提高單輔機機組運行的可靠性研究

劉鐵成

摘 要：本文針對660MW級機組空預器、送風機、一次風機及汽動給水泵單列布置，從設備運行可靠性方面進行了全面分析，并給出提高單輔機機組運行可靠性的實施方案。

關鍵詞：單輔機;單列布置;雙列布置;可靠性

1引言

單輔機機組是指為了簡化系統(tǒng)、減少投資及降低廠用電率，汽動給水泵、送風機、空氣預熱器以及一次風機均采用一臺 100%全容量設備的機組。既然一臺機組的重要輔機都是單列布置，那么為了保證機組長期安全穩(wěn)定運行，提高單輔機運行可靠性就至關重要了。中電聯(lián)2016年發(fā)布的近五年200MW及以上容量火電機組主要輔助設備運行可靠性指標如表1所示。從表1中可以看出給水泵、送風機及引風機的運行可靠性已經很高了，但是單列布置會導致機組可靠性有所下降。因此，在機組運行監(jiān)視及調整方面仍然有很多工作要做。

2.設備單、雙列布置可靠性計算

2.1設備單、雙列布置圖

（1）雙列布置圖

汽動給水泵、一次風機、送風機、引風機均采用雙列布置，按照圖1 進行可靠性計算。雙列布置圖如圖1 所示。

（2）單列布置圖

汽動給水泵、一次風機、送風機采用單列布置，引風機采用雙列布置，按照圖2 進行可靠性計算。單列布置圖如圖2 所示。

2.2設備單、雙列可靠性概率計算

由表 1的數(shù)據(jù)可知：

送風機平均可用系數(shù)：P=0.99992（非停率為0.008%）

引風機平均可用系數(shù)：P=0.99972（非停率為0.028%）

給水泵平均可用系數(shù)：P=0.9（非停率為0.1%）

一次風機與空預器無可靠性數(shù)據(jù)，根據(jù)一次風機和空預器設備本體的可靠性較好，通常其可靠性指標可以達到 98%以上，本文設定一次風機與空預器的可靠性指標為：

一次風機平均可用系數(shù)：P=0.9997（非停率為0.03%）

空預器平均可用系數(shù)：P=0.99（非停率為1%）

（1）設備雙列運行可靠性計算

雙列運行可靠性概率為P（S），設備雙列可靠性概率：

P（S）=（（P（K1）+P（K2）-P（K1）P（K2））×（（P（P1）+P（P2）-P（P1）P（P2））×（（P（F1）+P（F2）-P（F1）P（F2））×（（P（A1）+P（A2）-P（A1）P（A2））×（（P（I1）+P（I2）-P（I1）P（I2））=（0.9+0.9-0.9×

0.9）×（0.9997+0.9997-0.9997×0.9997）×（0.99992+0.99992-0.99992×0.99992）×（0.99+0.99-0.99×0.99）×（0.99972+0.99972-0.99972×0.99972）=0.99×0.99999991×0.9999999936×0.9999999216×0.9999=0.989900827

（2）設備單列運行可靠性計算

單列運行可靠性概率為P（D），設備單列可靠性概率：

P（S）=P（K）×（P（P）×（P（F）×（P（A）×（（P（I1）+P（I2）-P（I1）P（I2））=0.9×0.9997×0.99992×0.99×（0.99972+0.99972-0.99972×0.99972）=0.891

（3）單列和雙列布置可靠性比較

雙列布置：當單側送風機或引風機跳閘時，對應側的引風機或送風機聯(lián)鎖跳閘，機組RB動作自動減負荷至50%額定負荷，另一側送引風機自動調整以維持爐膛的負壓及風量。當單側一次風機停機時，機組也將RB動作自動減負荷至50%額定負荷。

單列布置：當送風機、一次風機、空預器、給水泵中任意一臺設備跳閘都將觸發(fā)鍋爐MFT保護動作，機組解列。根據(jù)以上設備單雙列布置可靠性概率計算可知，機組的可靠性明顯下降。一次風機、送風機和空預器的快速減負荷功能（簡稱RB）喪失，僅保留引風機和磨煤機跳閘RB功能。由于缺少官方公布的空預器可靠性數(shù)據(jù)，所以未計算空預器對機組可靠度的影響。據(jù)對運行電廠了解，空預器設備本體的可靠性也較好，能達到98%以上。

總之，機組單列輔機對機組運行的可靠性比雙列輔機有較大的下降。下降的可靠性要依靠對DCS加強監(jiān)視，就地加強巡檢及運行操作精心調整來進行彌補，同時，在異常處理的過程中，也要考慮的全面周到，防止事故的擴大和蔓延。

3提高單輔機機組運行可靠性的方案

為了保證輔機單列布置機組能夠長周期安全穩(wěn)定運行，需要從以下幾個方面來著手提高單輔機的可靠性。

3.1加強單輔機設備DCS畫面參數(shù)監(jiān)視

機組正常運行期間，必須保證每半小時對單輔機畫面參數(shù)檢查一次，半小時間隔內，必須監(jiān)視好單輔機重要參數(shù)曲線，發(fā)現(xiàn)異常及時匯報，同時，分析并查找原因，消除產生的異常，防止事故惡化。加強軟硬光字報警監(jiān)視，及時確認報警內容并對其復位。

需要監(jiān)視的重要參數(shù)如下：

汽動給水泵組：汽泵密封水差壓、溫升;汽泵、汽前泵密封水回水溫度;汽前泵、汽泵及小機各軸承振動、溫度;小機潤滑油壓、油溫、油位;小機軸向位移;小機真空;小機軸封壓力、溫度;小機排汽溫度;小機凝汽器液位。

一次風機及送風機：電機電流及定子線圈溫度;風機及電機軸承振動、溫度;潤滑油及液壓油箱油位、油溫、油壓。

空預器：空預器電流及轉速;空預器支持軸承及導向軸承溫度;煙氣溫度及出入口差壓。

3.2加強單輔機設備就地巡檢

每班對單輔機設備至少認真巡檢兩次，按照就地巡檢表、巡檢本填寫要求填寫巡檢數(shù)據(jù)并同之前的數(shù)據(jù)進行對比，發(fā)現(xiàn)異常及時匯報。同時，要對單輔機設備存在的缺陷加強關注，查看缺陷是否有擴大趨勢，發(fā)現(xiàn)有擴大趨勢影響設備安全運行時，及時通知點檢商討方案并處理。

巡檢項目如下：

汽動給水泵組：汽泵周圍清潔無雜物，無汽、水、油等泄漏;汽泵密封水最大泄漏量不大于 15 滴/min;冷再、輔汽至小機供汽管道疏水器投入，管道無振動;就地測量汽泵及汽前泵推力軸承溫度;小機油凈化真空箱油溫1/2，系統(tǒng)無跑油。

一次風機及送風機：風機、電機無異音;各處無漏風、漏水、漏油現(xiàn)象;風機動葉連桿連接無松動;各軸承觀察窗油位無異常。

空預器：空預器內部無摩擦、碰撞等異常聲音;各人孔、檢查孔無漏風、冒灰、抽空氣等情況;空預器電纜溫度小于50℃;空預器無火災報警。

3.3涉及單輔機設備操作加強監(jiān)護等級

所有涉及單輔機設備系統(tǒng)DCS操作時，必須提前匯報，并提高監(jiān)護等級。操作過程中，嚴格執(zhí)行操作票有疑問及時停止操作，弄清楚疑問后方可繼續(xù)操作。對于涉及單輔機的調整性操作或單一閥門操作等不需要操作票的工作，必須兩人進行，操作較熟悉的人員進行監(jiān)護，同時征得機組負責人的同意。

3.4 重點監(jiān)督單輔機設備油站油質

機組正常運行的過程中，應重點監(jiān)督小機及汽動給水泵組、送風機、一次風機等油站油質，并對油站油質進行定期化驗。油質劣化時認真分析原因并采取措施，設法消除，防止油質不良導致單輔機設備被迫停運，造成機組非停。

加強對小機油凈化運行情況進行監(jiān)視，小機油凈化因故障退出運行后，及時聯(lián)系檢修進行故障處理，不得長時間退出運行。同時加強對小機軸封壓力和汽泵密封水壓力進行監(jiān)視，壓力過高時及時調整，防止因壓力過高導致油中進水，造成油質惡化。

4 總結

從中電聯(lián)2016年發(fā)布的近五年200MW及以上容量火電機組主要輔助設備運行可靠性指標中可以看出，設備的非停率在逐漸減小，送風機、引風機的非停率在2016年已經降低為0%，說明設備的可靠性已經越來越高，幾乎達到了頂峰，沒有了進步的余地。但單、雙列布置仍然有很大的區(qū)別，就像是很多輔機設備一用一備，有著冗余設置一樣，雙列布置的機組運行的可靠性明顯高于單列布置。本文已經對輔機單、雙列布置機組可靠性概率進行了計算，結果一目了然，單輔機設備運行可靠性明顯下降，且機組單輔機設備布置越多，機組可靠性下降越多。雖然犧牲了機組的可靠性，但是從機組建成造價、運行效率和節(jié)能方面卻是貢獻突出。首先，在機組建成造價方面，根據(jù)各制造廠提供的設備報價，機組輔機單列布置合計可以降低設備造價1008～1350萬元左右，同時可節(jié)省煙風擋板約51萬元左右，電氣部分節(jié)省約33萬元，共計每臺爐可以節(jié)省造價約1092～1434萬元左右的初投資。其次，在單輔機運行效率方面，在機組滿負荷工況運行時，單列風機比雙列風機的效率略有提高，但在經濟負荷工況下運行時，單列風機運行效率比雙列風機效率高3%～4%。再次，從節(jié)能方面，由于單輔機運行效率較高，廠用電率大大減小，體現(xiàn)單列輔機在部分負荷下在節(jié)能方面的優(yōu)勢。

綜上所述，輔機單列布置有如此多的優(yōu)點，機組運行的可靠性降低這一缺點就顯得不那么突出了，而且可以通過運行中精心監(jiān)視和調整、異常的及時發(fā)現(xiàn)和果斷處理來克服這一缺點，保證機組能夠長期安全穩(wěn)定運行。

參考文獻：

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[2]李麗君等.鍋爐單列輔機配置對機組運行可靠性研究[J].電站系統(tǒng)工程，2015，5（3）.

[3]660MW超超臨界機組集控運行規(guī)程.內蒙古大唐國際托克托發(fā)電有限責任公司.