火電機組可靠性分析

劉袁新　陸建峰　張皓

摘 要：電力可靠性數據分析是電力可靠性管理的重要內容，其中，如何從大量的可靠性原始數據中發掘出指導電力生產的有用信息是電力可靠性管理的重要任務之一。文章主要統計分析了某公司2017年機組可靠性數據指標，找出了故障集中點，提出了解決方案。通過對機組非計劃停運原因分析，明確了機組故障的多發位置，為未來機組的檢修維護及可靠性數據應用提供了參考依據。

關鍵詞：火電；故障；可靠性；原因分析

中圖分類號：TB114.3 文獻標志碼：A 文章編號：2095-2945（2019）04-0043-02

Abstract： The analysis of electric power reliability data is an important part of electric power reliability management， in which how to find out the useful information to guide electric power production from a large number of original reliability data is one of the important tasks of electric power reliability management. This paper mainly analyzes the reliability data index of a unit in 2017， finds out the fault concentration point， and puts forward a solution. By analyzing the causes of unplanned outage， the frequent locations of unit failures are defined， which provides a reference basis for the maintenance and reliability data application in the future.

Keywords： thermal power； fault； reliability； cause analysis

近年來，由于對電力可靠性管理工作的重視和加強，我國電力可靠性管理工作取得了巨大的發展，全國電力系統可靠性水平實現穩步提升。但同時，還存在部分不足，如需進一步開展對現有可靠性統計數據深層次挖掘和應用工作，將現有可靠性研究成果進行轉化應用。

1 概述

由于全社會用電量處于平穩增長的態勢，我國燃煤發電機組2017年度整體負荷率有所上升，運行系數為70.93%，同比上升2.22個百分點；等效可用系數為92.76%，同比下降0.01個百分點；等效強迫停運率為0.57%，同比上升0.24個百分點；非計劃停運次數每臺年為0.65次，同比增加0.3次；非計劃停運總時間為95925.6小時。總體而言，煤電機組可靠性指標維持在較高水平。

某公司是一個以核電、火電、水電及新能源發電產業為核心，一體化發展的綜合性能源集團，裝機容量1.26億千瓦，其中，清潔能源裝機0.52億千瓦，占比41.3%。參與電力可靠性評價的火電機組中，燃煤機組占據絕大多數，共計200臺，裝機0.69億千瓦，占據火電裝機容量的93.21%。

2 非計劃停運事件統計

某公司2017年火電機組共發生非計劃停運92次，分為設備原因導致非計劃停運78次，其他原因14次。其中，鍋爐原因“非停”48次，占比51.17%；熱控原因“非停”14次，占比15.22%；電氣原因9次，占比9.78%；汽機原因7次，占比7.61%。

3 鍋爐原因非計劃停運事件分析

2017年火電機組鍋爐專業發生48次非計劃停運事件，占2017年火電機組“非停”總數的51.17%。

火電機組鍋爐專業“非停”按系統分類，分別是鍋爐本體系統“非停”38次，占火電機組鍋爐專業“非停”總數的79.16%；風煙系統“非停”8次，占火電機組鍋爐專業“非停”總數的16.67%；脫硫系統“非停”1次，占火電機組鍋爐專業“非停”總數的2.08%，詳細數據見表2。

由表2可以看出，鍋爐本體和風煙系統故障導致“非停”占鍋爐專業“非停”總數的97.91%，是導致鍋爐專業“非停”的主要原因。

由表3可以看出，2017年，火電機組鍋爐“四管”泄漏導致“非停”36次，占火電機組2017年總“非停”次數的39.13%，占鍋爐原因“非停”次數75%。

2017年，火電機組發生的36次“四管”泄漏“非停”事件中，水冷壁、過熱器、再熱器、省煤器泄漏占比分別為：41.67%、30.56%、19.44%、8.33%。

4 存在的主要問題及原因分析

鍋爐“四管”泄漏事件中，飛灰煙氣磨損、焊接質量或工藝不良以及管壁超溫導致的“四管”泄漏事件占比達80.56%，是“四管”泄漏的主要原因，反映出以下幾個問題：

4.1 基建遺留問題，“四管”監督體系不健全

部分發電企業基建過程中，鍋爐“四管”焊接水平參差不齊，甚至存在將異物遺留在“四管”內的現象，加之質量監管體系不健全，發生“四管”泄漏事件。

4.2 鍋爐調試不精細，無法達到設計工況

鍋爐調試中，一些試驗存在數據收集不準確、分析不深入的情況。如鍋爐冷態空氣動力場試驗，當鍋爐內部空氣動力場沒有達到設計工況時，一方面影響鍋爐效率，嚴重時鍋爐局部會形成“煙氣走廊”，加劇管壁磨損。

4.3 日常檢修質量不高，重點區域未加強防范

機組檢修中，鍋爐“四管”檢查存在不到位的情況，鍋爐“四管”檢修未建立完善的管理臺賬。鍋爐內煙氣流速較快的重點區域，缺乏有效防磨措施，防磨裝置質量不高，甚至缺失，鍋爐運行工況惡化。

4.4 運行人員操作不規范，管壁溫度監視力度不足

部分發電企業運行人員，在機組啟停過程中未嚴格執行規程要求，機組負荷升降幅度過大，管壁溫度升降速率過快，導致管壁產生較大交變應力；運行人員對鍋爐壁溫測點監視力度不足，當鍋爐管壁局部超溫時，運行人員短時間內未監視發現。

4.5 部分企業大比例摻燒劣質煤，特殊煤種及煤質變化導致“四管”泄漏

近年來，煤炭價格持續高企，為了企業效益，部分發電企業較大比例地摻燒劣質煤，燃煤質量不好引起的非計劃停運占比一直在上升。劣質煤灰分含量大，客觀上也加劇了灰飛磨損程度；部分“W”型火焰爐燃燒中心火焰溫度高，燃用高硫分無煙煤，高硫煤特點是發熱量低、硫分高、灰分高，又進一步加劇了爐膛內熱負荷不平均，容易導致發生超溫爆管等情況。

5 針對性管控措施

5.1 加強監管，嚴控鍋爐“四管”泄漏事件

發電企業要高度重視鍋爐“四管”防磨防爆檢查治理工作，切實采取有效措施，降低鍋爐“四管”漏泄事件的發生。運行人員要加強鍋爐管壁監視力度，嚴防超溫；檢修人員要精心檢查，做到分片負責、交叉復查、不留死角，并建立數據臺賬；金屬監督人員要定期對鍋爐“四管”進行探傷檢測，及時發現隱蔽缺陷，并總結分析規律，更好地指導鍋爐“四管”檢修工作。

5.2 加大重要測點、設備的檢查維護力度，嚴控第一類非計劃停運事件

發電企業要認真開展重要測點、設備隱患的排查工作，對處于惡劣工況下的測點、設備要采取切實有效的防范措施，并制定行之有效的事故預案。

5.3 持續提升運行標準化管理水平，嚴控人因導致的機組非計劃停運事件

發電企業要持續提升運行標準化管理水平，不斷夯實運行管理基礎。通過系統、科學的培訓，培養運行人員規范操作習慣，不斷提高運行人員專業操作能力和事故處理水平，嚴控人因導致的機組非計劃停運事件。

5.4 加強保護定值、邏輯保護的排查，發現問題及時整改

發電企業要利用機組臨檢、等級檢修的時機，對重要電氣設備保護定值、控制系統保護邏輯進行全面、系統的梳理，發現問題及時整改。

6 結論與效果

通過對2017年火電機組非計劃停運原因進行分析，發現鍋爐專業“非停”次數居多，“四管”泄漏仍然是非計劃停運的主要原因。專業人員應有針對性地制定管控措施，并在實踐中加以落實，提高機組安全穩定性，為可靠性管理向更深層次發展探索經驗。

參考文獻：

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