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由于用电负荷是不均匀的,在用电高峰时,电网往往超负荷,此时需要投入在正常运行以外的发电机组以满足需求,因为是用于调节用电的高峰,所以这些发电机组称调峰机组。深度调峰就是受电网负荷峰谷差较大影响而导致各发电厂降出力、发电机组超过基本调峰范围进行调峰的一种运行方式,深度调峰的负荷范围超过该电厂锅炉最低稳燃负荷(一般深度调峰的调峰深度为60%-70%BMCR)。
前言
调峰机组的要求是启动和停止方便快捷,并网时的同步调整容易。一般调峰机组有燃气轮机机组和抽水蓄能机组等等,但目前许多亚临界火电机组也作为调峰机组运行。对于调峰火电机组来讲,其能够调峰的能力取决于机组的最小负荷及最大负荷之比,而机组的调峰能力又取决于锅炉对于高低负荷的适应能力。从目前国产锅炉来讲,理论上可以从100%调到30%,也就是说,一台600MW机组,其发电量可以能够从600MW下降到180MW,其调峰能力是420MW,其调峰深度是70%。但是实际上国产锅炉不能满足上述要求,能够满足50%的调峰能力已经是很不错的了。目前我公司二台600MW亚临界机组发电量最低下降到240MW,调峰深度是60%。大容量机组参加调峰低负荷运行,由于频繁大幅度负荷变化,机组经常承受温度、压强的变化而引起交变热应力产生蠕变和疲劳促进原有缺陷的扩展、加速了部件裂纹萌生、加快寿命损耗。
1深度调峰机组金属监督面临的问题
汽轮发电机面临的问题
,内部温度场处于非稳定状态,使转子内部承受热应力。负荷变动越频繁,这种热应力冲击次数就越多,对转子寿命损耗就越大,产生低周疲劳损伤。机组大幅度变动负荷,对机组寿命的影响量相当于一次温态启动。若机组长时间多次频繁深度调峰,会加速转子寿命损耗,降低机组实际的可运行年限。
,调峰时由于功率大幅变化,受到回流的湿蒸汽中水滴的冲刷及化学物质的腐蚀共同作用,导致,水蚀。小容积流量条件下,末级叶片出现的涡流会卷吸减温水至动叶流道,加剧动叶出口吸力面水蚀。
、调门异常振动,接管、焊缝、螺栓等开裂。
、主汽门温度变化产生热应力,导致螺栓、缸体、接管开裂。
温度经常剧变膨胀系统不协调附加应力会造成水冷壁集箱与鳍片疲劳损伤,严重时会拉裂管子和鳍片。
、管道涨差超出锅炉设计要求,集箱接管角焊缝部位频繁受到交变应力作用,易发生疲劳开裂泄漏。管道支吊架变形等。
,特别是垂直水冷壁管屏间工质流量不均,会造成局部管壁超温,引起炉膛膨胀系统不协调。主蒸汽管道等四大管道接管座超温、接管座泄漏。
炉内烟气流场不均和火焰充满度不足深度调峰锅炉负荷低,除了锅炉燃烧不稳隐患外,还存在炉内烟气流场不均和火焰充满度不足,燃烧偏斜造成锅炉受热面超温。
高温对流受热面管壁温度变化幅度加大加剧锅炉机组深度调峰期间,高温对流受热面管壁温度变化幅度大,可能引起锅炉对流受热面管内的氧化皮生成和剥落问题加剧。
尾部受热面的积灰和腐蚀加剧低负荷工况下,锅炉的排烟温度、空气预热器壁温也随之下降,导致尾部受热面的积灰和腐蚀加剧,易造成空预器堵塞和低温腐蚀。
厚壁联箱等部件的疲劳应力限制锅炉机组深度调峰运行期间的负荷变化率应考虑汽水分离器、厚壁联箱等部件的疲劳应力限制。
2对策和措施
建立金属技术监督管理网络,积极发挥各级网络监督人员作用。
金属监督范围之广,监督项目之多、任务之重,仅靠专业人员监督是不够的。事故调查实践表明电厂金属部件损坏大量的事故往往都涉及到设备结构的合理性,设备的选材、材料本身的冶金特点,制造与安装质量、运行水平、检修与改造过程中的工作,以及相关专业的工作质量等,它们都有可能影响到金属部件的安全稳定性与使用寿命。因此,要使金属监督范围内的金属部件在机组深度调峰的运行状态下能够安全使用,以保证机组安全运行,决不单单是一个金属专业的事情,而需要与锅炉、汽机、热控、化学、材料供应、焊接、金属测试等相关专业的技术力量相互配合,共同把一项工作做好。所以监督网络作用是极其重要的。
在金属监督网络中,锅炉专业主要任务是:加强锅炉受监设备和部件的检查、巡视,防止超温超压;汽机专业做好转动部件监督;化学专业控制好汽水品质,做好防腐结垢工作;热控专业做好温度、压力测点的准确性控制;材料供应部门,要做好钢材、钢管和备品配件的质量验收、保管和发放工作,严防错收错发;金属监督(金属试验和焊接专职)要把好焊接质量和热处理关及做好金属测试、检验工作。依靠网络中的各专业在日常工作中分头把关,在网络活动中互通信息,相互配合,共同分析、研究和解决发现的问题,才能使金属监督工作落实到位,从而保证机组在深度调峰下的安全稳定运行。
、规程、制度和技术资料,提升管理效果
建立和健全金属技术监督档案、规程、制度和技术资料,确保技术监督原始档案和技术资料的完整性和连续性,杜绝重要金属部件监督检验超期,确保金属部件设备无超期运行。。
多年的检修累积了大量的机组设备性能检测数据,数据都是以纸质报告保存。纸质报告查询需要大量人力和时间。大量文档式的数据保存方法难以让管理人员快速获取设备的性能数据,且难以快速全面评估设备性能分布和发展趋势。创新开发三维可视化的电厂设备金属监督性能管理系统,实现了锅炉设备、四大管道和支吊架、汽轮机系统等金属监督数据的三维可视化管理。通过对设备基础数据、检测、检修和运行数据的分析和计算,实现设备在电厂全寿期内的安全监督。
,
完善金属监督
检验计
划,
确保检验检测无遗漏
认真普查现场受监金属设备和部件,健全完善金属监督检验清册,健全完善金属监督检查检验计划。根据清册利用检修期间安排计划进行检修检查和隐患排查,全面消除事故隐患,确保承压部安全运行,特别强调加强对高温高压蒸汽管道接管座的监督检验,确保检验检测无遗漏。
,确保设备平稳运行由于火力发电厂的深度调峰设备运行工况复杂,基于这一认识,要注重管理与检修的结合,确保设备平稳运行。为此,我们应做好以下几个方面工作:
1)制定明确的检修制度,保证按期检修为了保证检修工作取得积极效果,我们应制定明确的检修制度,并严格按照制度执行,使金属高温承压受监设备能够及时得到检修和维护,保证设备的整体检修效果
满足实际需要。所以,制定明确的检修制度很关键。
2)制定可靠的检修方案,确保检修效果满足实际需要检修方案的制定,是保证检修效果的重要措施。基于这一认识,在金属高温承压受监设备检修中,应重视检修方案的制定。为此,我们应根据机组深度调峰实际,重点打造A、B类设备检修体系,使设备检修能够具有较强的实效性。
3)在修理过程中,将检修与管理结合在一起考虑对于火力发电厂而言,金属高温承压受监设备的检修和管理是关系火力发电厂整体运行的关键一环。要想保证火力发电厂金属高温承压受监设备能够在深度调峰的工况下安全平稳运行,就要将设备检修与管理结合在一起考虑,能够更好的为深度调峰机组服务。
金属高温承压设备监督是保证深度调峰机组安全运行的一项重要工作,需要耐心细致的进行,工作量大,而且考验监督专责人的责任心和工作态度,如果从事金属及承压设备监督的人员认真负起责任,同时各级领导给与适当的支持,相关人员给与适当的配合,监督工作才能真正起到为安全保驾护航的作用。