吉林電網(wǎng)火電機組非計劃停運統(tǒng)計分析及改進措施

吉林電網(wǎng)火電機組非計劃停運統(tǒng)計分析及改進措施高重暉;吳希;李振元;傅吉悅淳B健;曲紹杰;李寶聚【摘要】針對作為吉林電網(wǎng)第一大電源的火電運行可靠性對電網(wǎng)穩(wěn)定影響重大的現(xiàn)狀，對吉林電網(wǎng)2013至2016年間100MW及以上火電機組非計劃停運次數(shù)、持續(xù)時間進行統(tǒng)計，共發(fā)生機組非計劃停運137次,總計持續(xù)時間8902h,通過對總體情況、廠用電系統(tǒng)、熱工及保護等系統(tǒng)，設(shè)備故障及人員責(zé)任造成機組非計劃停運原因的統(tǒng)計分析，找出了造成火電機組非計劃停運的主要因素，提出了改進措施，為提高火電機組并網(wǎng)運行穩(wěn)定性提供依據(jù).【期刊名稱】《吉林電力》【年(卷)，期】2017(045)004【總頁數(shù)】4頁(P1-4)【關(guān)鍵詞】吉林電網(wǎng);火電機組;非計劃停運;統(tǒng)計分析【作者】高重暉;吳希;李振元;傅吉悅;郭健;曲紹杰;李寶聚【作者單位】國網(wǎng)吉林省電力有限公司，長春130021;國網(wǎng)吉林省電力有限公司檢修公司，長春130022;國網(wǎng)吉林省電力有限公司，長春130021;國網(wǎng)吉林省電力有限公司，長春130021;國網(wǎng)吉林省電力有限公司，長春130021;國網(wǎng)吉林省電力有限公旬長春130021;國網(wǎng)吉林省電力有限公司，長春130021【正文語種】中文【中圖分類】TM621火電是吉林電網(wǎng)第一大電源，火電機組運行可靠性關(guān)系電網(wǎng)穩(wěn)定運行及頻率調(diào)整能力?；痣姍C組的非計劃停運會對電網(wǎng)穩(wěn)定運行造成影響，可能出現(xiàn)發(fā)供電不平衡及局部電網(wǎng)穩(wěn)定性破壞，情況嚴(yán)重時會導(dǎo)致系統(tǒng)頻率瓦解。通過對吉林電網(wǎng)2013年至2016年100MW及以上火電機組非計劃停運（以下簡稱非停）次數(shù)及原因的統(tǒng)計分析，找出在運行過程中對機組可靠性影響較大的環(huán)節(jié)，為今后強化火電機組運行維護管理提供參考和依據(jù)，有助于提升并網(wǎng)火電機組運行可靠性。近年來，吉林電網(wǎng)新能源增加迅速，為促進清潔能源消納，火電機組年平均發(fā)電利用時間逐年下降，火電機組長時間在低負(fù)荷下運行。同時為了減少污染物排放，近幾年火電機組都進行了脫硫脫硝和超低排放改造。冬季煤炭漲價和運力不足導(dǎo)致的煤炭質(zhì)量下降等都對機組運行穩(wěn)定性帶來影響，相應(yīng)增加了故障幾率。各年份100MW及以上火電機組非停情況見表1。由表1可以看出，隨著火電機組年平均利用時間的下降，機組非停次數(shù)總體呈現(xiàn)下降趨勢，但有一定隨機性。近年來，機組非停時間及平均非停時間基本呈上升趨勢，主要是因為老機組受熱面及四管易出故障，檢修時間較長，導(dǎo)致機組非停時間增加。目前吉林電網(wǎng)100MW及以上在役火電機組中，容量主要分為100MW、200MW、300MW及600MW4個等級，不同容量的火電機組非停情況也存在較大差異，2016年不同等級火電機組非停情況統(tǒng)計見表2。100MW等級機組因煤耗高、經(jīng)濟型差，主要在冬季供熱期運行，機組全年運行時間較少，因此發(fā)生非?？偞螖?shù)較少。吉林電網(wǎng)在役200MW等級機組中近半數(shù)投產(chǎn)時間在20年以上，機組運行穩(wěn)定性較差，因此非停次數(shù)及平均非停次數(shù)均最高。在役300MW等級機組投產(chǎn)時間集中在2006年至2012年，經(jīng)過至少4年以上磨合，目前處于平穩(wěn)運行期，因此平均非停次數(shù)及平均非停時間均最低。600MW等級機組中最早投產(chǎn)于2009年底，最晚投產(chǎn)于2015年，機組運行維護經(jīng)驗還有所欠缺，運行穩(wěn)定性有待進一步提升?；痣姍C組主要包含鍋爐（鍋爐本體及輔助設(shè)備等）、汽輪機（汽輪機本體、凝汽、給水加熱系統(tǒng)等）、發(fā)電機（發(fā)電機本體、勵磁、冷卻系統(tǒng)等）、廠用電系統(tǒng)（含升壓設(shè)備及廠用低壓母線等）、熱工及保護等系統(tǒng)，各系統(tǒng)設(shè)備故障及人員責(zé)任是造成機組非停的根本原因，機組非停情況統(tǒng)計見表3。其中，在137次各系統(tǒng)造成的機組非停中，累計非停時間8902h，各系統(tǒng)造成的平均非停時間65.0h。根據(jù)表3數(shù)據(jù)，鍋爐系統(tǒng)故障造成的非停次數(shù)最多，占非停總次數(shù)的43.1%，累計非停時間也最長，占比達(dá)到59.9%，平均非停時間達(dá)到90.4h。其次是人員責(zé)任造成的機組非停，占非?？偞螖?shù)的21.9%。發(fā)電機系統(tǒng)造成的非停次數(shù)雖然不多，但平均非停時間最長，說明發(fā)電機故障修復(fù)時間長。在機組運行維護過程中，如果能夠針對易發(fā)故障系統(tǒng)及部件，更有針對性地開展巡視檢查，完全有可能避免一些機組非停的發(fā)生，可以提高機組運行穩(wěn)定性。對鍋爐系統(tǒng)造成機組非計劃停機的情況進行了統(tǒng)計分析，數(shù)據(jù)見表4,其中，在59次鍋爐系統(tǒng)造成的非停中，累計非停時間5333h，平均非停時間90.4h。表4數(shù)據(jù)表明，鍋爐高溫受熱面（含再熱器、過熱器）及水冷壁故障造成的機組非停次數(shù)多、非停時間長，合計造成機組非停24次，占鍋爐系統(tǒng)造成非停總次數(shù)的40.7%，累計非停時間3062h，占鍋爐系統(tǒng)造成非?？倳r長的57.4%。再熱器、過熱器及水冷壁泄露是此類故障的主要原因，其誘因主要有幾下幾方面：焊接缺陷，如焊接工藝不達(dá)標(biāo)等；設(shè)計缺陷，如結(jié)構(gòu)設(shè)計及選材不合理等；運行管理，如燃燒調(diào)整不當(dāng)或主蒸汽溫度調(diào)節(jié)不及時等；異物堵塞，如氧化皮脫離造成過熱器超溫爆管等。煤質(zhì)差造成的非停次數(shù)較多，主要表現(xiàn)為鍋爐燃燒不穩(wěn)或爐膛結(jié)焦嚴(yán)重。吉林省內(nèi)火電廠為降低燃料成本，大量摻燒揮發(fā)分較高的褐煤，實際燃煤與鍋爐設(shè)計煤種嚴(yán)重不一致，由此造成結(jié)焦嚴(yán)重的問題，可以嘗試使用鍋爐除焦劑［2］，提高鍋爐對煤種適應(yīng)性，改善燃燒情況，減少結(jié)焦。鍋爐系統(tǒng)輔機中造成非停次數(shù)最多的是各類風(fēng)機故障，一次風(fēng)機造成非停3次，引風(fēng)機造成非停2次。其中，2次出現(xiàn)1臺風(fēng)機檢修期間，另1臺風(fēng)機由于變頻器等故障造成機組非計劃停機。這就要求火電廠強化運行機組重要輔機臨時檢修期間的運行管理，充分考慮運行風(fēng)險，做好事故預(yù)案及應(yīng)對措施。省煤器故障多為磨損導(dǎo)致的管壁泄露，在機組檢修期間應(yīng)重點清除省煤器管壁積灰、加強管壁防磨防爆檢查［3］。對汽輪機系統(tǒng)造成機組非停的情況進行了統(tǒng)計分析，數(shù)據(jù)見表5,其中，在22次汽輪機系統(tǒng)造成的非停中，累計非停時間1503h，每次平均非停時間68.3h。汽輪機系統(tǒng)中潤滑油系統(tǒng)故障造成的非停次數(shù)最多，占比達(dá)到36.3%，原因主要集中在油管泄漏及油泵故障。汽輪機系統(tǒng)中軸承故障造成的平均非停時間最長，原因為軸承故障處理復(fù)雜，所需時間較長。造成軸承故障的原因主要是安裝或檢修施工工藝不合格或設(shè)備存在缺陷，特別是技術(shù)改造后的汽輪機，易出現(xiàn)軸系施工或安裝問題，一定要在首次并網(wǎng)前做好設(shè)備檢查。蒸汽管路及輸水、回?zé)嵯到y(tǒng)故障多為管道、法蘭泄露等，造成這些故障的原因主要有：a產(chǎn)品質(zhì)量問題，如法蘭或管材質(zhì)量不良或結(jié)構(gòu)設(shè)計不合理，承受一定應(yīng)力后導(dǎo)致變形或開裂，造成漏泄；b.運行調(diào)整不當(dāng)，造成汽包水位波動過大，導(dǎo)致機組跳閘。要加強運行管理及時進行運行調(diào)整。對發(fā)電機系統(tǒng)造成機組非停的情況進行了統(tǒng)計分析，數(shù)據(jù)見表6,其中，在10次發(fā)電機系統(tǒng)造成的非停中，累計非停時間1247h，每次平均非停時間124.7h。表6數(shù)據(jù)表明，發(fā)電機系統(tǒng)是火電廠3大系統(tǒng)中造成非停次數(shù)最少的系統(tǒng)，但發(fā)電機系統(tǒng)的平均非停時間是所有系統(tǒng)中最長的。勵磁系統(tǒng)故障造成的非計劃停機次數(shù)最多，占比達(dá)到60%，所以發(fā)電機系統(tǒng)的日常運行維護應(yīng)重點關(guān)注勵磁系統(tǒng)。勵磁調(diào)節(jié)器的故障次數(shù)最多，造成的非停次數(shù)達(dá)到3次，占勵磁系統(tǒng)造成非停次數(shù)的50%，設(shè)備異常故障是最主要原因，應(yīng)該引起足夠重視。定子故障造成的平均非停時間最長，2次非停中，一次為設(shè)備維護不良，定子引出線套管均壓環(huán)積灰，對外罩放電，造成機組非停，另一次為安裝工藝不過關(guān)，定子鐵芯硅鋼片松動，長期運行導(dǎo)致繞組絕緣熱擊穿，導(dǎo)致機組跳閘。對因熱工及保護系統(tǒng)誤動作造成機組非停的情況進行了統(tǒng)計分析，數(shù)據(jù)見表7,其中，在7次熱工及保護系統(tǒng)造成的非停中，累計非停時間89h，每次平均非停時間12.7h。由表7數(shù)據(jù)可以看出，熱工及保護系統(tǒng)誤動作造成的平均非停時間最短。汽機保護系統(tǒng)故障造成機組非停次數(shù)最多，占比達(dá)到42.9%，故障情況主要包括：測溫接點松動、傳感器故障、保護裝置故障。在熱工及保護系統(tǒng)故障中既有產(chǎn)品質(zhì)量問題，也與保護裝置日常檢查、檢修密切相關(guān)。電廠應(yīng)該更加重視保護專業(yè)，不斷強化人員業(yè)務(wù)能力，提高保護裝置運行維護、檢修水平，降低由此造成的機組非停次數(shù)。對廠用電系統(tǒng)造成機組非停的情況進行了統(tǒng)計分析，數(shù)據(jù)見表8,在8次廠用電系統(tǒng)造成機組非停中，累計非停時間191h，每次平均非停時間23.9h。廠用電系統(tǒng)中最容易造成機組非停的設(shè)備是變壓器及高壓母線。常見故障有絕緣不良造成的局部放電或短路、高壓設(shè)備污閃、絕緣瓷瓶斷裂等。火電廠應(yīng)在機組檢修期間，全面開展廠用電設(shè)備的清掃、檢修，及時更換缺陷、老舊設(shè)備，重污染地區(qū)可通過噴涂防污閃材料，防止高壓帶電設(shè)備污閃事故的發(fā)生。對人員責(zé)任造成機組非停的情況進行了統(tǒng)計分析，數(shù)據(jù)見表9,其中，在30次人員責(zé)任造成的非停中，累計非停時間418h，每次平均非停時間13.9h。人員責(zé)任造成機組非停主要表現(xiàn)為以下幾方面。運行人員調(diào)整不當(dāng)。在機組輔機出現(xiàn)異常或啟機過程中，由于運行人員調(diào)整措施不合理，造成汽包水位異常、凝汽器真空降低、鍋爐給水流量低等問題。非運行人員誤碰設(shè)備，如檢修人員誤碰危急遮斷手柄、誤開循環(huán)水泵出口門，保潔人員誤碰保護裝置接線等。保護專業(yè)人員誤投保護。保護專業(yè)人員錯誤投入機組運行期間應(yīng)停用母聯(lián)保護等保護裝置，造成保護誤動?；痣姀S應(yīng)加強崗位技能培訓(xùn)，強化運行值班人員對機組的調(diào)整能力，定期組織反事故演練，全面提升對于機組異常情況的應(yīng)對能力；同時，進一步嚴(yán)格廠區(qū)安全生產(chǎn)管理，特別是重要輔助設(shè)備區(qū)域，嚴(yán)禁未經(jīng)運行人員批準(zhǔn)開展施工、清掃作業(yè)，對所有進入廠區(qū)人員開展必要的安全教育，將人員責(zé)任對機組安全運行的隱患降至最低。通過對吉林省內(nèi)火電機組非停原因的分析可以看出，鍋爐及汽輪機系統(tǒng)易發(fā)故障。在運行維護時，著重加強設(shè)備檢查巡視力度，做好燃料調(diào)配及燃燒調(diào)整。設(shè)備檢修時，重點強化對鍋爐高溫受熱面、水冷壁、蒸汽管路等易發(fā)故障設(shè)備的檢查和檢測，盡早發(fā)現(xiàn)設(shè)備缺陷，提高機組運行可靠性?；痣姀S安全生產(chǎn)管理工作應(yīng)緊緊圍繞生產(chǎn)人員的業(yè)務(wù)培訓(xùn)及非生產(chǎn)人員的安全培訓(xùn)，實行全員、全方位、全過程的安全管理，減少因人員責(zé)任造成的機組非停，夯實安全生產(chǎn)基礎(chǔ)。另外，從