发电厂锅炉故障诊断及维修指南

发电厂锅炉故障诊断及维修指南锅炉作为火力发电厂能量转换的核心设备，其运行稳定性直接关乎发电效率与电网安全。锅炉故障若处置不及时，轻则造成机组降负荷、能耗攀升，重则引发爆管、炉膛爆炸等恶性事故。本文结合现场实践经验，系统梳理锅炉故障的诊断逻辑与维修策略，为运维人员提供实用参考。一、故障诊断方法体系锅炉故障诊断需建立“多维度感知、数据驱动、机理验证”的分析框架，通过感官判断、仪器检测与数据分析的有机结合，精准定位故障根源。（一）感官诊断：经验驱动的快速筛查1.视觉诊断观察炉膛火焰形态：若火焰呈暗红、发飘且伴有黑烟，多为配风不足或燃料品质下降；火焰偏黄且局部窜动，需排查喷燃器堵塞或风粉混合不均。管壁结焦（如过热器、再热器）初期表现为局部发黑、积灰增厚，严重时形成熔融状焦块，可通过看火孔或内窥镜观察。汽水系统中，水位计波动剧烈、蒸汽带水（饱和蒸汽电导率骤升）提示“汽水共腾”；排污口或焊缝处出现湿斑、白汽，需警惕泄漏风险。2.听觉诊断正常运行时锅炉本体应无尖锐异响。若出现“噼啪”爆管声，结合参数（如汽压骤降、给水流量异常）可判断受热面泄漏；风机、泵类设备发出“嗡鸣”异响且振动增大，多为轴承损坏或叶轮失衡；炉膛内“轰燃”声伴随火焰闪烁，可能是熄火后燃料积聚引发的爆燃前兆。3.触觉诊断用红外测温枪或手背轻触（安全距离内）管道外壁：受热面超温时，局部管壁温度显著高于周边；风机轴承箱、泵体外壳烫手（超过环境温度40℃以上），提示润滑不良或过载；烟道保温层局部发热，需排查内漏或积灰自燃。4.嗅觉诊断闻到焦糊味，结合火焰监测可判断局部过热或积煤自燃；绝缘烧焦味（类似塑胶燃烧）多为电气设备（如控制柜、执行器）故障；硫化氢味（臭鸡蛋味）提示汽水系统腐蚀（如给水含氧量超标引发的酸性腐蚀）。（二）仪器检测：技术赋能的精准定位1.热成像检测通过红外热像仪扫描受热面、管道、阀门，可直观识别“热点”（如结焦区域、泄漏点）。例如，水冷壁管热像图中某区域温度骤升20℃以上，需重点排查是否存在管屏变形或结焦搭桥。2.振动分析对风机、给水泵等旋转设备，采用振动传感器采集时域/频域数据：若振动频谱中出现2倍转频峰值，多为轴系不对中；高频振动分量占比增大，提示轴承磨损。结合故障树分析，可快速锁定“不平衡-不对中-松动”等典型故障。3.烟气分析抽取炉膛出口或烟道烟气，检测O₂、CO、NOₓ浓度：O₂偏高（＞6%）且CO未检出，说明配风过量；CO浓度突增（＞100ppm）伴随O₂偏低，提示燃烧不充分或局部熄火。同时，SO₃浓度异常升高（结合飞灰含碳量），需警惕低温受热面酸腐蚀。（三）数据分析：趋势驱动的隐患预判1.运行参数关联分析建立“汽温-汽压-给水流量-燃料量”动态关联模型：若汽温上升但汽压下降，且给水流量异常增大，需排查过热器泄漏；排烟温度与主蒸汽温度同步攀升，结合受热面积灰监测数据，可判断为换热面污染。2.历史数据对比调取同负荷、同煤种下的历史运行曲线，若当前排烟温度比设计值高30℃以上，且吹灰后无改善，需评估受热面结垢或腐蚀程度。利用大数据算法（如LSTM神经网络）预测关键参数趋势，提前识别“隐性故障”（如管壁减薄、阀门内漏）。二、常见故障类型及维修策略（一）燃烧系统故障：熄火与燃烧恶化故障现象炉膛火焰监测器报警，烟气含氧量骤变，主蒸汽压力/温度快速下降，伴随“放炮”声（爆燃）。诊断要点燃料侧：检查给煤机转速、粉管压力，判断是否断煤；油枪雾化片堵塞会导致火焰发飘、油滴飞溅。风侧：一次风温/风压波动（如冷一次风挡板误动），二次风配比失衡（通过烟气O₂分布判断）。点火系统：高能点火器电压/电流异常，火花塞积碳导致点火能量不足。维修流程1.紧急处置：立即切断燃料供应，开启炉膛吹扫（风量≥30%额定风量，持续5分钟以上），防止爆燃。2.故障排查：拆检给煤机下煤管（清理堵煤），疏通油枪雾化片；校准风烟挡板开度，更换点火器火花塞。3.重启验证：确认无积煤后，按“吹扫-点火-投煤”流程重启，观察火焰稳定性（可通过火焰电视或紫外线探测器监测）。（二）汽水系统故障：汽水共腾与泄漏汽水共腾（典型故障）故障现象水位计剧烈波动，蒸汽带水（饱和蒸汽电导率＞50μS/cm），主蒸汽温度骤降，管道发生水击。诊断要点水质诱因：炉水含盐量超标（硬度＞5μmol/L），加药系统故障导致磷酸盐过剩。负荷诱因：机组负荷骤升（＞5%/min），汽水分离装置（如旋风分离器）效率下降。维修流程1.减负荷操作：迅速降低锅炉负荷至70%以下，减弱燃烧强度（关小燃油/煤量）。2.排污与补水：开启连续排污（开度≥50%），补入除盐水（控制水位略低于正常水位），同时加强炉水磷酸盐处理。3.系统冲洗：待汽包压力稳定后，开启过热器反冲洗（若条件允许），清除蒸汽管道内的积水。受热面泄漏（爆管）故障现象给水流量＞蒸汽流量（差值＞5%额定蒸发量），炉膛负压波动，泄漏处伴随“滋滋”声，烟气湿度增大。诊断要点定位泄漏点：通过红外热像仪扫描水冷壁、过热器，结合声波定位仪（泄漏声波频率多为____kHz）缩小范围。分析原因：短期爆管多为管内结垢（壁温超温）、异物堵塞；长期泄漏与飞灰磨损（如省煤器）、腐蚀（如低温再热器酸腐蚀）相关。维修流程1.停炉泄压：按“滑压停炉”曲线降压，控制降温速率≤1℃/min（防止热应力）。2.换管修复：割除泄漏管段，更换同材质、同规格的管道（焊接后需进行100%探伤），对管屏进行整体水压试验（压力为1.25倍工作压力）。3.预防改进：优化吹灰频率（如省煤器每班吹灰2次），调整烟气挡板减少局部烟速过高。（三）辅机故障：风机与泵类异常引风机振动超标故障现象振动幅值＞4.5mm/s（ISO标准），轴承温度＞95℃，风机电流波动。诊断要点动平衡破坏：叶轮积灰（特别是脱硫后湿烟气环境），需检查清灰装置（如蒸汽吹灰器）是否堵塞。轴承损坏：通过振动频谱分析，若出现轴承特征频率（如600Hz附近峰值），判断为滚动体磨损。维修流程1.紧急切换：启动备用引风机，停运故障风机（注意炉膛负压控制）。2.解体维修：拆除叶轮，采用高压水冲洗积灰；更换轴承（型号需与原设计一致），重新做动平衡（残余不平衡量≤5g·mm）。3.密封改进：检查风机轴封（如迷宫密封），更换磨损的密封片，防止烟气泄漏加剧积灰。三、预防维护体系构建（一）日常巡检：“望闻问切”的标准化落地制定《锅炉巡检卡》，明确关键点位（如燃烧器、联箱、膨胀指示器）的检查周期与判定标准。例如：每2小时记录一次受热面壁温（偏差＞15℃需标记）；每班检查一次吹灰器运行状态（枪管伸缩是否卡涩）；每日分析一次炉水全碱度、pH值（超标时4小时内处理）。（二）定期保养：全生命周期的性能管控1.月度保养：清理空气预热器蓄热元件（高压水冲洗或蒸汽吹扫），检查风门执行器连杆（润滑、紧固）。2.季度保养：对给水泵进行解体检修（更换机械密封、调整轴向窜量），校验安全阀起跳压力（偏差≤±0.5%工作压力）。3.年度大修：采用“内窥镜+壁厚超声检测”评估受热面腐蚀/磨损程度，对燃烧器进行“冷态流场试验”（风速偏差≤10%）。（三）技术改造：从“被动维修”到“主动防御”燃烧优化：加装煤粉在线监测装置（实时反馈细度、浓度），改造低氮燃烧器（NOₓ排放≤30mg/m³）。智能监测：部署锅炉“数字孪生”系统，实时模拟管壁温度、应力分布，提前30天预警潜在爆管风险。防腐升级：对低温受热面（如空预器冷端）喷涂防腐涂层（如陶瓷耐磨涂层），延长使用寿命2-3年。（四）技能提升：构建“实战化”培训体系开展“故障模拟演练”：在机组停运期间，人为设置“假故障”（如模拟给煤机断煤、风机轴承损坏），考核运维人员的诊断效率。建立“案例库”：将历史故障（如2023年#3炉过热器爆管）的原因分析、维修过程、改进措施整理成可视化手册，供新人学习。结语发