花園電廠 朱文超

1 花園電廠情況簡(jiǎn)介

花園電廠為坑口燃煤電廠，建設(shè)規(guī)模為4×660MW 直接空冷超臨界機(jī)組，同步建設(shè)煙氣脫硫、脫硝設(shè)施，并留有擴(kuò)建的條件。上海鍋爐廠超臨界鍋爐，型號(hào)：SG-2236/25.4-M6007，東方電氣股份有限公司發(fā)電機(jī)，型號(hào)：QFSN-660-2-22，東方汽輪機(jī)廠汽輪機(jī)機(jī)，型號(hào)：NZK660-24.2/566/566-2。

鍋爐型式：超臨界參數(shù)變壓直流爐、一次再熱、四角切圓燃燒、平衡通風(fēng)、緊身封閉、固態(tài)排渣、全鋼構(gòu)架、全懸吊結(jié)構(gòu)塔式爐。

2 鍋爐二次風(fēng)門氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)分布情況

本文中的二次風(fēng)門是一個(gè)統(tǒng)稱，指二次風(fēng)門附近的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，分布在鍋爐標(biāo)高23.6～41.8m 區(qū)域，包括鍋爐的燃燒器區(qū)域的二次風(fēng)門（包括中心風(fēng)、周界風(fēng)和輔助風(fēng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)）和燃盡風(fēng)區(qū)域的sofa 風(fēng)門，以及鍋爐的燃燒器擺角執(zhí)行機(jī)構(gòu)和燃盡風(fēng)擺角執(zhí)行機(jī)構(gòu)。單臺(tái)鍋爐二次風(fēng)門執(zhí)行機(jī)構(gòu)80臺(tái)，燃盡風(fēng)門執(zhí)行機(jī)構(gòu)24臺(tái)，燃燒器擺角度執(zhí)行機(jī)構(gòu)共16臺(tái)，合計(jì)120臺(tái)氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)。

3 二次風(fēng)門執(zhí)行機(jī)構(gòu)的作用

二次風(fēng)提供鍋爐燃燒時(shí)所需的助燃空氣，優(yōu)化燃燒室內(nèi)熱力場(chǎng)的風(fēng)量和煤粉量的配比，提高鍋爐穩(wěn)定燃燒能力和入爐煤的燃盡程度，減少物理和化學(xué)類的熱損失，控制出口煙氣含氧量，在控制穩(wěn)定爐溫、強(qiáng)化傳熱方面起到重要作用。

二次風(fēng)門氣動(dòng)控制系統(tǒng)是控制火電機(jī)組鍋爐二次風(fēng)門擋板開(kāi)度的氣動(dòng)控制設(shè)備，以其動(dòng)作速度快、使用安全、維護(hù)簡(jiǎn)單、壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)得到廣泛應(yīng)用。其以標(biāo)準(zhǔn)儀用壓縮空氣為動(dòng)力源，接收DCS 提供的4～20mA 電流信號(hào)，根據(jù)鍋爐負(fù)荷情況通過(guò)控制二次風(fēng)擋板，來(lái)調(diào)整二次風(fēng)量來(lái)改善鍋爐燃燒特性，適應(yīng)負(fù)荷的變化[1]。

4 二次風(fēng)門執(zhí)行機(jī)構(gòu)主要問(wèn)題

二次風(fēng)門執(zhí)行機(jī)構(gòu)定位器原設(shè)計(jì)為一體式雙作用氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)定位器，安裝位置在執(zhí)行機(jī)構(gòu)的氣缸上，位置靠近鍋爐本體，周圍環(huán)境溫度高，定位器長(zhǎng)期處于高溫環(huán)境，定位器電子元件，執(zhí)行器控制面板和電位器等容易出現(xiàn)老化[2]。

二次風(fēng)門氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)定位器原設(shè)計(jì)為意大利某品牌氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)定位器，容易出現(xiàn)反饋指令不一致或拒動(dòng)現(xiàn)象，特別是機(jī)組停運(yùn)一段時(shí)間后再次進(jìn)行啟動(dòng)時(shí)，而且此時(shí)往往出現(xiàn)問(wèn)題的執(zhí)行機(jī)構(gòu)數(shù)量較多，一般在20臺(tái)以上，為了消除定位故障，需要耗費(fèi)較長(zhǎng)時(shí)間和較多的人力，處理起來(lái)工作量較大。再者，機(jī)組運(yùn)行期間，也容易出現(xiàn)定位器故障的問(wèn)題，比如反饋波動(dòng)，定位卡澀等情況。

由于空壓機(jī)出來(lái)的壓縮空氣過(guò)濾設(shè)施設(shè)計(jì)不合理，導(dǎo)致壓縮空氣雜質(zhì)較多。壓縮空氣進(jìn)入氣動(dòng)定位后，容易在定位器壓電閥通道內(nèi)堆積。經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行后，定位器壓電閥內(nèi)油污、灰塵越來(lái)越多，就造成了定位器壓電閥的動(dòng)作異常，從而引起定位器波動(dòng)或者卡澀、拒動(dòng)等問(wèn)題[3]。由于是煤粉爐，現(xiàn)場(chǎng)灰塵較大，鍋爐冒出的粉塵容易在定位器附件妒忌。定位器一旦出現(xiàn)密封不良的情況，就容易使灰塵進(jìn)入定位器，長(zhǎng)期堆積后也容易導(dǎo)致定位器故障。

小部分情況由于鍋爐“打水壓”、疏放水等原因，容易出現(xiàn)排污管或閥門滲漏。如果此時(shí)定位器防護(hù)不到位或者密封不良，就容易進(jìn)水，定位器進(jìn)水后板件就非常容易出現(xiàn)故障。此外由于二次風(fēng)門執(zhí)行機(jī)構(gòu)所在位置處在高空，大多無(wú)檢修平臺(tái)，檢修作業(yè)時(shí)不太方，而且工作時(shí)危險(xiǎn)系數(shù)也較大。如果安全意識(shí)強(qiáng)，會(huì)搭設(shè)好腳手架后再進(jìn)行檢修作業(yè)，但是這樣會(huì)耽誤很多檢修時(shí)間。如果安全意識(shí)不強(qiáng)，或者說(shuō)“膽子大”，往往就會(huì)踩著旁邊的欄桿或管路來(lái)進(jìn)行檢修，但是這樣就相對(duì)較危險(xiǎn)。

由于單臺(tái)定位器的價(jià)格相對(duì)較高，因此在出現(xiàn)數(shù)量較多的執(zhí)行器故障時(shí)，維護(hù)費(fèi)用成本也相對(duì)偏高。

5 問(wèn)題簡(jiǎn)析

造成定位故障的原因有以下幾種：

一是壓縮空氣雜質(zhì)（油污、粉塵等）可能較多，導(dǎo)致氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)定位器壓電閥容易堵塞。再者，有些氣源過(guò)濾凈化裝置安裝不規(guī)范導(dǎo)致過(guò)濾精度下降，也在某種程度上加劇了定位器劣化的進(jìn)度。

二是因?yàn)榭拷仩t爐，懷疑一體式氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)控制單元環(huán)境溫度相對(duì)較高，導(dǎo)致板件容易老化?，F(xiàn)場(chǎng)灰塵較大，在一定程度上加劇了設(shè)備的老化。定位器防護(hù)不到位，進(jìn)水導(dǎo)致定位器故障。

三是由于設(shè)計(jì)原因，基建期二次風(fēng)門區(qū)域未搭設(shè)檢修平臺(tái)，導(dǎo)致執(zhí)行機(jī)構(gòu)維修不方便，危險(xiǎn)性較大。

四是氣動(dòng)執(zhí)行器的選型可能不太滿足現(xiàn)場(chǎng)使用需求。加上單臺(tái)執(zhí)行器的價(jià)格相對(duì)較高，維護(hù)的備件不能及時(shí)進(jìn)行補(bǔ)充，一定程度上加劇了故障消除的難度。

6 二次風(fēng)門氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)改造情況

一是為改善壓縮空氣質(zhì)量，2015—2016年對(duì)二次風(fēng)門區(qū)域的壓縮空氣凈化裝置進(jìn)行簡(jiǎn)單改造，在原來(lái)氣源凈化箱的出口又增加了一套過(guò)濾裝置，進(jìn)一步對(duì)壓縮空氣進(jìn)行過(guò)濾凈化。改到了起到了一定的效果。但是這也在一定程度上對(duì)壓縮空氣壓力有一定的消解弱化作用。

二是為改善控制單元環(huán)境溫度較高的問(wèn)題，2017—2021年陸續(xù)對(duì)1、3、4號(hào)爐部分氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)定位器進(jìn)行了分體式改造，且重新進(jìn)行了選型。布置情況如圖1所示。

圖1 氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)定位器分體式改造圖

經(jīng)調(diào)研，有電廠二次風(fēng)門執(zhí)行機(jī)構(gòu)采用的是電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)，但是由氣動(dòng)改為電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)也不太現(xiàn)實(shí)（一是工作量較大，二是效果不一定比氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)要好，三是動(dòng)作響應(yīng)速度上會(huì)變慢）。

綜合考慮最終采用的氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)，但是品牌進(jìn)行了更改。采用了西門子和ABB 的分體式定位器，從改造后效果來(lái)看，故障率明顯降低。此外通過(guò)改造，有一部分定位器被替換下來(lái)，作為其他未改造的執(zhí)行器定位器的備件，在一定程度上也緩解了維護(hù)費(fèi)用較高的壓力。

三是為解無(wú)檢修不方便的問(wèn)題，對(duì)3、4號(hào)爐的二次風(fēng)門制作了部分檢修平臺(tái)。從實(shí)際效果來(lái)看，確實(shí)對(duì)日常的檢修維護(hù)起到了較大幫助，同時(shí)也降低了高處作業(yè)的風(fēng)險(xiǎn)。

7 仍存在的問(wèn)題

一是2號(hào)機(jī)組二次風(fēng)門氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)未進(jìn)行執(zhí)行機(jī)構(gòu)定位器的分體改造工作，故障率相對(duì)較高，維護(hù)量也偏多。

二是由于總體數(shù)量較大，除了2號(hào)機(jī)組意外，其他機(jī)組仍有較多的二次風(fēng)門執(zhí)行機(jī)構(gòu)未進(jìn)行分體改造。

三是燃燒器擺角執(zhí)行機(jī)構(gòu)和燃盡風(fēng)擺角執(zhí)行機(jī)構(gòu)閉鎖閥、流量放大器、氣源管路和接頭存在不同程度的劣化情況，故障率近兩年有所上升。

四是1、2爐二次風(fēng)門氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)仍缺少合適的檢修作業(yè)平臺(tái)，不方便作業(yè)。

五是3、4號(hào)爐燃盡風(fēng)門和燃燒器擺角執(zhí)行機(jī)構(gòu)區(qū)域仍有缺少檢修平臺(tái)的情況。

8 后續(xù)的初步解決方案

一是針對(duì)2號(hào)爐未進(jìn)行定位器分體改造的情況，盡早將改造方案進(jìn)行提報(bào)。待項(xiàng)目批復(fù)后進(jìn)行改造。

二是針對(duì)其他機(jī)組仍有未改造的定位器的問(wèn)題，由于改造所用的費(fèi)用較高，不可能將所有定位一起進(jìn)行改造，因此需要分批實(shí)施。

三是針對(duì)燃燒器擺角執(zhí)行機(jī)構(gòu)故障率上升的問(wèn)題，首先要儲(chǔ)備一定數(shù)量的備件，在出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)能及時(shí)進(jìn)行更換。在將燃燒器擺角執(zhí)行機(jī)構(gòu)和燃盡風(fēng)門執(zhí)行機(jī)構(gòu)的分體改造也提上日程。

四是針對(duì)1、2號(hào)爐二次風(fēng)門執(zhí)行機(jī)構(gòu)未搭設(shè)合適的檢修平臺(tái)問(wèn)題，要制定專項(xiàng)的整改計(jì)劃和專門項(xiàng)目來(lái)實(shí)施。3、4號(hào)爐未搭設(shè)檢修平臺(tái)的問(wèn)題也要排上日程。

9 后續(xù)的初步解決方案以往改造中出現(xiàn)過(guò)的問(wèn)題

一是電纜問(wèn)題。由于進(jìn)行分體改造，原來(lái)的電纜長(zhǎng)度會(huì)出現(xiàn)長(zhǎng)度短缺的問(wèn)題。在實(shí)施過(guò)程中多為中間短接，然后用膠帶包裹。這種處理方式難免會(huì)出現(xiàn)線纜接觸不良的情況。電纜在進(jìn)行敷設(shè)完成時(shí)，或者在抽拽電纜后，電纜未進(jìn)行及時(shí)的綁扎固定，就使得電纜在槽盒里布置比較混亂。加上檢修技改的工期比較緊張，往往忽視了此類問(wèn)題。電纜在敷設(shè)完成后，存在未及時(shí)對(duì)電纜粉刷防火涂料，進(jìn)行防火封堵、加裝防火隔斷等問(wèn)題。

二是樣管路的彎管工作是一個(gè)相對(duì)要求較高的工作，所以就要求施工人員的技能水平要高。取樣管路鋪設(shè)完成后要橫平豎直，且固定牢固。但是在以往的實(shí)施過(guò)程中，嚴(yán)格來(lái)說(shuō)都未達(dá)到設(shè)計(jì)要求。有的取樣管路還存在晃動(dòng)、有磨損風(fēng)險(xiǎn)的情況。有的固定卡扣除存在未加裝墊圈，螺絲處未加裝彈簧墊片的情況。最近的一次取樣管路在安裝的過(guò)程中，出現(xiàn)了緊固螺絲購(gòu)買的數(shù)量不夠，且部分螺母和螺絲不匹配的情況，導(dǎo)致工期嚴(yán)重滯后。

三是現(xiàn)場(chǎng)設(shè)計(jì)和布置問(wèn)題。3號(hào)機(jī)組控制箱的安裝位置由于選取不合理，在此后的檢修工作中影響了鍋爐專業(yè)燃燒器的檢修更換工作。因此不得不再對(duì)控制箱進(jìn)行重新安裝。

四是人員配置和工期問(wèn)題。在人員的安排上，1號(hào)機(jī)組二次風(fēng)門在改造過(guò)程中由于人手不夠?qū)е?，施工質(zhì)量欠佳。氣源管路敷設(shè)不夠規(guī)范，再者氣源管路接頭連接不夠緊密，導(dǎo)致漏氣處較多。漏氣多就導(dǎo)致定位器在整定過(guò)程中故障就偏高。4號(hào)機(jī)組在施工過(guò)程中，由于人員人手不夠，再加上施工人員水平欠佳，導(dǎo)致施工工期嚴(yán)重超期，原來(lái)1個(gè)月度工作拖至2個(gè)月才完工。

10 后續(xù)改造及運(yùn)行中注意事項(xiàng)

一是在制定招標(biāo)文件時(shí)候要把技術(shù)要求編寫完整，將所需要的備件和材料種類、數(shù)量、規(guī)格要求等羅列清楚。

二是施工前準(zhǔn)備備件、材料準(zhǔn)備。在合同簽訂后要積極的跟蹤中標(biāo)方的備貨情況，確認(rèn)改造所用物資能如期到貨，供貨前要先與供貨方溝通確認(rèn)，以防所供貨物缺失或遺漏。確認(rèn)所供給貨品具體的規(guī)格類型是否是實(shí)際所需的規(guī)格型號(hào)。以免到貨后不合適再進(jìn)行退換貨，延誤工期。

三是施工前人員準(zhǔn)備。提醒施工方要及時(shí)聯(lián)系具體到場(chǎng)施工人員，人員數(shù)量要能滿足現(xiàn)場(chǎng)工期內(nèi)的施工需求，并留有一定富余。人員的技能水平要能滿足現(xiàn)場(chǎng)施工要求，比如說(shuō)氣源管路的敷設(shè)，是一個(gè)技術(shù)要求相對(duì)較高的工作，所以要提前聯(lián)系好專門彎管的師傅，且是熟練工。再比如現(xiàn)場(chǎng)要進(jìn)行控制柜的固定安裝工作，因此要提前聯(lián)系有熟練焊接技術(shù)的焊工師傅，且焊工要持證上崗。進(jìn)入現(xiàn)場(chǎng)前，要對(duì)所有施工人員進(jìn)行安全和技術(shù)交底，所有施工人員必須配備必要的安全防護(hù)用品（口罩、手套等），必要時(shí)進(jìn)行事故演練。

四是施工過(guò)程中進(jìn)度和質(zhì)量嚴(yán)格把控。施工過(guò)程中會(huì)不可避免的出現(xiàn)各種問(wèn)題，所以應(yīng)提前制定出檢修工期和具體的計(jì)劃，每天要核對(duì)各個(gè)節(jié)點(diǎn)的完成情況，查看是超前計(jì)劃節(jié)點(diǎn)還是滯后計(jì)劃節(jié)點(diǎn)。一旦出現(xiàn)滯后情況及時(shí)進(jìn)行分析，并積極采取補(bǔ)救措施。同時(shí)，要提前準(zhǔn)備的一定要提前進(jìn)行準(zhǔn)備，比如某處施工需要搭設(shè)腳手架，在施工前就要聯(lián)系并搭設(shè)好。如果未能提前進(jìn)行安排，有可能會(huì)造成，實(shí)際需要時(shí)不能及時(shí)進(jìn)行搭設(shè)的情況，這樣往往會(huì)延誤工期。

施工時(shí)，要派專人（專責(zé)監(jiān)護(hù)人或工作負(fù)責(zé)人）進(jìn)行盯守。避免施工過(guò)程中出現(xiàn)不按照要求施工的情況，比如電纜敷設(shè)過(guò)程中未進(jìn)行綁扎工作，還有電纜敷設(shè)完成后未進(jìn)行粉刷防火涂料和加裝防火隔斷，另外電纜長(zhǎng)度不夠時(shí)未進(jìn)行焊接而是直接用膠帶包裹等現(xiàn)象，如果施工時(shí)發(fā)現(xiàn)此類情況及時(shí)的提醒施工人員進(jìn)行改正，也減少后面驗(yàn)收不合格再返工的情況。

現(xiàn)場(chǎng)專責(zé)監(jiān)護(hù)人要做好監(jiān)護(hù)，減少人員受傷等不安全的事件發(fā)生，如施工人員工作時(shí)未佩戴防護(hù)手套和口罩，以及高處作業(yè)時(shí)未正確佩戴合格的安全帶時(shí)，現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)護(hù)人要及時(shí)進(jìn)行提醒，降低事故發(fā)生的概率。

此外項(xiàng)目經(jīng)理和其他管理人員在開(kāi)工前要對(duì)當(dāng)天的工作要點(diǎn)和注意事項(xiàng)，強(qiáng)調(diào)布置。如氣源管路的鋪設(shè)工作，路徑怎么走，管路怎么固定，注意施工安全等問(wèn)題。施工過(guò)程中要定期或不定期對(duì)現(xiàn)場(chǎng)施工情況進(jìn)行查看，對(duì)出現(xiàn)的不規(guī)范作業(yè)及時(shí)進(jìn)行糾正提醒。

五是安裝后調(diào)試、驗(yàn)收。安裝完成后要先對(duì)氣源管路進(jìn)行吹掃，以免遺留在管路中的雜質(zhì)進(jìn)入到定位器內(nèi)。在現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試完畢后要進(jìn)行遠(yuǎn)方的傳動(dòng)工作，傳動(dòng)時(shí)要通知鍋爐專業(yè)、運(yùn)行人員現(xiàn)場(chǎng)見(jiàn)證確認(rèn)，一是確認(rèn)執(zhí)行器動(dòng)作情況良好，二是執(zhí)行器開(kāi)關(guān)作用和二次風(fēng)門擋板實(shí)際開(kāi)度相互匹配。傳動(dòng)完成后要各方簽字進(jìn)行確認(rèn)。

11 總結(jié)

由于二次風(fēng)門氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)數(shù)量較多，需要的費(fèi)用和人力也相對(duì)較多，因此不太可能短時(shí)間把所有的工作全部完成，后續(xù)還要持續(xù)的改進(jìn)。