探析1 000 MW火电厂机组锅炉运行及事故预防方法

席风歌

摘 要：随着近年来我国电力装机容量和年发电量的逐年增大，对机组参数的要求也有所提升。在此发展过程中，机组锅炉的运行难免存在一些不安全因素，如果不加以预防和控制，就很容易造成事故，给火电厂带来巨大的财产损失甚至人员伤亡。

关键词：火电厂；1 000 MW机组锅炉；危险性分析；事故树

中图分类号：TM756 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2015）26-0105-01

1 1 000 MW机组锅炉运行流程

1.1 燃烧系统

燃烧系统是1 000 MW机组锅炉的主要工作系统，它主要由锅炉炉膛、送风、制粉和引风系统组成。粒度大于30 mm的大块煤炭通过滚轴筛进入碎煤机，被粉碎后的煤块会被送入原煤仓，再经过粉磨研细后送入锅炉燃烧器喷嘴，喷入炉膛内燃烧加工，燃烧释放出来的热能会通过炉膛周围的水冷壁扩散，最终产生烟气和煤渣。

1.2 风烟系统

炉膛水冷壁所产生的冷空气会由送风机传送到空气预热器中进行高温加热，加热后一部分风会送到磨煤机中对煤粉进行干燥，另一部分风会通过喷燃器进入炉膛来补充煤粉燃烧所必须的空气量。而经过燃烧系统传出的高温烟气则会通过炉膛上部的过热器、预热器和再热器把热量传导给回抽蒸汽、水与空气。当烟气彻底冷却后，经过静电除尘并除去飞灰，最后被引风抽放到烟囱排放消散。

1.3 汽水系统

汽水系统就是一个用水来转动力最终发电的过程。最初水会通过低压加热器进行高温加热，并将自身中的不凝结气去掉，再经过水泵加压进行高压加热，最后通过省煤器预热进入机组锅炉的给水系统。当水与饱和蒸汽分离后，水再次进入给水系统供应炉水循环，而饱和蒸汽则要进入过热器，通过烟气热量蒸发与高压生成过热蒸汽，经过汽轮机中的压缸做功，最后推动汽轮机进行发电。

2 火电厂机组锅炉的相关预防技术分析

2.1 1 000 MW火电厂机组锅炉事故预防技术——事故树

事故树是一种基于演绎型系统安全分析的工程分析法，它最早应用于美国民兵式导弹发射控制系统的安全性分析，是一种既可定量又可定性的双重分析系统。它的特色是分析范围广、操作简单而且逻辑性很强，完全可以体现出系统工程中研究的系统性、预测性和精确性。

从逻辑分析角度看，事故树对可能发生的危险事故能够做出直接原因事件与间接原因事件的逻辑分析，并且分析力度和角度都深度透彻，能够挖掘到事故可能发生的最基本原因，所以通过“或门”、“与门”这样的逻辑符号就能为危险事故构建事故树，为预防做好理论铺垫。

2.2 事故树构建的主要路径

事故树构建分四部分，顶上事件确定、确定边界条件、建树、简化事故树。

①顶上事件的确定，在大型火电厂的机组锅炉方面，顶上事件就是系统失效事件，它归属于火电厂系统不希望发生的重大故障事件，称其为顶上事件就是因为其定义了火电厂中最为严重或发生概率较大的最危险事件。顶上事件的确定和火电厂工作任务与目的有关，不同生产环节可能会产生不同的顶上事件，必要时甚至会建立相关子系统，从典型的中间事故中来选拔子事件作为事故树的基本建树基础，在事故树建好之后再进行修改和综合评价。

②边界条件的确定。边界条件为事故树的收尾划定了界限，一般来说边界条件应该包括在顶上事件确认以后，对事故树中初始条件与不许可事件的确定。初始条件界定了机组锅炉在初运行时可能出现的故障或造成故障原因的分析。而不许可事件则是在事故树建树阶段绝对不允许出现的事故，即机组锅炉系统之外的事故发生原因，比如员工的误操作等。

③建树要从顶上事故开始，逐级向下分解展开，直到初始事件建树完毕。在建树过程中，一定要研究并把握好顶上事件与初始事件的逻辑关系，用图形符号加以表示。建树过程就是明确机组锅炉各个系统和部件工作状态的过程，它让机组维护人员了解到锅炉运行的整体情况，实际上就是一次即时的设备检测过程。

④简化事故树。此项对事故树进行定量定性分析，而主要的简化对象则是初始事故树，去掉一些不必要的逻辑关系有助于清晰化事故树初始事件与顶上事件之间的联系，包括二者之间其他事件之间的复杂逻辑关系。当逻辑关系被捋顺后，就要通过事故树的结构函数代入算法来对事故树进行技术性简化。

2.3 具体应用

空气预热器是1 000 MW火电厂机组锅炉中最重要的系统部件之一，它时刻控制并调整机组锅炉的热交换性能，为1 000 MW这样的大功率机组锅炉运行降低能耗。所以空气预热器常常在高温环境下工作，由于二次燃烧而将积存于烟道内部的黏附受热面再度燃烧，形成烧损变形造成其原因的根本就是锅炉尾部烟道燃烧与风量的不协调，而当炉温过低时，停火与点火操作不当，吹灰不及时等，可以利用事故树对其原因进行分析。

在建立空气预热器超温烧损变形事故的事故树时，先要对建树结构的重要度进行计算，所以此处利用事故树的初步设想结构而推导出结构重要度公式为：

公式中，k表示最小割集总数，而 表示在事故i中kj的基本事件数，nj表示第i个事故所在的基本事件总和。

将该事故中事故树的各个割集与径集参数带入上述公式，根据计算结果就可以判断哪个事件的发生对整个事故影响最大，需要进行及早预防。

3 1 000 MW火电厂机组锅炉现场的安全标准化

为了更好的预防事故发生，1 000 MW火电厂机组锅炉在现场操作方面一定要做好安全防范的标准化工作，禁止一切辨认不明和误操作行为的出现。

3.1 锅炉系统设备标色统一

对锅炉系统设备分别标色并统一是为了便于操作确认，防止操作人员在操作过程中出现任何误操作或辨认不明的现象。通常情况下，按照火电机组锅炉系统设备层面，将阀门、管道、电气设备与仪表进行统一着色。而管道方面，在流体切断阀及其明显位置都要用统一规格的箭头来表示流体去向，明确操作流程。

3.2 设备标准化

1 000 MW作为大型机组锅炉必须要做到生产现场设备的整齐性，保证锅炉运行的稳定性。首先在生产使用方面，应该为传统设备的突出集体外轴、背靠轮、皮带轮等等加装安全套、安全罩以及防护围栏等，保证它们在运转过程中绝对安全，不会有异物进入。再次，为了确保操作人员的安全，避免伤亡事故发生，应该在生产岗位旁设有防毒面具或消防器械等安全急救防护工具，对随时可能发生的事故进行及时应变。最后就是要进行吊装孔、平台和走梯的安装，保证按照机组锅炉操作的实际需求进行栏杆加装，并且严格限制高度在1.2 m或以上。

4 结 语

1 000 MW是大型火电厂机组锅炉设备，所以在运行过程中一定要注重管理它的安全稳定性。事故树是专门应对大型机组锅炉设备运行的重要事故预防分析手段，它不仅仅能够控制空气与热管的超温烧损变形，也能分析诸如炉膛爆炸、四管泄漏甚至是清焦任务作业人员所遭遇的安全事故等。而随着科学技术的迅速发展，对于高功率大型火电厂的机组锅炉运行事故预防标准也会不断提高，体现出其越来越成熟的一面，从而降低大型机组锅炉运行所带来的高危险性。

参考文献：

[1] 郑杨炜.火电厂应急救援体系及辅助决策支持系统研究[D].武汉：中国地质大学，2010.

[2] 陈永成.10 KV配网运行故障分析与防范对策[J].机电信息，2014，（30）.