火電廠鍋爐運(yùn)行控制及故障預(yù)防研究

尹政偉

（山西京玉發(fā)電有限責(zé)任公司，山西朔州 037200）

火電廠鍋爐是火電廠的核心設(shè)備，運(yùn)行狀況直接影響火電廠的能源轉(zhuǎn)換效率和經(jīng)濟(jì)效益。因此，對火電廠鍋爐的運(yùn)行控制和故障預(yù)防進(jìn)行研究具有重要意義。但就目前火電廠鍋爐運(yùn)行環(huán)節(jié)仍然存在一系列故障與隱患問題有待改善。因此，火電廠鍋爐運(yùn)行控制與故障預(yù)防工作需要得到相關(guān)人員的高度重視與廣泛關(guān)注，并在實(shí)踐工作中不斷總結(jié)工作經(jīng)驗(yàn)，對于常見故障問題制訂相應(yīng)的運(yùn)行控制策略與相應(yīng)的故障預(yù)防計劃。

1 火電廠鍋爐運(yùn)行故障問題

火電廠鍋爐運(yùn)行故障問題有：①鍋爐溫度控制不當(dāng)。鍋爐的燃燒過程需要保持一定的溫度范圍，如果溫度控制不當(dāng)，可能會導(dǎo)致鍋爐內(nèi)壁結(jié)渣、傳熱效果下降，甚至引發(fā)安全事故，而鍋爐溫度控制不當(dāng)?shù)脑驗(yàn)椋喝剂吓浔炔划?dāng)、燃燒器故障、控制系統(tǒng)故障等。②鍋爐壓力異常。鍋爐的壓力需要保持在一定的范圍內(nèi)，壓力過高或過低，都可能導(dǎo)致鍋爐的安全事故。③鍋爐內(nèi)壁結(jié)垢和腐蝕。鍋爐內(nèi)壁結(jié)垢和腐蝕會影響鍋爐的傳熱效果，導(dǎo)致鍋爐效率下降，嚴(yán)重時會影響鍋爐的正常運(yùn)行。鍋爐結(jié)垢和腐蝕的原因包括水質(zhì)不良、維護(hù)不及時等。④燃燒不穩(wěn)定。燃燒不穩(wěn)定可能導(dǎo)致鍋爐內(nèi)壁溫度波動，影響鍋爐的運(yùn)行效率，鍋爐燃燒不穩(wěn)定的原因包括燃料質(zhì)量不佳、燃燒器故障、控制系統(tǒng)故障等。

2 火電廠鍋爐運(yùn)行控制及故障預(yù)防的重要性

火電廠鍋爐運(yùn)行控制及故障預(yù)防對于火電廠的安全、穩(wěn)定、環(huán)保和節(jié)能具有重要意義。具體而言，火電廠鍋爐運(yùn)行控制及故障預(yù)防的重要性體現(xiàn)在以下幾方面。

（1）鍋爐是火電廠的重要設(shè)備之一，其運(yùn)行狀態(tài)直接關(guān)系到火電廠的能源利用效率和生產(chǎn)效益。通過有效的運(yùn)行控制和故障預(yù)防措施，可確保鍋爐的正常運(yùn)行，提高鍋爐的工作效率，降低能源消耗，從而降低火電廠的運(yùn)行成本。

（2）鍋爐故障不僅會影響火電廠的正常生產(chǎn)，還可能對設(shè)備和人身安全造成威脅。通過有效的運(yùn)行控制和故障預(yù)防措施，可及時發(fā)現(xiàn)和解決潛在的故障隱患，避免事故的發(fā)生，保障設(shè)備和人員的安全。

（3）隨著火電廠生產(chǎn)規(guī)模的不斷擴(kuò)大和自動化水平的不斷提高，鍋爐的運(yùn)行控制變得越來越重要。有效的運(yùn)行控制可確保鍋爐的穩(wěn)定運(yùn)行，提高鍋爐的自動化程度和生產(chǎn)效率。同時，通過故障預(yù)防措施的實(shí)施，可減少鍋爐故障的發(fā)生，減輕運(yùn)行控制人員的工作負(fù)擔(dān)。

（4）火電廠鍋爐的運(yùn)行控制和故障預(yù)防還需要考慮環(huán)保和節(jié)能的要求。隨著國家對環(huán)保和能源利用的重視程度不斷提高，火電廠需要采取更加環(huán)保和節(jié)能的運(yùn)行控制措施，以符合國家相關(guān)法規(guī)和標(biāo)準(zhǔn)[3]。

3 火電廠鍋爐運(yùn)行控制策略

3.1 優(yōu)化鍋爐溫度控制

鍋爐的溫度控制是火電廠鍋爐運(yùn)行的關(guān)鍵部分，若溫度控制不當(dāng)，會導(dǎo)致出現(xiàn)設(shè)備問題，因此需要重視對鍋爐溫度控制措施的選擇。

（1）安裝溫度傳感器等設(shè)備可實(shí)時監(jiān)測鍋爐內(nèi)不同部位的溫度，并掌握其變化情況。這種監(jiān)測系統(tǒng)能夠提供關(guān)于鍋爐運(yùn)行狀態(tài)的重要信息，也有助于及時發(fā)現(xiàn)潛在的問題。

（2）根據(jù)溫度監(jiān)測結(jié)果，可合理調(diào)整加熱器的參數(shù)，例如，加熱器的功率、流量等，以確保加熱器加熱量與鍋爐需求相匹配。這可確保鍋爐內(nèi)的水溫得到適當(dāng)?shù)目刂?，避免出現(xiàn)過熱或欠熱的情況。

（3）根據(jù)鍋爐內(nèi)溫度變化，可調(diào)整燃料供應(yīng)量，使燃料燃燒更加充分、穩(wěn)定。例如，如果監(jiān)測到鍋爐內(nèi)溫度過低，可增加燃料供應(yīng)量以提高水溫；反之，如果溫度過高，可減少燃料供應(yīng)量以降低水溫。

（4）對控制系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化是實(shí)現(xiàn)鍋爐溫度有效控制的關(guān)鍵。優(yōu)化包括改善控制算法、引入先進(jìn)的控制策略等。通過優(yōu)化措施，控制系統(tǒng)能夠更準(zhǔn)確地檢測溫度變化，并自動調(diào)整相關(guān)參數(shù)以維持穩(wěn)定的溫度，以提高鍋爐的運(yùn)行效率，并降低因溫度波動導(dǎo)致故障的可能性。

（5）針對鍋爐的結(jié)渣問題，可采取一些措施進(jìn)行預(yù)防和應(yīng)對。例如，通過調(diào)整燃燒器角度和火嘴間距，可改變爐內(nèi)火焰分布，減少結(jié)渣的可能性。同時，定期對鍋爐進(jìn)行清渣和維護(hù)也是保持鍋爐正常運(yùn)行的重要措施。

總之，通過以上控制策略，火電廠鍋爐的溫度可得到有效控制，減少因溫度波動導(dǎo)致的故障和損失[4]。

3.2 穩(wěn)定鍋爐壓力

鍋爐壓力控制不當(dāng)或異常，會導(dǎo)致嚴(yán)重的安全事故。因此，對鍋爐壓力的穩(wěn)定控制極其重要。以下為穩(wěn)定鍋爐壓力的幾種控制策略。

（1）根據(jù)鍋爐內(nèi)壓力變化，及時調(diào)整給水和燃燒調(diào)節(jié)閥，可保持鍋爐壓力的穩(wěn)定。給水調(diào)節(jié)閥可控制進(jìn)入鍋爐的水量，從而影響蒸發(fā)量及蒸汽壓力。而燃燒調(diào)節(jié)閥可調(diào)節(jié)燃料供應(yīng)量，從而影響燃燒強(qiáng)度和蒸汽壓力。因此，通過對這兩個閥的適時調(diào)節(jié)，可有效地控制鍋爐壓力。

（2）安全閥是鍋爐的重要安全裝置，其能在鍋爐壓力超過安全范圍時自動打開，釋放過量的壓力。因此，定期檢查安全閥的工作狀態(tài)，確保其能在壓力異常時及時打開非常重要?？赏ㄟ^定期的檢修和測試來確保安全閥的可靠性和準(zhǔn)確性。

（3）壓力調(diào)節(jié)系統(tǒng)是控制鍋爐壓力的核心部分，優(yōu)化壓力調(diào)節(jié)系統(tǒng)，使其能夠更準(zhǔn)確地檢測壓力變化并進(jìn)行調(diào)節(jié)，可提高壓力控制的精度和響應(yīng)速度。這可能涉及采用更先進(jìn)的壓力傳感器、改進(jìn)調(diào)節(jié)算法、引入人工智能等技術(shù)手段。

（4）定期對鍋爐進(jìn)行維護(hù)保養(yǎng)，可確保鍋爐的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，減少因設(shè)備故障導(dǎo)致的壓力異常，包括清洗鍋爐內(nèi)部、檢查和維護(hù)各種閥門和傳感器、對燃燒器進(jìn)行維護(hù)等。同時，合理的保養(yǎng)計劃也能預(yù)防性的解決一些潛在的問題，從而保持鍋爐在最佳狀態(tài)下運(yùn)行。

通過以上控制策略，可實(shí)現(xiàn)對鍋爐壓力的有效控制，保證鍋爐的安全穩(wěn)定運(yùn)行，不僅有助于提高鍋爐的運(yùn)行效率，還能降低因壓力異常導(dǎo)致的安全風(fēng)險，從而確保火電廠的安全生產(chǎn)。

3.3 定期維護(hù)保養(yǎng)

定期對鍋爐進(jìn)行清洗、檢查和維修，是保證鍋爐正常運(yùn)行，降低故障發(fā)生概率的重要措施。

（1）定期清洗鍋爐內(nèi)部，可去除結(jié)垢和腐蝕物，保持鍋爐內(nèi)壁清潔，避免垢層和腐蝕物影響鍋爐的熱效率，減少能源浪費(fèi)。清洗方法可根據(jù)鍋爐的類型和結(jié)垢程度選擇合適的清洗劑和清洗方法。

（2）檢查鍋爐的各部件，如加熱器、燃燒器、管道、閥門等，可及時發(fā)現(xiàn)并處理異常情況。例如，如果發(fā)現(xiàn)加熱器溫度控制異常，需要檢查加熱器的控制電路或更換加熱元件。通過定期檢查，可及早發(fā)現(xiàn)并解決問題，避免故障擴(kuò)大或?qū)е赂鼑?yán)重的后果。

（3）對發(fā)現(xiàn)的鍋爐缺陷進(jìn)行維修或更換，可確保鍋爐的正常運(yùn)行。例如，如果發(fā)現(xiàn)鍋爐的受熱面有嚴(yán)重的結(jié)垢或腐蝕，需要更換受熱面或進(jìn)行相應(yīng)的維修。對于一些較大的維修工作，需要專業(yè)的鍋爐維修人員進(jìn)行。

（4）對鍋爐附件如管道、閥門等進(jìn)行保養(yǎng)，可保證其正常運(yùn)轉(zhuǎn)，避免因附件故障導(dǎo)致鍋爐運(yùn)行異常。保養(yǎng)工作包括檢查附件的密封性、潤滑性等，及時進(jìn)行更換或維修。

通過以上控制策略的實(shí)施，可有效地保證鍋爐的正常運(yùn)行，降低故障發(fā)生的概率，延長鍋爐的使用壽命，同時也能減少因鍋爐故障導(dǎo)致的安全事故。

3.4 加強(qiáng)燃燒控制

燃燒不穩(wěn)定可能導(dǎo)致鍋爐內(nèi)壁溫度波動，影響鍋爐的運(yùn)行效率。因此需要采取措施加強(qiáng)燃燒控制，以下為具體措施。

（1）選用優(yōu)質(zhì)燃料加強(qiáng)燃燒控制。優(yōu)質(zhì)燃料通常具有較高的熱值，且燃燒充分，能夠提供穩(wěn)定的熱量。通過選用穩(wěn)定的燃料來源，可保證燃料的品質(zhì)和燃燒效果。

（2）根據(jù)鍋爐內(nèi)溫度和壓力變化，合理調(diào)整燃料供應(yīng)量，可保持鍋爐燃燒的穩(wěn)定性。如果燃料供應(yīng)量過多或過少，都可能導(dǎo)致鍋爐內(nèi)壁溫度波動或燃燒不充分等問題。通過調(diào)整燃料供應(yīng)量，可確保鍋爐燃燒過程更加穩(wěn)定、充分。

（3）根據(jù)燃料特性，合理控制空氣系數(shù)可保證燃燒充分性?？諝膺^多或過少都可能導(dǎo)致燃燒不充分，進(jìn)而影響鍋爐的運(yùn)行效率。因此，需要定期檢查鍋爐的空氣管道和空氣入口，確保空氣供應(yīng)充足且穩(wěn)定。

（4）通過升級燃燒控制軟件或引入先進(jìn)的傳感器技術(shù)，可實(shí)時監(jiān)測和控制鍋爐的燃燒過程，及時發(fā)現(xiàn)和處理異常情況，確保鍋爐燃燒過程的穩(wěn)定性和效率。

通過以上控制策略的實(shí)施，可有效保證鍋爐燃燒的穩(wěn)定性，減少燃燒不充分等問題對鍋爐運(yùn)行的影響。同時，也能夠降低燃料的浪費(fèi)，提高鍋爐的運(yùn)行效率，從而實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排的目標(biāo)。

4 火電廠鍋爐故障預(yù)防措施

4.1 強(qiáng)化安全意識

針對火電廠鍋爐運(yùn)行過程中溫度控制不當(dāng)、壓力異常、內(nèi)壁結(jié)構(gòu)腐蝕、燃燒器和控制系統(tǒng)故障的預(yù)防，需要做好以下工作。

（1）溫度控制不當(dāng)?shù)念A(yù)防。配備高精度的溫度傳感器和自動控制系統(tǒng)，實(shí)時監(jiān)測和調(diào)整鍋爐的溫度，建立溫度控制的工作指導(dǎo)書，規(guī)范操作人員的操作流程和參數(shù)設(shè)置，定期對溫度控制設(shè)備進(jìn)行維護(hù)和校準(zhǔn)，確保其準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性。

（2）壓力異常的預(yù)防。安裝壓力傳感器和報警裝置，實(shí)時監(jiān)測鍋爐的壓力變化。制定嚴(yán)格的壓力控制和安全保護(hù)措施，設(shè)定壓力上下限，并設(shè)置相應(yīng)的報警和保護(hù)機(jī)制。定期對壓力控制設(shè)備進(jìn)行檢查和維護(hù)，確保其正常工作。

（3）內(nèi)壁結(jié)構(gòu)腐蝕的預(yù)防。定期進(jìn)行內(nèi)壁結(jié)構(gòu)的檢查和清洗工作，及時清除積聚的灰塵和腐蝕物，使用高質(zhì)量的材料和涂層，提高內(nèi)壁結(jié)構(gòu)的耐腐蝕性能，加強(qiáng)水處理和化學(xué)添加劑的使用，控制水質(zhì)，防止腐蝕物質(zhì)的產(chǎn)生和沉積。

（4）燃燒器和控制系統(tǒng)故障的預(yù)防。定期對燃燒器進(jìn)行維護(hù)和清洗，確保其正常燃燒和高效運(yùn)行，配備燃燒器故障檢測系統(tǒng)，實(shí)時監(jiān)測燃燒器的工作狀態(tài)和性能指標(biāo)，建立燃燒器和控制系統(tǒng)的故障診斷和處理流程，及時發(fā)現(xiàn)和解決故障。

4.2 引入智能化和自動化技術(shù)

隨著智能化和自動化技術(shù)的發(fā)展，火電廠可引入以下技術(shù)來提高鍋爐的運(yùn)行效率和穩(wěn)定性。

（1）利用先進(jìn)的傳感器、控制器、執(zhí)行器等設(shè)備，實(shí)現(xiàn)對鍋爐的智能化控制。通過智能控制系統(tǒng)，可實(shí)時監(jiān)測鍋爐的運(yùn)行狀態(tài)，自動調(diào)整鍋爐的燃燒參數(shù)，使鍋爐始終保持在最佳運(yùn)行狀態(tài)。

（2）利用無損檢測技術(shù)，如超聲波檢測、射線檢測等，對鍋爐進(jìn)行自動化檢測，可及早發(fā)現(xiàn)鍋爐存在的缺陷和隱患，避免事故的發(fā)生，保證鍋爐安全運(yùn)行。

（3）對鍋爐的主要部件，如鍋筒、水冷壁、過熱器等，進(jìn)行在線監(jiān)測。實(shí)時監(jiān)測這些部件的溫度、壓力、流量等參數(shù)，及時發(fā)現(xiàn)異常情況并進(jìn)行處理。

（4）通過建立故障預(yù)警系統(tǒng)，可實(shí)時監(jiān)測鍋爐的運(yùn)行狀態(tài)，一旦發(fā)現(xiàn)異常情況，能夠及時發(fā)出預(yù)警信號，并采取相應(yīng)的處理措施，從而避免事故的發(fā)生。

（5)利用先進(jìn)的數(shù)值模擬軟件，對鍋爐的燃燒過程進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計?？蓽p少燃燒損失，提高鍋爐的燃燒效率，同時降低NOx 等污染物的排放。

綜上所述，引入智能化和自動化技術(shù)可實(shí)現(xiàn)對鍋爐的精確控制、自動化檢測、在線監(jiān)測、故障預(yù)警和優(yōu)化燃燒等措施。

5 結(jié)束語

綜上所述，火電廠鍋爐的運(yùn)行控制和故障預(yù)防對于火電廠的正常運(yùn)行至關(guān)重要，相關(guān)部門需要根據(jù)實(shí)際情況，采取相應(yīng)的控制策略和預(yù)防措施，確保鍋爐的安全、穩(wěn)定運(yùn)行，提高火電廠的經(jīng)濟(jì)效益。同時，相關(guān)人員也需要不斷研究和探索新的技術(shù)和方法，進(jìn)一步提高火電廠鍋爐的運(yùn)行效率和可靠性。