表4　部分国产300MW电站锅炉可靠性指标

可靠性评定期：10台年

5　提高国产300MW和600MW电站锅炉可靠性的对策

　　正如前文所述，可靠性工程技术是为适应产品的高可靠性要求发展起来的新兴科学。它研究产品或系统的故障原因、处理和预防措施，保证产品的可靠性，延长其使用寿命、降低其维护费用、提高产品的使用效益。对于电站锅炉，提高可靠性的重点是集中力量，对影响可靠性的薄弱环节进行研究和改进，从而避免对成千上万个部件平均使用力量，有效地提高电站锅炉的可靠性。在电站锅炉的设计、制造和使用阶段，为了提高产品的可靠性，应着重做好以下几方面的工作。
5.1　从可靠性设计抓起
　　电站锅炉的可靠性是通过设计、制造、安装直至运行各个阶段的共同努力才得以保证的。“设计”是奠定产品可靠性的基础，通过“制造”来实现产品可靠性的设计目标，而良好的“设计”、“制造”质量只有通过精心的“安装”才能得到保证，“运行”则验证和维护产品的可靠性。任何一个环节的疏忽都会影响电站锅炉的可靠性水平，其中尤以设计阶段的可靠性保证最为重要。因为，若在设计阶段留下不可靠的隐患，到了制造、安装和运行阶段发现后再设法补救或返工，将会付出几倍的代价。锅炉制造行业目前采用的设计方法属于传统的“规范设计”，可以判断部件或是系统的设计是否安全，但却无法给出产品设计的可靠性指标。因此，无法解释有的部件按照传统的设计规范设计是安全的，但在运行中却发生损坏的现象。可靠性设计是现代设计理论的主要内容之一，它考虑了设计量离散性的影响，是传统设计方法的发展和完善。通常可靠性的基本内容包括：简单化及标准化、降额设计、冗余设计、耐环境设计、维修性设计、人机工程设计、失效模式和效应分析(FMEA)、故障树分析(FTA)、零部件概率设计、系统可靠性预测，等等。
　　由于电站锅炉具有产品体积质量大、批量小以及系统复杂的特点，加之目前可靠性设计技术尚不够完善，因此，国内目前尚无法对300MW和600MW电站锅炉进行真正意义上的可靠性设计。
　　针对目前国产300MW和600MW电站锅炉上存在的影响锅炉运行可靠性的普遍性问题，我们认为应从以下几个方面在设计上着手加以改进：
　　a.针对上炉膛及水平烟道中左右两侧烟温参数场偏差较大，从而造成受热面管屏沿烟道宽度方向汽温偏差的问题，可采取如下措施：
　　烟气侧二次风或三次风(或OFA)及上端部辅助风反切；
　　减小炉膛切圆直径，减小烟气流的旋转动量；
　　合理地布置汽水系统及受热面；
　　进一步降低煤粉细度(R₉₀)值；
　　对炉膛出口残余旋转数(S_W)进行核算，降低残余旋转度。
　　以B电厂为例，该厂装有4台国产300MW锅炉，经过改造以后，其再热器受热面爆管次数大幅度降低，1996年4台锅炉全年仅爆管3次，锅炉已处于稳定、受控的运行状态。根据西安热工研究院在其1号炉上进行的试验结果，该炉末级过热器后烟道中左右两侧烟温偏差已小于50℃，大大低于改造前的100℃以上的数值。这说明，通过采取多种技术改进措施进行治理后，偏差与爆管问题基本上得到解决。
　　b.针对在燃用含中、高硫分煤种的贫煤型锅炉上出现的水冷壁管高温腐蚀问题，可通过采用辅助风大切圆、减小一次风粉混合物炉内切圆直径、降低煤粉细度等一系列措施，降低炉内燃烧器区域贴近水冷壁处的还原性气氛，并减少煤粉气流刷墙几率，进而使高温腐蚀问题得到有效的控制。
　　仍以B电厂为例，该厂在燃烧器区域外贴大风箱处的水冷壁鳍片上钻许多Φ3的小孔，增加贴壁处烟气含氧量，降低还原性气体浓度，控制高温腐蚀，取得显著的效果。
　　c.摆动式燃烧器的热态摆动不灵问题，这是在役锅炉最常见的问题之一。针对这一问题，在燃烧器设计中应采取如下措施：
　　增加煤粉风室隔板和喷嘴支板的厚度，加粗水平和外摆连杆，增加结构的弹性；
　　将曲柄连杆由偏心受力改为U型夹式双向受力；
　　将驱动气缸直径由Φ304增加到Φ320，加大摆动推力；
　　根据应力分析，重新调整喷嘴与风箱隔板的间隙，以利于摆动；
　　将顶部风喷嘴由手动杠杆传动改为手动蜗轮蜗杆减速机传动；
　　增设恒力弹簧机构作为喷嘴自重的平衡力，使燃烧器摆动灵活。
　　d.针对目前国产回转式空气预热器普遍存在的漏风率偏大的问题，可采取如下措施：
　　将可弯曲扇型板改为刚性可调扇型板，采用可编程控制器；
　　对T型钢和扇型板进行加工，以使传感器工作良好；
　　将漏风自控系统的电机、极限开关位置上移，使传感器行程开关远离高温区。
　　e.对于“四管爆破”问题，正如前文所述，由于管子本身的原材料缺陷以及管子与集箱的角焊缝检测手段不足等原因，在一些电站锅炉的运行过程中，引起水冷壁、省煤器、过热器和再热器等“四管爆破”现象，这是影响电站锅炉可靠性的最主要因素之一。针对这一问题可采用如下措施：
　　提高选用材料的等级，增加管材使用的安全裕度；
　　降低炉膛出口烟温偏差，提高运行安全性；
　　屏式再热器自折焰角后移，避免炉膛对屏式再热器前部弯头向火侧的直接辐射；
　　再热器连接管采用左右交叉；
　　在三通涡流区不布置管子，避免三通效应对各管排流量分配的影响。
5.2　加强可靠性管理
　　可靠性工作包括可靠性工程技术与可靠性管理两个方面。所谓可靠性管理，就是从系统工程的观点出发，对产品全寿命周期中的各项可靠性工程技术活动进行规划、组织、协调、控制与监督，从而实现既定的可靠性目标，并保持全寿命周期费用最低。可靠性的行业管理包括：中长期规划、基础研究、标准制定、考核认定、质量认证、创优评比、检查监督以及技术交流等。可靠性的企业管理则包括：组织机构、可靠性规划、设计评审、质量跟踪、数据收集、维修服务以及教育培训等。我国电力部门从1985年起开展电力系统可靠性管理工作，从电力系统的规划、设计、设备选用、安装施工、生产运行、检修维护以及人员培训等方面入手来改善其可靠性，并且已取得了一定的成效。
5.3　推广故障诊断技术
　　随着科学技术的日益发展，发电设备的故障诊断技术也愈来愈引起锅炉制造厂家和电厂方面的重视。人们希望通过对发电设备的某些现场参量的监测和分析，能够及时、正确地把设备的故障诊断出来，并尽快采取措施防止设备的损坏和事故的扩大，以便将经济损失降至最低程度。发电设备的故障诊断技术可分为：静态诊断和运行诊断、直接诊断和间接诊断、在线诊断和离线诊断、常规诊断和特殊诊断。发电设备的故障诊断技术是国内外许多研究机构和仪器厂商的研究热点之一，国内的一些单位已经在这方面取得了一些高水平的科研成果，并正在推广使用，而电厂和制造厂在这方面也积累了许多宝贵的经验。进入20世纪90年代，发电设备的故障诊断技术日臻完善，正逐步跨入实用化的时代。

6　结束语

　　可靠性是衡量电站锅炉设备质量的重要技术经济指标。大型火电机组装机容量的增加以及自动化水平的提高，电站锅炉的可靠性问题已引起有关部门的高度重视，并且逐渐成为电站锅炉设备市场竟争的焦点和电站用户选择电站锅炉设备的依据之一。因此，只有真正做好可靠性工作，才能在今后日趋激烈的市场竞争中成为真正的强者。

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