600MW火電機組火檢設備改造、維護及問題探討

丁旭

摘 要：本文以烏沙山發電廠火檢系統設備為基礎，對火焰檢測系統技術改造及在火電廠的使用中容易出現的一些問題進行分析討論，為優化火檢系統運行，提高系統可靠性和機組安全性提供必要的理論依據。

關鍵詞：火焰檢測；技術改造；優化；可靠性；安全

1 設備問題與改造成果

火檢掃描器（火檢探頭）和火檢光纖故障率高、壽命遠低于其設計壽命，通過廠家對故障火檢掃描器及火檢光纖的檢測，并通過就地檢查及問題分析得出以下故障原因：①火檢掃描器距離爐膛比較近，受爐膛熱輻射較嚴重。②火檢冷卻風管道的實際安裝尺寸與廠家設計的尺寸有所出入。③各層的火檢冷卻風管道緊貼爐膛鋪設，夏季環境溫度較高，外加爐膛輻射，用于火檢光纖冷卻的火檢冷卻風溫，高達45℃，嚴重影響了火檢光纖的冷卻效果。

以上的情況致使火檢掃描器、火檢光纖故障頻繁，火檢裝置除了監視爐膛燃燒情況，還是鍋爐安全運行的重要保護裝置，由于爐壁高溫導致火檢掃描器燒壞，已經嚴重影響了機組的安全運行，同時，火檢裝置備件消耗量過大，消耗了大量尺寸的維護費用，導致維護成本居高不下，也增大了現場維護人員的工作量。所以在經過與廠家的技術討論及現場實際核對設計了兩套減小爐膛對火檢掃描器熱輻射的方案，并對冷卻風管道及火檢預制電纜目前存在的問題進行優化，以減少火檢光纖及火檢預制電纜的故障率，具體成果如下：

①外導管改造，按原有外導管樣式進行設計，原管徑不變，前端金屬軟體長度不變，在原冷卻風進口管處加裝長840mm（40mm為螺紋旋進長度），前端有內螺紋，后端有外螺紋的加長管。由于原導管后部的冷卻風進口管段可通過螺紋拆卸，將加工好的加長管在原外導管后部用螺紋連接好，再裝上冷卻風進口管段，即可實現將火檢火檢掃描器后移800mm。需按如下尺寸外委加工加長管段。②內導管及光纖改造，原管徑不變，前端金屬軟體長度不變，管體部分按原長度加長800mm。光纖相應加長800mm。得到4000mm內導管，4000mm光纖，光纖采用端面有效直徑為Φ3mm（軟質）光纖，保證觀測角度約3°；光纖可耐溫達+400℃；前端鏡頭組件可耐溫達+500℃。③電纜槽盒及相應電纜改造，在A-F層火檢附近焊接鍍鋅管，并在底部打孔，控制電纜通過鍍鋅管進入該層下的電纜橋架，各火檢的控制電纜匯合后再由橋架穿出，自下而上進入該層火檢接線盒。拆除原電纜橋架及控制電纜，搭設自下層橋架至該層火檢接線盒的電纜橋架，重新敷設從火檢火檢掃描器處開始，進入鍍鋅管，經由電纜橋架進入火檢控制箱的控制電纜（包括油火檢電纜）。需焊接鍍鋅管、搭設電纜橋架、敷設火檢專用電纜。④冷卻風管改造，將原來下層至中層、中層至上層的豎直連接的母管改為管徑均與冷卻風機出口母管相同尺寸，將伸往各層火檢的冷卻風管，根據實際情況，安裝時遠離爐壁100cm。⑤在前、后墻上層適當位置安裝就地壓力表，以便對火檢末端風壓進行監視。⑥由于考慮到火檢探頭處的壓力不夠，開始考慮從密封風機處引出一路到火檢冷卻風母管，但由于密封風機的容量余量不夠，因此只能新增加火檢冷卻風機一臺，其布置方式采用與現運行的火檢冷卻風機串聯運行以提高風機出口母管的壓力。需增加火檢冷卻風機（含電機）2臺，風機過濾器2套，風機底座1只，Y型管1只。其中風機性能參數要求如下：

風量： 1800m3/Hr

全風壓： 7.0KPa

風機效率： >85%

風機軸功率： 11.3kW

噪聲水平（距風機外殼一米處）： ≤80 dB（A）

風機軸承溫升： ≤50℃

轉子動平衡最終評價等級： G4

2 日常維護及問題探討

（1）火檢掃描器（火檢探頭）故障，通過2.1光纖外導管加長改造后，火檢掃描器的故障率大幅降低，為改造前的1/3，但火檢掃描器仍然是火檢系統故障率最高的設備，火檢系統故障有67%的問題是出自火檢探頭（2015年2號機組火檢系統故障全年統計結果）同時也是火檢系統消耗最大的備品備件，所以在出現火檢信號消失的情況首先檢查火檢探頭，檢查方法為更換新火檢探頭看上位機火檢信號是否恢復，如果已經恢復則判斷為火檢探頭故障，如未恢復則繼續對系統內其他設備進行檢查。

（2）火檢預制電纜故障或火檢預制電纜與火檢探頭未連接牢固，連接是否牢固可在檢查火檢探頭時查看，而火檢預制電纜的情況只能通過在接線盒處與鄰近火檢的預制電纜接線進行互換進行判斷，如互換后鄰近火檢的上位機顯示無火檢信號，而故障火檢此時火檢信號正常，則可判斷為火檢預制電纜故障需進行更換，如互換后仍鄰近火檢通道有火檢信號但故障火檢此時無火檢信號，可排除為就地設備故障，需繼續對其他設備進行排查。

（3）火檢外導管前端燒毀，致使火檢光纖完全無法傳輸爐膛內部燃燒狀況，此情況的出現頻率極低，近兩年共發生三起，但仍需要非常重視，因為火檢外導管前端燒毀可能是燃燒器燒毀的前兆，也可能是火檢內導管在燃燒器噴口處的焊接位置不對（過于靠近噴口）導致，如檢查過程中發現內導管拆除難度大甚至無法抽出，抽出后火檢內導管前端已燒毀或內導管前端軟體部分金屬顏色變化比較明顯，有超溫現象，同時在火檢外導管探頭側完全無法看到爐膛內部反射的黃光，則可以判斷外導管已燒毀，此時需退出該火檢設備，并對外導管探頭側進行封堵，并通知運行人員及鍋爐專業技術人員對燃燒器的情況進行檢查判斷，火檢設備在檢修時進行恢復。

參考文獻

[1]楊乃岡.熱工控制系統和設備[M].中國電力出版社，2014.

（作者單位：浙江大唐烏沙山發電有限責任公司）