火電廠鍋爐運行控制及故障預防研究

尹政偉

（山西京玉發電有限責任公司，山西朔州 037200）

火電廠鍋爐是火電廠的核心設備，運行狀況直接影響火電廠的能源轉換效率和經濟效益。因此，對火電廠鍋爐的運行控制和故障預防進行研究具有重要意義。但就目前火電廠鍋爐運行環節仍然存在一系列故障與隱患問題有待改善。因此，火電廠鍋爐運行控制與故障預防工作需要得到相關人員的高度重視與廣泛關注，并在實踐工作中不斷總結工作經驗，對于常見故障問題制訂相應的運行控制策略與相應的故障預防計劃。

1 火電廠鍋爐運行故障問題

火電廠鍋爐運行故障問題有：①鍋爐溫度控制不當。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，可能會導致鍋爐內壁結渣、傳熱效果下降，甚至引發安全事故，而鍋爐溫度控制不當的原因為：燃料配比不當、燃燒器故障、控制系統故障等。②鍋爐壓力異常。鍋爐的壓力需要保持在一定的范圍內，壓力過高或過低，都可能導致鍋爐的安全事故。③鍋爐內壁結垢和腐蝕。鍋爐內壁結垢和腐蝕會影響鍋爐的傳熱效果，導致鍋爐效率下降，嚴重時會影響鍋爐的正常運行。鍋爐結垢和腐蝕的原因包括水質不良、維護不及時等。④燃燒不穩定。燃燒不穩定可能導致鍋爐內壁溫度波動，影響鍋爐的運行效率，鍋爐燃燒不穩定的原因包括燃料質量不佳、燃燒器故障、控制系統故障等。

2 火電廠鍋爐運行控制及故障預防的重要性

火電廠鍋爐運行控制及故障預防對于火電廠的安全、穩定、環保和節能具有重要意義。具體而言，火電廠鍋爐運行控制及故障預防的重要性體現在以下幾方面。

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

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

（3）隨著火電廠生產規模的不斷擴大和自動化水平的不斷提高，鍋爐的運行控制變得越來越重要。有效的運行控制可確保鍋爐的穩定運行，提高鍋爐的自動化程度和生產效率。同時，通過故障預防措施的實施，可減少鍋爐故障的發生，減輕運行控制人員的工作負擔。

（4）火電廠鍋爐的運行控制和故障預防還需要考慮環保和節能的要求。隨著國家對環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保和節能的運行控制措施，以符合國家相關法規和標準[3]。

3 火電廠鍋爐運行控制策略

3.1 優化鍋爐溫度控制

鍋爐的溫度控制是火電廠鍋爐運行的關鍵部分，若溫度控制不當，會導致出現設備問題，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備可實時監測鍋爐內不同部位的溫度，并掌握其變化情況。這種監測系統能夠提供關于鍋爐運行狀態的重要信息，也有助于及時發現潛在的問題。

（2）根據溫度監測結果，可合理調整加熱器的參數，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。這可確保鍋爐內的水溫得到適當的控制，避免出現過熱或欠熱的情況。

（3）根據鍋爐內溫度變化，可調整燃料供應量，使燃料燃燒更加充分、穩定。例如，如果監測到鍋爐內溫度過低，可增加燃料供應量以提高水溫；反之，如果溫度過高，可減少燃料供應量以降低水溫。

（4）對控制系統進行優化是實現鍋爐溫度有效控制的關鍵。優化包括改善控制算法、引入先進的控制策略等。通過優化措施，控制系統能夠更準確地檢測溫度變化，并自動調整相關參數以維持穩定的溫度，以提高鍋爐的運行效率，并降低因溫度波動導致故障的可能性。

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

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，減少因溫度波動導致的故障和損失[4]。

3.2 穩定鍋爐壓力

鍋爐壓力控制不當或異常，會導致嚴重的安全事故。因此，對鍋爐壓力的穩定控制極其重要。以下為穩定鍋爐壓力的幾種控制策略。

（1）根據鍋爐內壓力變化，及時調整給水和燃燒調節閥，可保持鍋爐壓力的穩定。給水調節閥可控制進入鍋爐的水量，從而影響蒸發量及蒸汽壓力。而燃燒調節閥可調節燃料供應量，從而影響燃燒強度和蒸汽壓力。因此，通過對這兩個閥的適時調節，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，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確性。

（3）壓力調節系統是控制鍋爐壓力的核心部分，優化壓力調節系統，使其能夠更準確地檢測壓力變化并進行調節，可提高壓力控制的精度和響應速度。這可能涉及采用更先進的壓力傳感器、改進調節算法、引入人工智能等技術手段。

（4）定期對鍋爐進行維護保養，可確保鍋爐的正常運轉，減少因設備故障導致的壓力異常，包括清洗鍋爐內部、檢查和維護各種閥門和傳感器、對燃燒器進行維護等。同時，合理的保養計劃也能預防性的解決一些潛在的問題，從而保持鍋爐在最佳狀態下運行。

通過以上控制策略，可實現對鍋爐壓力的有效控制，保證鍋爐的安全穩定運行，不僅有助于提高鍋爐的運行效率，還能降低因壓力異常導致的安全風險，從而確?；痣姀S的安全生產。

3.3 定期維護保養

定期對鍋爐進行清洗、檢查和維修，是保證鍋爐正常運行，降低故障發生概率的重要措施。

（1）定期清洗鍋爐內部，可去除結垢和腐蝕物，保持鍋爐內壁清潔，避免垢層和腐蝕物影響鍋爐的熱效率，減少能源浪費。清洗方法可根據鍋爐的類型和結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，可及時發現并處理異常情況。例如，如果發現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，可及早發現并解決問題，避免故障擴大或導致更嚴重的后果。

（3）對發現的鍋爐缺陷進行維修或更換，可確保鍋爐的正常運行。例如，如果發現鍋爐的受熱面有嚴重的結垢或腐蝕，需要更換受熱面或進行相應的維修。對于一些較大的維修工作，需要專業的鍋爐維修人員進行。

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

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

3.4 加強燃燒控制

燃燒不穩定可能導致鍋爐內壁溫度波動，影響鍋爐的運行效率。因此需要采取措施加強燃燒控制，以下為具體措施。

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

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

（3）根據燃料特性，合理控制空氣系數可保證燃燒充分性?？諝膺^多或過少都可能導致燃燒不充分，進而影響鍋爐的運行效率。因此，需要定期檢查鍋爐的空氣管道和空氣入口，確?？諝夤渥闱曳€定。

（4）通過升級燃燒控制軟件或引入先進的傳感器技術，可實時監測和控制鍋爐的燃燒過程，及時發現和處理異常情況，確保鍋爐燃燒過程的穩定性和效率。

通過以上控制策略的實施，可有效保證鍋爐燃燒的穩定性，減少燃燒不充分等問題對鍋爐運行的影響。同時，也能夠降低燃料的浪費，提高鍋爐的運行效率，從而實現節能減排的目標。

4 火電廠鍋爐故障預防措施

4.1 強化安全意識

針對火電廠鍋爐運行過程中溫度控制不當、壓力異常、內壁結構腐蝕、燃燒器和控制系統故障的預防，需要做好以下工作。

（1）溫度控制不當的預防。配備高精度的溫度傳感器和自動控制系統，實時監測和調整鍋爐的溫度，建立溫度控制的工作指導書，規范操作人員的操作流程和參數設置，定期對溫度控制設備進行維護和校準，確保其準確性和穩定性。

（2）壓力異常的預防。安裝壓力傳感器和報警裝置，實時監測鍋爐的壓力變化。制定嚴格的壓力控制和安全保護措施，設定壓力上下限，并設置相應的報警和保護機制。定期對壓力控制設備進行檢查和維護，確保其正常工作。

（3）內壁結構腐蝕的預防。定期進行內壁結構的檢查和清洗工作，及時清除積聚的灰塵和腐蝕物，使用高質量的材料和涂層，提高內壁結構的耐腐蝕性能，加強水處理和化學添加劑的使用，控制水質，防止腐蝕物質的產生和沉積。

（4）燃燒器和控制系統故障的預防。定期對燃燒器進行維護和清洗，確保其正常燃燒和高效運行，配備燃燒器故障檢測系統，實時監測燃燒器的工作狀態和性能指標，建立燃燒器和控制系統的故障診斷和處理流程，及時發現和解決故障。

4.2 引入智能化和自動化技術

隨著智能化和自動化技術的發展，火電廠可引入以下技術來提高鍋爐的運行效率和穩定性。

（1）利用先進的傳感器、控制器、執行器等設備，實現對鍋爐的智能化控制。通過智能控制系統，可實時監測鍋爐的運行狀態，自動調整鍋爐的燃燒參數，使鍋爐始終保持在最佳運行狀態。

（2）利用無損檢測技術，如超聲波檢測、射線檢測等，對鍋爐進行自動化檢測，可及早發現鍋爐存在的缺陷和隱患，避免事故的發生，保證鍋爐安全運行。

（3）對鍋爐的主要部件，如鍋筒、水冷壁、過熱器等，進行在線監測。實時監測這些部件的溫度、壓力、流量等參數，及時發現異常情況并進行處理。

（4）通過建立故障預警系統，可實時監測鍋爐的運行狀態，一旦發現異常情況，能夠及時發出預警信號，并采取相應的處理措施，從而避免事故的發生。

（5)利用先進的數值模擬軟件，對鍋爐的燃燒過程進行優化設計?？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可實現對鍋爐的精確控制、自動化檢測、在線監測、故障預警和優化燃燒等措施。

5 結束語

綜上所述，火電廠鍋爐的運行控制和故障預防對于火電廠的正常運行至關重要，相關部門需要根據實際情況，采取相應的控制策略和預防措施，確保鍋爐的安全、穩定運行，提高火電廠的經濟效益。同時，相關人員也需要不斷研究和探索新的技術和方法，進一步提高火電廠鍋爐的運行效率和可靠性。