蒯狄正

(江蘇省電力公司電機(jī)工程學(xué)會(huì),江蘇南京 210024)

自2007年12 月6 日國(guó)電泰州發(fā)電廠1 號(hào)1000 MW 機(jī)組正式投產(chǎn)以來，到2013年12 月31 日，江蘇電網(wǎng)共有15 臺(tái)百萬千瓦等級(jí)超超臨界燃煤發(fā)電機(jī)組投入運(yùn)行。

1 1000 MW 機(jī)組裝機(jī)情況

江蘇1000 MW 燃煤發(fā)電機(jī)組主機(jī)配置如表1 所示。百萬千瓦級(jí)的燃煤發(fā)電機(jī)組在電網(wǎng)總裝機(jī)容量中所占的比重越來越大，截至2013年底，江蘇全省統(tǒng)調(diào)裝機(jī)容量為7 833.26 萬kW，其中火電機(jī)組為7 266.04萬kW，百萬千瓦級(jí)燃煤機(jī)組的裝機(jī)容量占總裝機(jī)容量的19.15%，占火電裝機(jī)容量的20.64%，其運(yùn)行可靠性的高低直接影響到江蘇電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。

表1 江蘇1000 MW 燃煤發(fā)電機(jī)組主機(jī)配置

2 機(jī)組異常停運(yùn)統(tǒng)計(jì)

2013年全年，江蘇1000 MW 等級(jí)超超臨界燃煤發(fā)電機(jī)組共發(fā)生非正常停運(yùn)25 次，平均每臺(tái)機(jī)組1.67次。引發(fā)異常停運(yùn)的原因按專業(yè)劃分如表2 所示。其中鍋爐原因引起的異常停運(yùn)10 次，占異常停運(yùn)總數(shù)的40%，因熱控原因引起的異常停運(yùn)9 次，占總數(shù)的36%；汽機(jī)原因引起的異常停運(yùn)6 次，占總數(shù)的24%，但未發(fā)生電氣原因引起的異常停運(yùn)。

表2 1000 MW 級(jí)燃煤機(jī)組異常停運(yùn)原因統(tǒng)計(jì)

按百萬千瓦級(jí)機(jī)組異常停運(yùn)發(fā)生的季節(jié)統(tǒng)計(jì)，異常停運(yùn)主要發(fā)生在第二季度和第三季度，分別為7 次和8 次，2013年第四季度發(fā)生異常停運(yùn)7 次，主要是因?yàn)楫?dāng)年新投產(chǎn)機(jī)組在第四季度發(fā)生了4 次非停。

表3 1000 MW 機(jī)組異常停運(yùn)按發(fā)生季節(jié)統(tǒng)計(jì)

按照單臺(tái)機(jī)組2013年全年發(fā)生異常停運(yùn)次數(shù)統(tǒng)計(jì)，1 臺(tái)機(jī)組發(fā)生6 次異常停運(yùn)，1 臺(tái)機(jī)組發(fā)生5 次異常停運(yùn)，2 臺(tái)機(jī)組發(fā)生3 次異常停運(yùn)，1 臺(tái)機(jī)組發(fā)生2次異常停運(yùn)，6 臺(tái)機(jī)組發(fā)生1 次異常停運(yùn)。另外4 臺(tái)機(jī)組未發(fā)生異常停運(yùn)。發(fā)生異常停運(yùn)次數(shù)最多的4 臺(tái)機(jī)組全年累計(jì)異常停運(yùn)14 次，占15 臺(tái)百萬千瓦級(jí)機(jī)組2013年異常停運(yùn)總數(shù)的56%。按照單臺(tái)機(jī)組發(fā)生異常停運(yùn)次數(shù)的統(tǒng)計(jì)如表4 所示。

表4 按照單臺(tái)機(jī)組發(fā)生異常停運(yùn)次數(shù)的統(tǒng)計(jì)

3 異常停運(yùn)分析

3.1 鍋爐原因引起的停運(yùn)分析

（1）爐管泄漏引起6 次異常停運(yùn)中，有2 次是因水冷壁磨損引起的泄漏，3 次是因水冷壁焊縫缺陷引起的泄漏，1 次是因低溫過熱器焊縫缺陷引起的泄漏?？梢婂仩t四管爆漏仍是導(dǎo)致百萬千瓦級(jí)機(jī)組異常停運(yùn)的主要因素[1]，進(jìn)一步抓好鍋爐四管的防磨防爆工作仍然是減少百萬千瓦級(jí)燃煤發(fā)電機(jī)組異常停運(yùn)和提高設(shè)備可靠性的工作重點(diǎn)。

（2）設(shè)備故障引起的3 次異常停運(yùn)中，1 次是因送風(fēng)機(jī)動(dòng)葉調(diào)節(jié)系統(tǒng)故障引起，2 次是因撈渣機(jī)故障，鍋爐無法排渣引起。其中1 次是因撈渣機(jī)鏈條連接銷斷裂，1 次是因撈渣機(jī)被爐膛掉落的大焦塊卡死。

送風(fēng)機(jī)動(dòng)葉調(diào)節(jié)系統(tǒng)出現(xiàn)問題的主要原因是目前動(dòng)調(diào)風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)子與動(dòng)調(diào)系統(tǒng)無法進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)檢修，通常都采取返廠檢修；檢修單位少、部分檢修單位檢修質(zhì)量控制體系運(yùn)行不正常，存在漏檢漏修的問題。今后應(yīng)加強(qiáng)動(dòng)葉可調(diào)軸流風(fēng)機(jī)檢修過程控制與檢修質(zhì)量驗(yàn)收，防止出現(xiàn)漏檢漏修狀況。撈渣機(jī)鏈條連接銷斷裂，原因?yàn)殒湕l連接銷材質(zhì)抗疲勞性能較差，存在質(zhì)量缺陷。撈渣機(jī)卡澀，主要是爐膛結(jié)焦引起。由于降低發(fā)電燃料成本的需要，大部分電廠都采取了摻燒劣質(zhì)煤的方法，導(dǎo)致大量易結(jié)焦煤種進(jìn)入爐膛燃燒，結(jié)焦現(xiàn)象較為普遍；此外，結(jié)焦還與燃燒設(shè)備及系統(tǒng)設(shè)計(jì)布置不當(dāng)和運(yùn)行調(diào)整和巡檢看火不及時(shí)有一定關(guān)系。今后一方面要嚴(yán)控鍋爐輔助設(shè)備質(zhì)量，另一方面要結(jié)合鍋爐特點(diǎn)進(jìn)行配煤，從源頭上減少結(jié)焦，此外還要加強(qiáng)運(yùn)行調(diào)整和監(jiān)視，發(fā)現(xiàn)結(jié)焦及時(shí)予以清除。

（3）運(yùn)行操作原因引起的異常停運(yùn)1 次。機(jī)組運(yùn)行時(shí)鍋爐出口主蒸汽溫度偏低，運(yùn)行人員擬通過調(diào)整分離器出口蒸汽溫度來提高主蒸汽溫度，調(diào)整操作過程不當(dāng)導(dǎo)致水冷壁出口溫度超過高二值，機(jī)組跳閘。今后需加強(qiáng)運(yùn)行人員技能培訓(xùn)，增強(qiáng)參數(shù)監(jiān)控的責(zé)任心，熟悉事故處理的方法，杜絕相反方向地調(diào)節(jié)。

3.2 汽機(jī)原因引起的停運(yùn)分析

3.2.1 軸承振動(dòng)

在4 次振動(dòng)大引起的異常停運(yùn)中，1 次是因?yàn)闄C(jī)組大修期間汽封間隙調(diào)整偏小導(dǎo)致機(jī)組啟動(dòng)時(shí)發(fā)生碰摩引起的軸承振動(dòng)大跳閘。今后機(jī)組大修進(jìn)行汽封間隙調(diào)整時(shí)，不應(yīng)片面追求經(jīng)濟(jì)性，將間隙調(diào)得過小，還應(yīng)兼顧安全性。另外3 次停運(yùn)均是機(jī)組的1 號(hào)軸瓦振動(dòng)大引起。第一次停運(yùn)后，經(jīng)測(cè)試分析，發(fā)現(xiàn)振動(dòng)存在低頻分量，振動(dòng)原因診斷為軸瓦油膜失穩(wěn)，因該地區(qū)負(fù)荷偏緊一直未能處理，此后又重復(fù)發(fā)生2 次因同樣原因的異常停運(yùn)事件。在異常停運(yùn)原因查明后，要盡可能及時(shí)安排停機(jī)處理，不能心存僥幸，帶病運(yùn)行，以免重復(fù)發(fā)生此類情況，造成更大的損失。

3.2.2 蒸汽泄漏

某1000 MW 超超臨界機(jī)組因中壓調(diào)門螺栓斷裂，引發(fā)中壓調(diào)門嚴(yán)重漏氣，機(jī)組緊急停運(yùn)。中壓調(diào)門螺栓材質(zhì)為IN783 低膨脹高溫合金，失效的6 只螺栓均斷裂在螺栓腰部，而非螺紋齒根部，且在失效螺栓的斷口附近均發(fā)現(xiàn)從螺栓加熱孔內(nèi)壁向外表面存在擴(kuò)展的沿晶裂紋，說明螺栓斷裂與螺栓裝配或拆卸時(shí)螺栓孔內(nèi)壁不當(dāng)加熱有關(guān)。今后應(yīng)加強(qiáng)檢修人員的資質(zhì)審核和檢修工藝的控制。

3.2.3 油路故障

油路故障1 次則是中調(diào)門因控制油路故障自行關(guān)閉導(dǎo)致負(fù)荷指令和實(shí)際值偏差過大，觸發(fā)機(jī)組甩負(fù)荷。

3.3 熱控原因引起的停運(yùn)分析

3.3.1 熱工設(shè)備故障

熱工設(shè)備故障引起的3 次異常停運(yùn)中，1 次是因一次風(fēng)機(jī)反饋齒條與反饋連桿之間的連接軸承損壞，造成動(dòng)葉開度反饋異常，動(dòng)葉迅速全開，電機(jī)超電流跳閘，另一臺(tái)風(fēng)機(jī)出力未能及時(shí)增大，鍋爐主燃料中斷保護(hù)動(dòng)作。今后在設(shè)備巡檢時(shí)除了對(duì)主設(shè)備進(jìn)行檢查外，還要加強(qiáng)對(duì)相關(guān)的附屬設(shè)備進(jìn)行檢查，以便發(fā)現(xiàn)問題能及時(shí)處理。而2 次是因熱控卡件異常引起。某廠汽輪機(jī)1 號(hào)中壓主汽門、2 號(hào)高壓主汽門、2 號(hào)中壓主汽門、1 號(hào)高壓主汽門先后從100%開度緩慢下降至70%左右后快速關(guān)閉，機(jī)組負(fù)荷從700 MW 開始下降，由于主汽壓力升高，鍋爐給水泵出力下降，給水流量下降至跳閘值，鍋爐MFT 保護(hù)動(dòng)作。某廠西門子DEH 系統(tǒng)在機(jī)組降負(fù)荷過程中因汽輪機(jī)進(jìn)汽壓力3個(gè)測(cè)點(diǎn)間偏差大，在進(jìn)入DEH 卡件進(jìn)行壞點(diǎn)剔除時(shí)運(yùn)算異常，導(dǎo)致汽機(jī)調(diào)門關(guān)閉機(jī)組跳閘。經(jīng)過更換卡件以及對(duì)DEH 壞點(diǎn)剔除運(yùn)算邏輯優(yōu)化后，未再發(fā)生此類情況。

3.3.2 設(shè)計(jì)不合理

某廠ETS 系統(tǒng)中，汽輪機(jī)3個(gè)遮斷信號(hào)集中設(shè)計(jì)在一塊FDO 卡件上，該卡件故障后3個(gè)遮斷信號(hào)同時(shí)消失，導(dǎo)致機(jī)組跳閘。設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)先將信號(hào)引至不同的卡件上，再輔之以三取二邏輯計(jì)算，以避免出現(xiàn)保護(hù)誤動(dòng)或拒動(dòng)。

3.3.3 定值設(shè)置不當(dāng)

因定值設(shè)置不當(dāng)引發(fā)自足異常停運(yùn)1 次。某廠機(jī)組負(fù)荷400 MW時(shí)，給水流量約1090 t/h，低于干濕態(tài)轉(zhuǎn)換設(shè)定值1100 t/h，鍋爐給水控制未能轉(zhuǎn)換為干態(tài)控制，由于煤水比失調(diào)，導(dǎo)致水冷壁出口溫度高，鍋爐MFT。將干濕轉(zhuǎn)換定值按機(jī)組實(shí)際情況調(diào)低后此問題解決。熱工定值設(shè)定時(shí)不能完全一味照搬照抄廠家設(shè)計(jì)說明，部分定值應(yīng)結(jié)合機(jī)組的實(shí)際進(jìn)行相應(yīng)調(diào)整。

3.3.4 快速減負(fù)荷功能不完善

因?yàn)闄C(jī)組快速減負(fù)荷（RB）功能缺陷引起的異常停運(yùn)2 次。某廠1 臺(tái)汽動(dòng)給水泵跳閘，引起給水流量降低，鍋爐減煤跟不上給水流量降低的速度，煤水比失調(diào)，造成汽水分離器出口溫度高，鍋爐MFT 動(dòng)作。某廠鍋爐給煤機(jī)煤塊將皮帶卡塞，手動(dòng)停C 磨煤機(jī)，導(dǎo)致B 磨煤機(jī)點(diǎn)火能量不足跳閘，燃料RB 動(dòng)作。燃料控制指令大幅下降，D 磨煤機(jī)的煤量低于40 t/h，造成C 磨煤機(jī)，E 磨煤機(jī)點(diǎn)火能量不足跳閘，鍋爐全爐膛滅火保護(hù)動(dòng)作。今后應(yīng)對(duì)快速減負(fù)荷的自動(dòng)控制邏輯進(jìn)行優(yōu)化，并開展RB 試驗(yàn)，在設(shè)備故障時(shí)能自動(dòng)完成快速減負(fù)荷運(yùn)行，減少快速減負(fù)荷過程中的人為干預(yù)，避免出現(xiàn)異常停運(yùn)。

3.3.5 檢修維護(hù)

檢修維護(hù)中2 次是因熱工人員檢修維護(hù)不當(dāng)引起，其中1 次發(fā)生在軟件下裝時(shí)，某廠DCS 系統(tǒng)中涉及EH 油泵和潤(rùn)滑油泵控制的控制器冗余功能退出，處于單DPU 運(yùn)行狀態(tài)。在對(duì)該控制器進(jìn)行軟件增量下裝過程中，導(dǎo)致運(yùn)行DPU 通信故障并重新啟動(dòng)。在此過程中，EH 油箱油位信號(hào)質(zhì)量判壞，導(dǎo)致EH 油泵跳閘，引起EH 油母管壓力低跳閘汽輪機(jī)。另外1 次發(fā)生在強(qiáng)置信號(hào)時(shí)，某廠一臺(tái)一次風(fēng)機(jī)潤(rùn)滑油接頭密封墊為橡膠墊，老化滲漏，停該一次風(fēng)機(jī)將處理潤(rùn)滑油接頭墊片更換為紙板墊。在停一次風(fēng)機(jī)時(shí)停機(jī)狀態(tài)顯示錯(cuò)誤，熱控人員在做強(qiáng)置信號(hào)時(shí)失誤，誤置另一臺(tái)正常運(yùn)行的一次風(fēng)機(jī)，引起一次風(fēng)機(jī)跳閘，2 臺(tái)一次風(fēng)機(jī)全停后，鍋爐MFT 保護(hù)動(dòng)作，機(jī)組跳閘。今后應(yīng)加強(qiáng)檢修維護(hù)的過程監(jiān)護(hù)，杜絕因人為失誤引起的機(jī)組停運(yùn)。

4 減少機(jī)組異常停運(yùn)的管理措施

（1）重視基建，消除萌芽。從源頭做起，把好發(fā)電設(shè)備的設(shè)計(jì)、制造、施工、調(diào)試各環(huán)節(jié)的質(zhì)量檢驗(yàn)和生產(chǎn)準(zhǔn)備工作，根據(jù)同類型機(jī)組異常停運(yùn)的原因統(tǒng)計(jì)和分析，提早采取相應(yīng)的防范措施，提高設(shè)備的制造質(zhì)量、安裝質(zhì)量和調(diào)試質(zhì)量，并加強(qiáng)生產(chǎn)人員的技能培訓(xùn)，提高日常運(yùn)行水平和事故處理能力，從而提高新投產(chǎn)機(jī)組可用系數(shù)。

（2）吸取教訓(xùn)，舉一反三。認(rèn)真對(duì)待機(jī)組每次異常停運(yùn)事件，重點(diǎn)是要查清誘發(fā)原因，從技術(shù)上、管理上查找漏洞，采取對(duì)策，確保不重復(fù)發(fā)生同類型的異常停運(yùn)事件。有針對(duì)性地認(rèn)真開展好專項(xiàng)安全檢查工作，特別是對(duì)易發(fā)生重大事故的部位進(jìn)行全面排查，杜絕因人為責(zé)任而造成的機(jī)組異常停運(yùn)。

（3）重視預(yù)防，加強(qiáng)監(jiān)督。加強(qiáng)鍋爐“四管”管理，周密部署，措施到位，嚴(yán)防“四管”爆漏導(dǎo)致停運(yùn)的發(fā)生，四管泄漏是鍋爐故障停運(yùn)的主要因素，因此，各電廠要進(jìn)一步健全各級(jí)鍋爐運(yùn)行安全監(jiān)督管理和金屬監(jiān)督體系。形成“橫向到邊、縱向到底”的監(jiān)督網(wǎng)絡(luò)，以適應(yīng)大容量機(jī)組新的管理體制的要求。從而提高設(shè)備安全可靠性。

（4）加強(qiáng)檢修，修必修好。相關(guān)發(fā)電企業(yè)應(yīng)結(jié)合百萬千瓦級(jí)機(jī)組的特點(diǎn)，合理安排好檢修計(jì)劃，嚴(yán)格計(jì)劃?rùn)z修周期管理，認(rèn)真執(zhí)行規(guī)范，保證機(jī)組檢修質(zhì)量。進(jìn)一步加強(qiáng)發(fā)電設(shè)備日常維修消缺工作，及時(shí)消除各類缺陷，如設(shè)備缺陷、隱患能在低谷期間消缺處理的，在電網(wǎng)允許的前提下，及時(shí)聯(lián)系調(diào)控中心予以安排消缺，以提高機(jī)組健康水平。

5 結(jié)束語

百萬千瓦級(jí)燃煤發(fā)電機(jī)組的異常停運(yùn)不僅會(huì)危及電廠和電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行，異常停運(yùn)帶來的電量損失、設(shè)備修復(fù)費(fèi)用、啟動(dòng)燃油消耗、設(shè)備使用壽命損耗等也會(huì)給發(fā)電企業(yè)造成經(jīng)濟(jì)上的損失。異常停運(yùn)次數(shù)的多寡直接反映了發(fā)電企業(yè)的技術(shù)水平和管理水平。統(tǒng)計(jì)分析大機(jī)組異常停運(yùn)的原因和規(guī)律，落實(shí)有效措施，總結(jié)經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，超前管理和防范，對(duì)降低百萬千瓦級(jí)機(jī)組的異常停運(yùn)次數(shù)，保證電網(wǎng)和電廠的安全穩(wěn)定運(yùn)行有著重要的作用。

[1]伍健偉，呂 杰，金光亮，等.1000 MW 機(jī)組鍋爐受熱面超溫應(yīng)用分析及對(duì)策[J].東北電力技術(shù)，2012，33（9）：18-20.