深化设备隐患排查治理确保设备健康安全运行
神华国华(印尼)南苏发电有限公司煤电项目于2009年7月开工建设,2011年月7月和11月两台机组相继投产。目前两台机组机、电、炉主辅系统运行正常,无影响长期稳定运行的重大缺陷。
设备管理由生技部监督,运行部和维护部来实施。在设备运行和检修工作中,我们强化各级设备管理人员的责任意识,建立设备管理档案,实现设备健康动态管理,做好设备缺陷诊断和异常预测,强化设备巡检,及时发现缺陷,及时消缺,将事故消灭在萌芽状态;按照“五定”原则,深入开展隐患排查治理工作,坚持“整体规划、全面排查、分级控制、防治结合、总结评估”的原则,强化技术攻关力度,及时消除潜在隐患,切实提高设备健康水平。
针对机组的大小修精心组织策划,根据往年A/C级检修经验和教训及检查情况,制定了详细的检修项目,检修中严格遵守电力安全工作规程、高风险作业流程和受限空间作业安全管理标准,杜绝习惯性违章,实现安全、环保、高效、全面的完成机组的A、C级检修任务。
在设备维修管理的实践中,以解决现场实际问题、降低劳动强度、提高工作效率为目的。充分运用PDCA方法论,多个QC小组深入开展“五小” 、“四新”活动,坚持持续改进,从小事、从身边做起,找规律、刨根源,着力推进技术和方法的创新和应用,提升设备维修品质。每月完善定期工作,通过总结缺陷规律,在部分设备易损部件(如轴封、密封垫)的损坏周期内通过定期工作定期进行检查、更换,减少缺陷发生。保持缺陷下降的良好趋势,通过日常点检、定期工作、专项治理等工作,变被动消除缺陷为主动预防缺陷,力争三类及以上缺陷发生数量继续下降。
为展示投产几年来设备管理的工作,通过以下几个专题进行介绍:
▎一、2013年空气炮配合旋转仓治理煤仓堵塞
神华国华(印尼)南苏发电有限公司2X150MW机组使用原煤水分为62%,且原煤颗粒较细,需经过煤干燥系统进行干燥,干燥煤有40%左右为颗粒﹤30um面状,且水分只能降至52%入炉燃烧。原煤经煤干燥系统干燥后直接供锅炉燃烧,进入原煤仓的燃煤温度55℃,煤中携带大量蒸汽,原煤仓内的煤易板结造成原煤仓堵煤,致使给煤机频繁断煤,制粉系统频繁启停,严重影响机组安全稳定运行。国华印尼南苏发电公司2013年2月实施旋转煤仓重大技改,基本解决煤仓下部板结堵塞问题,但经过运行一段时间后发现,在煤仓中下部位置旋转煤仓上方过渡段及斜段仍存在干燥煤大量板结情况,长时间运行板结厚度不断增加,造成旋转仓上部棚煤,每4天需要对煤仓过渡段斜段进行拉空并需要人工清理。印电公司于2013年在原煤仓安装空气炮和旋转仓以后,解决了从原来的运行4天就出现给煤机煤量波动、下煤不畅,一周后就会堵仓,现在可以连续运行,效果良好。
空气炮的工作原理是:当原煤仓发生堵塞时,快速打开空气炮储气罐的阀口,让罐内的压缩空气形成高速喷出的强烈气流,以超过一马赫的速度直接冲贮存散体煤的闭塞故障区。这种突然释放的膨胀冲击波克服了煤的静磨擦而形成的起拱或粘壁,使煤仓内的煤得以恢复重力流动,从而保证原煤输送和生产的连续性。空气炮的操作十分灵活,可采用手动、气动单个控制;电控单个、成组放炮;定时自动放炮等控制方法。操作时先打开手动球阀,气体便自动进入炮体,需要放炮时,按一下起动按纽,给换向阀一个脉冲电信号或气信号。空气炮即通过排气口喷出强大冲击气流,能量释放后自动恢复充气状态,随时可完成第二个工作循环。空气炮的手动操纵是靠操纵按纽或利用换向阀上的小手把完成的,自动控制系统靠空气炮自动控制仪执行。控制系统也可以采用可编程控制器,对整个工艺系统进行控制。
旋转仓的工作原理:旋转煤仓通过外置减速机驱动旋转,仓壁与板结煤形成相对运动,内部固定刮刀在煤仓旋转过程中刮离仓内壁的煤,使得煤与仓内壁之间的粘结力被破坏,煤流与仓壁之间形成一个全面积的分离区,煤流不容易在内壁上形成板结挂煤;同时,仓体在旋转过程中煤流相互挤压而产生疏松作用,减小了物料之间的粘接力。
旋转仓每隔4小时自动投运一次,转空原煤仓下部板结积煤,空气炮每隔8小时投运一次,每次投运从下向上,设置定时启动时间,保证每次空气炮投运后3分钟旋转仓自动运行,将空气炮打落的板结煤块净转仓刮刀搅碎,顺利的从落煤孔月牙板拉出,防止板结大煤块堵塞落煤孔。
▎二、2014年煤干燥系统整体性能提升及优化综合治理
印电公司原设计原煤水分由55.3%干燥至33%,热值2264Kcal/kg到3335cal/kg,一台炉配置两套干燥机。机组投产后发现原煤水分达到62%左右,干燥后煤水份52%,热值由1963kcal/kg到2376kcal/kg,按原设计出力已不能满足机组实际供煤需要。
1.同时出现的新问题是:
(1)干燥后煤在输煤系统中扬尘严重,随风飘扬,严重影响环保;
(2)积粉量大、点多,积粉极易自燃、闪爆,严重影响安全;
(3)由于除尘品排污量增大,加上冲洗水等,含煤废水量3600 吨/天,处理场地大,月加药费 12.8万元,每月约产生煤泥6000吨,严重影响经济性,污水外排现象时有发生,严重影响环保。
为了解决煤干燥系统供煤不足,煤干燥后扬尘严重、自燃、闪爆频繁等严重影响安全生产、环境保护问题,围绕62%水份的原煤干燥工作展开了一系列的优化和改造治理工作。
2.主要进行的改造和调整项目如下:
(1)煤干燥入料螺旋改造;
(2)煤干燥出口密闭皮带机和埋刮板输送机改造;
(3)煤干燥尾部除尘系统综合治理改造;
(4)煤干燥运行方式调整。
主要技术创新点:使用介质为62%超高水分劣质褐煤,通过对煤干燥系统综合治理,大幅度提高原煤产量和减少废水排放量,减低爆炸风险和大量人工成本。
煤干燥入料端为称重式皮带给煤机,在称重给煤机正常运行期间,经常出现出口门粘煤严重及出口插板门故障,严重影响干燥系统的运行,导致原煤进入干燥系统不畅,进而损坏称重给煤机皮带、轴承及清扫链刮板。为了解决称重给煤机出口(干燥机入口)堵煤及插板门故障问题,现对出口进行改造,拆除原有的干燥机落料斗,直接更换为螺旋进料设备。
原设计煤干燥出料处为密闭皮带机,后经埋刮板输送机进行二次倒运至输煤皮带。由于干燥后原煤水分仍为52%,且携带大量蒸汽,密闭皮带机内部高温高湿条件下皮带打滑跑偏频繁,皮带机内部积粉点多,干燥后原煤极易自燃。煤干燥投产初期多次在密闭皮带机部位发生火险,皮带烧损严重,煤干燥多次强迫停运。
埋刮板机为二次倒运设备,煤中携带大量蒸汽,埋刮板内的煤易板结造成埋刮板倾斜、掉道,致使埋刮板机频繁停机,严重影响煤干燥安全稳定运行。
经过调研和技术咨询,煤干燥系统的运行工况特殊,出料口温度高,同时参杂大量蒸汽,容易在现有刮板机箱体底部板结,掉链脱落现象频发,事故率较高,且适应能力差,导致煤干燥系统无法长期稳定运行。煤干燥机出口配套螺旋输送机已经在宝钢、太钢、攀钢成功应用,且运行可靠、稳定,适应寿命长,完全克服了刮板机存在的缺点,且强制出料可避免煤粉堆积影响系统安全,螺旋输送机本身具有自密封效果,起到锁气防止空气被吸入的功能。改造后降低了干燥机出料口积粉自燃风险,降低尾气带尘量,除尘器消耗水量和水中煤泥量大幅降低,降低原煤干燥煤的损失,为电厂带来生产经营巨大的经济效益。
通过设计改造对煤干燥出入口进行螺旋输送机改造以及干燥机进气量调整,优化除尘器补给水系统,对抽气和风烟管路进行防腐治理。输煤沿程皮带扬尘得到彻底根除,积粉自燃现象彻底消除,闪爆得到彻底根除;煤干燥系统稳定运行,降低褐煤干燥过程尾气含尘量,含煤废水得到大幅降低,单台煤干燥含煤废水由原来的 150t/h降低至 90t/h。 煤干燥单机出力达100吨以上,可完全保证机组满负荷运行和干煤棚存煤要求。改造治理后,含煤污水排放降低,有效的保证了对周围环境的污染;干燥机尾气含尘量降低,有效的保证了对周边地区粉尘污染;原煤损失降低,增加社会效益。
作为国华电力公司首个海外煤电项目,目前两台机组和煤干燥系统运行稳定,各指标良好,对公司今后开展其他诸如此类煤炭发电项目具有一定的借鉴意义,同时对国内外高水分原煤应用于钢铁冶金煤炭等行业起到非常重要的典范作用,开创高水分劣质褐煤应用的先例。
▎三、2015年含煤废水治理
国华印尼南苏电厂2*150MW机组燃煤为印尼年轻的劣质褐煤。由于印尼褐煤水分达到62%左右,热值仅有1963kcal/kg,根本无法有效利用。为了满足机组的发电需要,采用蒸汽管回转式褐煤干燥技术,对褐煤进行干燥脱水,来提高褐煤的发热量,降低水分,保证机组的正常供煤。褐煤经过干燥后,产生大量的煤粉,粉尘0.5毫米级以下的颗粒占到近60%,因挥发份高极易自燃,故在煤干燥的尾端设置水力冲击式除尘器,进行除尘,减少对环境的污染。可是采用湿法除尘后,却产生了大量的高温含煤废水,废水温度约90℃-100℃,原输煤系统保洁设计的含煤废水处理方案已经不能满足煤干燥技术生产的需要。
原设计含煤废水处理系统进水水质要求: SS≤3000mg/l。加药系统中间加药处理20t/h。带式浓缩脱水机处理容量为10m3/h。进泥含水率为99%;脱水后的污泥含水率 <80%; 处理系统无法满足改造后煤水处理需要。
输煤系统含煤废水处理系统加装压滤机。满足公司产生含煤废水固液分离处理,日处理煤水2000t,含煤废水不加药过滤后废水悬浮物小于20mg/L,低于印尼当地排放标准100mg/L。煤泥回收每日62.5t,直接转运掺烧。消除因含煤废水给公司带来设备检修维护工作量,并且排除了环保隐患。
▎四、热带地区电气设备管理经验
神华国华(印尼)南苏发电有限公司位于南苏门答腊岛,当地属于热带雨林气候,具有高温、多雨(雨水显酸性)、风小、潮湿的特点,无寒暑季节变化,年平均气温25~27℃,年平均降水量2000毫米以上,年平均湿度为83%。高温、潮湿、酸性空气对电气设备的固体绝缘材料、液体绝缘材料、橡胶密封件、铁质金属件产生很大影响,设备的安全运行造成很大威胁。设备的定期工作内容、周期都要根据备件的使用情况、老化速度做相应调整;电气设备的预防性试验工作显得尤为重要。酸性、潮湿的空气,降低了电气设备的绝缘强度。一方面使电气设备的绝缘性能降低,另一方面空气中的水分附着在电气设备构件表面,使电气设备对地绝缘降低。造成离相母线内部绝缘子潮湿污闪放电;发电机定子高温报警;循环水泵电机运行中高温报警;21、22引风机电机冷却器导风管泄漏;6KV高压开关柜导电触头过热;循环水泵房MCC开关控制柜、锅炉MCC开关控制柜、输煤系统MCC开关控制柜柜体腐蚀等电气设备问题。基于上述原因,我们不仅要加强设备的消缺维护工作,还要根据设备实际情况进行定期工作标准的不断修订以适应设备安全运行的需要;同时更要根据电气设备情况进行相应技改。
由于神华国华(印尼)南苏发电公司所在南苏门答腊岛电网结构单一、十分脆弱,经常出现电网振荡现象,造成双机停运、全厂停电。针对这种问题我们除加强两台柴油发电机机组的定期维护外,还进行了保安段互联互备改造,以保证机组的安全。厂用仪用空压机、输灰空压机控制电源由于电网振荡电压波动造成空压机自动跳闸,严重影响机组运行安全,为此我们将空压机控制电源加装了UPS电源,保证了空压机设备的运行。由于环境温度、冷却水温度较高,4台循环水泵电动机运行中温度经常在100℃左右,遇高温天气时DCS画面常出现高温报警,电机接线盒处密封条出现被融化现象。为了防止电机本体高温影响绝缘使用寿命,我们根据国内冷却器现状,选用了AWL型强迫风循环的空-水冷却器进行了改造,将电机运行温度由100℃降至65℃,大大延长了电机使用寿命。我公司1、2号机组的离相封闭母线绝缘子基建安装时选用的是普通瓷质绝缘子,2015年#1机组A级检修时检查发现多个绝缘子均有污闪放电现象,且绝缘子表面有多处腐蚀麻点,可见到烧伤痕迹,绝缘性能和强度已严重下降,如不及时处理将有可能发生对地放电、击穿现象,威胁机组的安全稳定运行。为此,我们利用A修机会,对#2机组的绝缘子进行了换型改造,选用DMC复合材质的绝缘子,取得了良好的效果。在2017年#1机组C修时,我们将继续对离相封闭母线绝缘子进行换型改造,以保证机组的安全稳定运行。诸如此类,由于环境因素导致我公司6KV厂用配电装置也发生了较多不安全隐患,如开关柜内与母线连接的导电触头过热变色,经检查发现是由于触头表面由于镀层质量较差被腐蚀而发生过热。由于这种位置无法用常规方法测温,为保证设备的安全运行,我们对开关母线、触头加装了无线无源测温装置,将运行时的触头温度显示在安装在盘柜的显示器上。让运行人员随时观察母线、触头的运行温度。发现问题及时通知检修人员进行处理。
我们认为定期工作是设备管理安全运行的基础;引用新技术、新材料、新工艺,对设备进行技术改造是设备管理安全运行的保障;日常的消缺维护、隐患排查是设备管理安全运行的手段。通过做好以上工作,切实做到了电气设备的安全稳定运行。
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