合，相关企业在开展工作时应保持先进的理念，才能满足企业未来发展。

3、总结

综上所述，锅炉设备在相关企业发展中占据重要地位，在长期使用过程中，应开展详细的诊断和管理评估工作。在受热面风险管理中，应根据企业实际情况，开展合理、有效的检修和管理策略，逐渐形成以风险评估为基础的设备风险管理机制。另外，离线诊断、寿命评估等对超超临界机组的技术优化可以起到一定促进作用，相关工作人员应对其提供重视度。

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