电厂锅炉汽机设备运行中的问题及措施分析

引言：在电厂锅炉与汽机长期运行过程中，设备承受高温、高压和连续负荷，容易出现多种运行问题与潜在风险。材料老化、管道磨损、叶片疲劳等机理性问题会直接影响设备稳定性和安全性。同时，操作管理不到位、监控疏漏以及维护周期不合理，也会增加事故隐患。外部环境因素如燃料品质波动、水质变化、温湿度和振动等影响进一步加大了运行的不确定性。这些问题如果未能及时识别和处理，可能导致设备效率下降、故障频发甚至安全事故。

一、锅炉汽机设备运行现状及特点

（一）锅炉结构与运行特点

电厂锅炉是能源转换的重要装置，由受热面、炉膛、蒸汽管路及燃烧系统等关键部件组成。其运行过程中承受高温高压环境，要求能够长时间连续稳定供热，同时满足蒸汽流量和压力的动态调节需求。受热面管道在长期循环加热下容易出现磨损、结垢及腐蚀现象，材料硬度和强度下降会影响整体运行稳定性[1]。燃料特性和燃烧效率对锅炉热效率有直接影响，操作中需精确控制水位、压力和温度。高投资成本和设备安全风险决定了运维必须精细化管理，并采用严格的操作规程以保障锅炉长期稳定可靠运行。

（二）汽机结构与运行特点

汽轮机由转子、叶片、轴承及自动控制系统组成，是电厂动力转换的核心设备。运行时转速高、负荷大，同时承受热应力和机械振动，任何局部异常都会导致整体运行不稳。长期使用中，叶片疲劳、轴承磨损和润滑系统老化是主要故障隐患。汽机操作复杂，需要对转速、负荷及温度进行精准调控。监控系统的实时数据采集和分析对于保障设备安全至关重要，操作人员必须接受系统化培训，熟悉运行参数和应急处理方法，以确保发电机组平稳、高效运转。

（三）运行环境与使用条件

锅炉汽机运行环境涉及高温、高压以及长期连续负荷，并受到燃料品质、水质、环境温湿度及电网负荷波动的综合影响。高温高压环境会加速材料疲劳和管道腐蚀，密封件老化可能引发泄漏或效率下降。燃料波动和水质问题容易造成结垢、腐蚀加剧，外部振动和环境变化可能导致设备振动异常。复杂的运行条件要求建立全面的寿命管理体系，实施在线监测和状态评估，同时制定科学的预防性维护策略，以延长设备寿命并保障电厂安全生产和经济效益。

二、运行中存在的问题及风险

（一）材料老化与管道磨损

汽机叶片在高速旋转中承受离心力和热膨胀应力，轴承长期运转在高负荷下容易磨损加剧，这些累积效应会导致疲劳裂纹、机械性能下降以及振动异常。长期运行中，锅炉受热面管道和汽机关键部件老化问题若未得到及时检测和维修，可能引发局部泄漏、爆管或停机事故，严重影响发电连续性和生产安全[2]。材料老化的主要原因包括长期高温循环负荷、蒸汽水质不稳定、机械振动作用和运行不平衡等因素的累积作用，这些因素叠加使得设备失效风险明显上升，对生产安全和经济效益造成潜在威胁。

（二）操作管理因素导致的风险

日常巡检和维护计划缺失、监控数据采集滞后或报警响应不及时，也会使小问题累积成大隐患。操作人员对设备状态判断不准确、调节参数错误或启动停机操作不规范，可能直接引发设备过热、振动异常、机械冲击及叶片损伤，缩短设备寿命并增加故障概率。操作管理风险的根源在于操作人员培训不足、规章制度执行松散、实时监控体系不完善以及安全管理意识欠缺，这些因素叠加会降低设备运行的可靠性和安全性，增加锅炉汽机事故发生概率，影响发电厂正常生产和经济效益。

（三）环境及外部因素影响

燃料杂质或热值不稳定会导致燃烧不均，受热面结垢加剧，局部热阻增加，升高管道局部过热风险；水质含氧量高或硬度过大会加速管道腐蚀和结垢，影响热效率并缩短设备寿命；外部振动、温度波动及电网频繁调节，会引起汽机叶片振动异常、轴承磨损加快以及机械疲劳。长期运行中，这些外部因素的累积作用会降低设备运行稳定性，增加故障和事故的概率，同时给安全生产和经济效益带来潜在威胁，要求在运行中对环境条件进行严格监控和管理，以保障锅炉汽机设备的可靠性和安全性。

三、应对措施与优化方案

（一）运行监测与状态评估

锅炉汽机设备长期运行中，建立完善的在线监测系统是保障安全的关键。系统应对锅炉蒸汽压力、温度、受热面管道热膨胀及腐蚀程度、汽机转速、叶片振动及轴承温度等关键参数进行实时采集，并通过数据采集终端上传至监控中心。利用数据分析、趋势预测和异常检测算法对设备运行状态进行评估，发现早期磨损或异常振动信号时，能够提前预警并制定相应维护计划[3]。状态评估还可对关键部件的剩余寿命进行科学预测，为检修、替换和调度提供决策依据。系统应具备远程报警和操作记录功能，确保值班人员及时响应异常，防止小问题演变为重大事故，保障锅炉汽机连续、安全运行，并为电厂经济效益提供稳定支撑。

（二）维护保养与故障处理

针对锅炉汽机设备运行中存在的磨损、腐蚀和老化问题，科学、规范的维护保养是降低风险的核心手段。锅炉受热面管道需要定期清理结垢、检查焊缝及管道厚度，必要时进行防腐涂层处理。汽机叶片、轴承及润滑系统必须按运行周期检查，发现疲劳裂纹、磨损或润滑异常及时更换或修复。建立快速故障响应机制和应急处理方案，在设备出现异常振动、温度过高或压力波动时，操作人员能够迅速排查、隔离风险并采取修复措施。科学巡检和维护计划可以显著降低故障率，提高设备寿命，同时确保发电机组连续稳定运行，为生产安全和经济效益提供坚实保障。

（三）技术升级与智能化手段

电厂在锅炉汽机设备管理中逐步引入智能化和技术升级手段，能够显著提高运行安全性和效率。采用自动控制系统，对锅炉燃烧、蒸汽参数和汽机负荷进行动态调节，实现实时优化操作。引入智能运维平台和多模态数据分析算法，可对振动、温度、压力及水质数据进行综合分析，实现故障预警、寿命预测及维护优化决策。新型耐高温管道材料、叶片合金和耐腐蚀涂层工艺可延长关键部件寿命，降低老化风险。结合实际案例，智能算法还能通过历史数据学习设备运行规律，提前识别潜在异常，并优化检修周期，从而提升设备安全性、生产自动化水平和经济效益，为电厂长期稳定、安全运行提供技术支撑。

四、结论

电厂锅炉和汽机设备作为核心发电装置，其运行安全性和稳定性直接关系到生产连续性与经济效益。长期高温、高压及负荷波动会导致受热面管道磨损、材料老化以及汽机叶片和轴承疲劳，增加事故风险。通过建立在线监测与状态评估系统、科学制定维护保养计划、快速响应故障以及引入智能化技术和新材料，可有效提升设备运行安全性和寿命。

参考文献

[1] 陆培宇,胡斌彬. 燃气-蒸汽联合循环电厂启动锅炉供低压供热经济性分析[J].自动化应用,2024,65(02):231-233.

[2] 丁嘉恒. 火电厂锅炉汽机联合试运转实施研究[J].中国仪器仪表,2023,(12):26-29.

[3] 邱磊. 火电厂汽机锅炉 DCS 控制系统异常应急维护方法[J].设备管理与维修,2023,(20):86-87.