吕 鉴
吕四港发电公司出品
打造工匠精神
江苏大唐国际吕四港发电有限责任公司
双月刊
2021年6月 第3期
激发创新活力
目录
CONTENTS
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特别策划
理论探讨
科技创新
书法展示
经验交流
树立“大协作”理念 推进企业提质增效…………………
能源互联网中的智能电网和智慧电厂…………………
超超临界锅炉水冷壁高温腐蚀防护涂层的性能究……
书法作品1………………………………………………
书法作品2………………………………………………
书法作品3………………………………………………
基于SWOT分析的某大型火力发电企业售电营销模式研究…………………………………………………
浅谈机组无油点火启动………………………………
火电厂燃煤采制样工作的问题与对策………………
激光熔覆技术在大唐国际吕四港发电公司
6kV电机转轴修复中的应用 ……………………………………
火力发电厂脱硫系统净烟气SO2波动大的分析与处理…………………………………………………………
继电保护整定计算危险点分析………………………
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特约评论员:黄鑫
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特 别 策 划
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特 别 策 划
一、“大协作”的内涵
“大协作”就是推动“大安全”“大发展”“大效益”“大监督”融合共生,最大限度消除公司在生产、经营、管理以及党建等板块的业务隔阂,将之前割裂或者沟通不紧密的各个业务板块以一种更高效的方式进行相互支援、相互配合,消弭企业内耗,进而推动一个业务板块或多个业务板块的协同发展,最终实现提升企业的内部管理效率,促进企业的提质增效。简而言之,就是围绕一个中心目标,即整合企业内部资源,提高企业内部效率,增强竞争力。
二、关于“大协作”做法思考
在推行“大协作”的工作理念,首先要建立一种思维意识,所有的工作都是为了企业效益最大化,不为某个部门、某个业务的短暂利益,而是长远的企业效益。因此,所有的工作必须围绕生产经营中心工作、围绕企业健康有序良好发展的初衷,找准企业在生产、经营、管理、党建的短板环节和契合点,最大限度将薄弱短板补长,将契合点同向发力的作用力最大化,已取得最优最佳的效果。
(一)培育“大协作”的意识,树立团结协作理念。必须用联系的观点来看公司生产经营中每个业务板块之间的关键,每个要素是相互关联、相互影响、相互制约和相互作用的。因此,每名员工的头脑意识中要有“大协作”的概念,所有工作都要服务于企业效益最大化,在相互的关联中,着眼于事物的整体性、遵循系统内部结构的有序性、注重系统内部结构的优化趋势,寻找最优的方法。无论是生产部门、管理部门、党建部门、前期部门以及后勤部门,除了部门坚持“数一数二”的工作要求外,还必须站在公司整体全局的高度,树立团结协作的工作理念,想清楚、想明白工作不仅是为了
任务不是简单的某个或其中几个方面工作指标的完成,而是全公司生产、经营、建设的各系统全过程实现稳定、持续地安全运作。强调“大”字,是为了有别于传统的安全管理,是为了加深企业员工对安全管理新课题的认识,是为了在安全生产上能够与时俱进,不墨守成规,是为了在安全观念上、行动上跟上时代前进的步伐。从目前形势来看,无论是公司还是整个系统,安全形势依然严峻,安全基础仍然薄弱,尤其是近期不安全事件的频发,损失严重、教训深刻。我们应当清醒地认识到,安全于企业来说已经不是一个简单的经济问题,更是重大的政治问题。要辩证地分析安全的时代性,复杂性和不确定性,坚持党的领导,坚持以人为本,坚持依法治企,坚守安全发展红线,通过积极探索构建“大安全”格局,承担好央企的政治责任。
编者按:不谋全局者,不足以谋一域。近期习近平总书记反复强调“国之大者”。吕四港公司如何开好局、起好步,首先就是要从思想上提高格局和高度,跳出往常管理事务的思维局限,从讲政治的高度,学会思考大局、大势和大事。公司在年初工作会上就明确,要探索实践高质量的“大党建”,通过“大安全”“大监督”“大协作”三大基础理念的建立、推进和实施,引领护航企业高质量发展,全方位提升作为“旗舰企业”的管理水平、运营能力、竞争实力,促进企业“大发展”,实现全方位“大效益”,不断提升职工的幸福感。
适逢《吕鉴》付梓,我们将特别策划,推出五大理念的精析。在“十四五”开局之年,立足新发展阶段、贯彻新发展理念、构建新发展格局,奋力开启“二次创业”新征程,为全力打造长三角综合能源示范基地建设目标积蓄经验和智慧。
今天,我们推出第三“大”,即“大协作”与各位共谋发展。
企业作为一个经济社会中有机的单元细胞,与社会的发展密切相关。从宏观的视角来看,企业作为一个单独的经济体,连接着经济社会,成为社会体系内的一个个单元体,为社会的正常运转提供有力的保障。从微观的视角来看,企业作为特殊的组织与机体,它是由资金、技术、组织结构和人员等要素组成的经济系统。都说“团结就是力量”,企业组织内部的各个要素在有机统筹衔接在一起,汇聚成的强大合力必将成为企业的核心竞争力之一。所以,基于企业的长远发展和永续基业,有必要树立“大协作”的工作理念,特别是对于规模大、人员多、业务链长以及生产工艺复杂的大企业,更需要整合企业内部各方的力量,用“大协作”的工作理念推动形成1+1>2的良好发展局面。
就发电企业内容而言,因为发电企业的属性和特征,内部存在的生产工艺流程、资金流动、技术运用、人员管理等诸多要素具有一定的复杂性和特殊性,同时发电企业又面临着电力市场中各类严酷的外部竞争环境。在内外
树立“大协作”理念 推进企业提质增效
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特 别 策 划
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特 别 策 划
(二)梳理优化内部的业务流程,减少管理的内耗。在公司的内部管理中,经常会存在事项多头管理、信息资料重复报送的情况,跨部门需要协调的业务存在各个部门、业务板块各自为政的推诿扯皮现象,在无形中导致了管理内耗。因此必须站在公司整体利益最大化的角度出发,随时对制度、流程、标准体系及岗位、分工,做实时的改进、优化,以明确一些模棱两可的业务的牵头主责部门、主责人员,如此不断进化更加符合企业需要、具备独特鲜明的管理流程。对于一些跨部门、跨板块的具体业务,要通过流程梳理优化、规章制度修订、岗位职责明确,做到事事有人负责、有部门负责,做到事事有部门牵头、有专人管理,减少多头报送、多头管理或者推诿扯皮现象。
(三)加强信息沟通,消弭信息的“肠梗阻”。在管理实践中,经常存在信息的不对等,导致工作出现偏差,甚至严重的影响工作开展。推进“大协作”的工作理念,需要消弭信息的“肠梗阻”,做到信息畅通、覆盖全面,以便更好的掌握情况信息,开展工作。当前在公司内部信息传递中存在部分问题,管理层的决策、部署、要求不能及时传达到一线,一线的存在的问题、需要协调的问题不能及时反馈到管理层,部门之间、部门内部的信息也存在信息断层现象。因此,广开言路是加强信息沟通的一部分,及时做好信息的上情下传,建立上下互动、左右联动的沟通机制,包括协调短会、定期沟通、网络技术等方式,及时做好信息的传递。
(四)提高人员素质,用精湛的专业精神推动“大协作”。一些业务能不能有效的开展、开展的质量好坏,具体主管、主办人员的工作能力水平是一项重要的关键因素。因此,开展“大协作”,需要业务人员的素质提升作为重要的保障,最好能够做到具体业务主管、主办人员不仅懂得本岗位的专业知识,而且能够懂得与本岗位有关的上下游专业知识,这样能够更好的站在一个通盘考虑的基础上分析问题、思考问题,以一个更宏观的视角对业务进行推进,做到用经营管理的视角推进生产技术的发展、用安全生产的视角开展企业内部管理、用管理的视角推动党建事业的进步,促进生产与经营、管理与党建等各项业务的深度融合。因此,加强人员素质是推动“大协作”的重要手段。
(五)加强管理创新,用创新的思维推进“大协作”。创新的方式可以有
本岗位,而且是为了整个业务链条上下游的关系。因此需要站在全局的角度,用团结协作的意识寻找工作最优方法和路径,在把本部门工作干好同时实现公司整体效益最大化。
任务不是简单的某个或其中几个方面工作指标的完成,而是全公司生产、经营、建设的各系统全过程实现稳定、持续地安全运作。强调“大”字,是为了有别于传统的安全管理,是为了加深企业员工对安全管理新课题的认识,是为了在安全生产上能够与时俱进,不墨守成规,是为了在安全观念上、行动上跟上时代前进的步伐。从目前形势来看,无论是公司还是整个系统,安全形势依然严峻,安全基础仍然薄弱,尤其是近期不安全事件的频发,损失严重、教训深刻。我们应当清醒地认识到,安全于企业来说已经不是一个简单的经济问题,更是重大的政治问题。要辩证地分析安全的时代性,复杂性和不确定性,坚持党的领导,坚持以人为本,坚持依法治企,坚守安全发展红线,通过积极探索构建“大安全”格局,承担好央企的政治责任。
三、本文论文存在的一些不足
本文重点讲述如何推进公司在生产经营管理中各个业务领域的融合,以形成企业发展的合力,最终目的是为了提高公司在江苏电力市场的竞争力。
但是受制于专业水平以及文章字数的限制,很多描述都是站在宏观的层面讲述,细化到具体的业务领域,比如说如何实现财务管理指导生产运营管理、优化企业内部的管理流程实现内部管控效率最高、如何在生产运营中实现低成本高收益,这些跨专业跨领域的研究课题,可能需要借助包括战略规划、供应链管理、组织矩阵、数学建模、精细化管理等多种专业理论和知识,通过定量与定性分析相结合的方法找准更加具有有效的方法,需要继续进行深化研究,寻求出“大协作”的最佳匹配办法,取得企业管理的最佳成效。
但本文作为一般性的管理征文,目的旨在探求推进“大协作”的方向性路径,供大家讨论,并给相应的岗位管理者提供工作的思路。若有见解不到位之处,欢迎批评指正。
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可控的多元化可再生能源的生产端和消费端,最大限度适应分布式可再生能源的接入。例如发电具有间歇性、波动性,其大规模接入对电网的稳定性产生冲击,从而促使传统的能源网络转型为能源互联网。
而能源互联网的建设将反作用与交通运输、工业生产、房地产、智能终端产品(物联网)、电池技术、新能源、数据中心等各个方面。只要你需要使用能源、生产能源,你的工作模式、生活模式就会发生巨大改变。
从建设投入的盈利方面考虑,建设能源互联网就相当于建设高速公路,多种能源的接入就相当于不再限制上高速的车型。传统盈利模式是交易能源本身,无论是水、电、热、冷、气……。这种盈利模式导致能源市场化改革止步不前。没有多元化的商品来源,怎么市场化?能源互联网建设,国家收取能源网络的使用费。不仅能营造健康的市场环境,还可以使倒逼传统能源企业直接面对用户,从而进行以盈利为目的的转型。
例如,水作为商品的买卖,不同的需求对水处理的标准不一样。直饮水、生活用水、商业用水、工业用水不同的标准应该有不同的供应商,而不是统一来自自来水公司。也就是说,自来水公司应该转型为提供不同标准的供水管道的供水公司。用户端自由选择,生产端提供自由空间。如果家中要接入直饮水,用户选择某公司直饮水,按用量月结,包含供水管道使用的费用。水处理公司向用户提供相应标准的水,并付费给供水公司租赁供水管道。这样增加交易选择性,供水公司也只面对水处理企业,不用直接面对用户。一句话总结,就是供水公司提供水交易平台和基础设施租赁服务,营造公平、开放、安全的市场化环境。
有市场化的架构,才会有市场化的运行;有市场化的运行,才会有提高生产力的需求;有提高生产力的需求,才会有核心技术的提升。因此,将能源互联网作为新基建的主要内容是提高我国能源行业核心技术的必要方式,也是提高我国能源行业国际竞争力的唯一途径。
二 、智能电网——能源互联网的基础
广义的智能电网由主干电网、微网、智能调度系统、电力交易平台、发电企业、分布式发电设备、储电站组成。智能电网将先进的信息和通信技术、智能控制和优化技术与现代电力供应、存储、传输技术深度融合,在电力交易平台完成电力订单,具有数字化、信息化、智能化的特征,实现电力资源的优化决策和广域协调。智能电网的研究重点是其在能源互联网中和其他能源的开发、利用、相互转换、协同配合、优化互补。从而最大限度提高能源利用率及清洁能源的开发与消费比例。
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能源互联网中的智能电网和智慧电厂
周恒
2018年12月19日至21日,中央经济工作会议在北京举行,会议重新定义了基础设施建设,把5G、人工智能、工业互联网、物联网定义为“新型基础设施建设”,即“新基建”。2020年3月,中共中央政治局常务委员会召开会议提出,加快5G网络、数据中心等新型基础设施建设进度。2020年3月6日,工信部召开加快5G发展专题会,加快新型基础设施建设。
可是新基建却忽略了一个基础,就是能源互联网。能源互联网是5G、人工智能、工业互联网、物联网最理想的建设平台。能源互联网中需要大量的边缘计算设备,这些设备产生的数据需要数据中心来存储、分析。而终端数据传输特别是实时数据传输是5G技术大展拳脚的场景,能源互联网的能源调度、传输、储存、转化、节能、交易等都需要人工智能技术的应用。工业互联网和物联网大面积推广、应用是能源互联网的必然产物。在笔者看来,能源互联网的建设是我国在第四次工业革命中占得先机的突破口。我国有着平台建设的体制优势,但能源市场化水平低限制了能源行业核心技术的研发。能源互联网中的核心部分就是智能电网。本文主要探讨智能电网架构和智慧电厂的建设方向。
一、 新基建下的新机遇
首先,能源互联网的定义普遍认为是综合运用先进的电力电子技术, 信息技术和智能管理技术, 将大量由分布式能量采集装置, 分布式能量储存装置和各种类型负载构成的新型电力网络、石油网络、天然气网络等能源节点互联起来, 以实现能量双向流动的能量对等交换与共享网络。
这种定义方式让人无法想象架构,也无从入手。因此,这里从新基建的需求出发,重新定义能源互联网:以电力系统为核心,以智能电网为基础,以接入分布式可再生能源为主,采用先进信息和通信技术及电力电子技术,通过分布式智能能量管理系统对分布式能源设备实施广域协调控制,实现冷、热、气、水、电等多种能源互补,提高用能效率的智慧能源系统。
能源互联网的建设需求可以成为新基建的基础。它的可再生、分布式、互联性、开放性、智能化的特征直接决定了能源互联网建设的经济性、安全性、先进性和产业化、市场化、生态化。
通过建设区域性微网,可靠连接在地理上分散性、随机性、波动性和不
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理论探讨
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智能电网的体系架构,从发展基础体系上主要分为电力基础设施和电力资源。
电力基础设施主要包括主干电网建设、微网输配电网建设、智能调度系统、电力交易平台。电力基础设施主要保障电力的传输,和交易。
电力资源主要包括发电企业、分布式发电设备、储电站,用于电力的生产、电能的存储。
从技术支撑体系上主要分为大数据技术、综合通信技术、人工智能技术应用在电力调配、数字孪生技术、边缘计算技术、新能源技术。
大数据技术无论在发电、供电、售电各个环节都是智能电网建设的核心技术。大数据的应用是提高生产力水平的主要途径,是人工智能做出准确判断的基础。大数据技术应用的阻碍主要有数据壁垒、数据真实性、数据安全。
综合通信技术将运用到微电子技术、边缘计算技术、信息物理系统技术、软件平台技术、大数据和云计算等。这里重点强调一下5G技术。基于5G技术的特点,该技术适用于连续广域覆盖场景、热点高容量场景、低延时高可靠性场景和低功耗大连接场景。智能电表和其他智能用电终端组成了适合5G应用的场景。在用户端应用5G技术,支持海量用电终端的信息传输和智能电表的数据交换,这些用户端的数据构成了真实的市场销售大数据应用的数据基础。
人工智能调度应用技术是基于人工智能、大数据、云计算和数字孪生技术在电力自动调配的应用。当然人工智能的安全保障是重点。因此人工智能给调度人员提供合理调度方案的选项,由人确定执行。
数字孪生技术是为了根据历史数据、实时数据和设计参数建成一个虚拟的智能电网,比对理论值和实际值的误差、通过各维度比对历史数据和实时数据的误差,诊断智能电网健康度、提供智能电网故障预警、提出智能电网优化方案。
边缘计算技术能提高终端和节点设备的智能化水平,减轻数据中心计算压力。边缘计算就是最大化分布式计算,平衡计算负荷。边缘计算不仅可以应用在用电、供电环节,更主要的是应用在发电机组和发电设备上。该技术是提高电力生产环节智能化覆盖率和大数据处理能力的保障。
新能源技术包括核能技术、太阳能技术、燃煤、磁流体发电技术、地热
1.智能电网的基本特征
(1)数字化,使用智能节点设备,采用传感器技术,实现电力能源基础设施的数据采集、计量、传输和处理,包括数字化的输配电设备(固态变压器)、电力路由器、发电企业数据中心、智能电表,智能分布式发电设备等。数字化是智能电网建设的基础。
(2)信息化,为智慧电网提供数据存储、建模、分析平台,将数字化的设备通过网络连接起来,实现各类数字信息的高度集中、共享与利用。为挖掘数据价值提供软硬件平台。在信息化平台上,需要完成数据价值的挖掘,要做到数据存储、数字建模、验证模型、决策建议。
(3)智慧化,在信息化的基础上对电力信息进行智能处理。包含三部分:自动化、互动化、智能化。自动化是依靠数字化的自动控制技术、设备及装备,提高电网管理的控制速度;互动化是不同设备之间的互通互动,提高电网管理的联动范围;智能化,是在信息化平台上基于数据分析后决策建议的智能执行,提高电网管理的节能高效。
2.智能电网架构
(1)体系架构
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智能电网基本架构由能源层、通信层、应用层、控制层运维体系、安全体系、标准体系构成。
能源层由电力基础设施、传输设施、电力路由器和用电终端组成。电力基础设施包括发电公司、分布式发电设施、电力存储设施和能源路由器。其中能源路由器用于将电能转化为其他能源形式存储或使用。
通信层即信息通信层,由接入层、传输层和应用层组成。通讯层采集并存储能源层中各设施的状态信息,并向其传送控制层的控制信息。是能源层和控制层间的信息传输、存储通道。数据中心放在通信层信息平台可以保障数据真实性、扩大数据源并为应用层提供真实、一致的数据源,分担数据计算压力。
应用层包括智能电网调度系统、电力交易平台。智能电网调度系统由主干电网调度系统、微网调度系统和电网智能决策平台(基于数字孪生技术建设的虚拟电网和基于大数据、人工智能的智能决策系统)组成。智能电网调度系统负责使用最安全、高效、稳定的方案进行用电调度。电力交易平台由用户购电平台、售电报价平台、交易信用系统、智能推荐系统组成。用户可以通过用户购电平台进行按需购买电力能源,可以通过交易信用系统查看售电方生产能力和订单完成率等信息以了解不同发电公司的供电能力、信用和保障,可以通过智能推荐系统选择不同的交易方案。
控制层接收、存储能源层的信息,经过分析处理,向能源层发出控制信息,保障系统稳定有序运行。
(3)场景架构
早年电网中,用户不能实时了解电价信息,配电公司也不能实时了解用户的用电信息,这种信息不匹配会造成能源的大量浪费。经过多年的发展,传统电网加强了发电端到配电端的信息交互,智能电表的产生,打通了全流程信息交互。传统电网虽然发展至今,已经满足信息的贯通,提高了电力资源生产、传输、分配、使用的效率。但是这种架构和信息流的形成是建立在分配用电的基础上,是一种以调度为中心的供电架构、信息架构。
能技术、海洋能技术、生物质能等。新能源技术的发展是智能电网节能、环保及提高能效的重要组成部分。当大数据应用到一定程度,效率到达高位时,新能源技术的突破是智能电网可持续发展的关键。
(2)基本架构
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3.智能电网发展前景
我们正处在能源转型的背景下:太阳能、风能大量接入正在改变电力系统结构。新能源、可再生能源和分布式发电的需求将随着电力市场化改革的深化而增强。电网将实现灵活扩容、灵活接线、灵活的拓扑结构,实现区域电力资源优化与分布式电力资源的协调控制。用电侧将提升用电结构优化及需求相应水平,实施能源总量控制,发展柔性负荷与主动负荷。
能源互联网与智慧能源将成为未来的发展趋势。能源互联网是以电力系统为核心,以智能电网为基础的。目前,我国的能源利用效率还低于国际水平,能源发展要从实际出发,因地制宜、循序渐进,按照技术成熟度,以分布式能源、微网、需求侧管理、需求响应、储能、能源转换、节能及提高能效为切入点,采用先进信息和通信技术遵循开放性体系架构,融合模型、技术标准、通信协议,将传统电网建成智能电网,实现智能协同控制,开展电力资源管理和电力交易。
以微网为节点的架构将彻底改变电力安全结构。以分布式发电为核心、可再生能源实验平台的微网建成后,无论从电网故障、自然灾害还是军事打击威胁等安全角度看,这种可独立运行也可以连接主干电网的灵活的供电方式都将最大限度的保障供电安全,避免系统性风险。同时,也减少了特高压输变电的需求。
三、智慧电厂——数字化电厂的未来
智慧电厂到底是什么?为什么要建设智慧电厂?智慧电厂在智能电网中的作用是什么?智慧电厂的建设不受智能电网建设进度的限制。智慧电厂是电力市场化对电厂建设的要求。智慧电厂是电厂可持续发展的最终形态。智慧电厂是智能电网初期主要的电力生产者,是智能电网中期新能源发电的重要实验者,是智能电网成熟期保障电网安全稳定的重要因素。
1. 智慧电厂的基本特征
智慧电厂最为智能电网的重要组成部分,基本特征相同,分为三个部分:数字化、信息化、智能化。智慧电厂的建设是以提高企业生产力,提高企业盈利能力,为建成自下而上的数据驱动生长模式的发电公司为目标的。
智慧电厂是以"提高生产力、提高工作效率、提高盈利能力"为目标,以数字化管理为基础,以信息化为手段,以数据价值为核心,整合历史数据、实时数据、设计数据、扩展数据和数字模型,引导信息系统提供决策依据、提供最优决策,最终实现智能化自主管理、自我演进,可持续发展的发电企业。智慧电厂设备控制更加自主、生产管理更加智能、经营管理更加科学、建设方向更加明确。
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理论探讨
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理论探讨
微网结构:
智能电网通过CPS,用户/发电者、供电公司可以相互了解对方信息。为了实现经济利益最大化、能源效率最大化、新能源和可再生能源技术实验环境最大化。智能电网架构应该是
电力交易为目的的一种去中心化的供电架构、信息架构。这种架构也符合安全需求,避免系统性风险。
这听起来是不是有点像区块链技术?没错,发电者和用电者重叠,使得供电方式变得复杂。如同通过算力竞赛确定区块打包者并获得奖励,智能电网通过竞价(生产力水平竞争)确定供应者。那么区块链的那种大量资源消耗的场景情况该怎么避免?这就要提到智能电网中最大的投资环境:微网的建设。这里我们说的微网,是指广义能源微网中的电力网络。
微网在我看来,是智能电网的节点单元,也是微型的智能电网。微网是一种由分布式发电进行供能的小型系统,可以独立运行,也可以通过和主干电网连接进行供电或用电。关键技术主要有:双向逆变器技术、智能转换开关、储能技术、微网控制技术。储能装置是微网的基本元素之一。储能装置可以提高分布式发电的消纳能力,进一步保障电力供应的稳定性和经济性。考虑到微网中各类设备的特性不同,控制方法不同,微网具有复杂性、非线性、开放性、空间层次性、结构性和自组织性等复杂系统的特性。其中自组织性是符合国家安全需要的重要特性。自组织性是指主干电网失去电力供应时,微网能够在与主干电网解列的情况下满足基本电力需求独立运行。
部门业务的深度融合。业。智慧电厂设备控制更加自主、生产管理更加智能、经营管理更加科学、建设方向更加明确。
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(1)数字化
我们平时说的数字化就是将许多复杂多变的信息转变为可以度量的数字、数据,再以这些数字、数据建立起适当的数字化模型,把它们转变为一系列二进制代码,引入计算机内部,进行统一处理,这就是数字化的基本过程。
企业的数字化是将工作内容转化为数字,将工作中的流程数字化。数字化是智慧电厂的基础。通过数字-数据-信息-知识-智慧将企业生产过程中涉及到的人、事、物连接起来,最终实现智慧电厂的建设。
因此,数字化电厂是智慧电厂的雏形。没有数字化,再多的新技术应用也只是装饰,培养不了企业可持续发展的土壤。
其实我们平时的工作生活中无时无刻不再使用数字化,数字化并不是高深的学科,而是一种思维方式。比如终端维护工作:数字化就是将终端贴上标签并统计信息。终端种类、安装地点、设备型号、使用部门、维护情况、维修时间……都可以作为标签名。通过一段时间的数据积累,我们就能发现哪个型号的终端或者那个配件故障率高,哪个部门哪些人使用的终端容易发生故障,哪个时间段哪种终端设备故障率高等等。这样我们在终端设备选型、分配、检修等各个环节就会有数据指导,甚至可以在终端故障前进行巡检维护,降低故障率。这样的思维方式将我们平时的经验可视化。
经验思维我们一直在使用,但我们停留在人才层面进行评价。有经验的员工多多少少都在用数字化的思维方式进行工作。大部分人没有深究经验发挥作用的原理,数字化思维可以让经验更科学,更能作为依据使用,也有可能发现新的经验。发现新的经验就是数字化的应用,既数字建模的过程。我们有理由相信,当数字化思维普及,大数据计算力的突破,蝴蝶效应将被证实并可以预见。这就是数字化思维的力量。具备数字化思维方式的企业,生产经营管理都会更科学合理。
(2)信息化
信息化在发电企业多多少少不受重视,主要原因有三个:信息化是工具,只影响工作效率。信息化投资回报数字化不明显。提高效率的需求不强烈。
数字化的思维方式是企业提高生产力的根本因素,使用信息化手段的目
信息化作为工具,在智慧电厂建设中扮演了怎样的角色呢?这就要说到数据中心这个概念。信息化提供数据存储空间、提供数据分析平台、提供数模应用平台、提供模拟决策平台。这些就是数据中心的作用。数据中心是企业数字化的核心平台。
(3)智能化
智能化的基础是网络,通过网络将人员-设备-决策-交流-业务所有因素连接,提供智能化的基础。
智能化包括智能化设备、智能化网络、智能化系统、智能化平台。这些要素应用在发电企业各个领域将组成具备智能运行、智能检修、智能管理、智能营销的智慧电厂。
智能化条件下,人机交互是保障生产经营安全有效的关键。也就是说智能化条件下的管理都是通过人机交互实现的。智能推荐最优运行方式,人确认是否使用该方案;智能推荐最优检修方案,人确认是否使用该方案;智能设备提高工作效率,人确认是否使用该设备;智能推荐最佳营销方案,人确认是否使用该方案……
智能化是智慧电厂的主要内容,智能化在生产、营销、管理各个业务层面的应用率就是智慧电厂的建设进度。智能化的自动率,是智慧电厂重要指标。
2.智慧电厂的误区
(1)智慧电厂不是建设给人看的。
近年来,厂区3D建模、机组运行预警、智能巡检、集控中心、实时调度中心等都渐渐出现并得到应用。新建电厂的信息化水平都很高。但是也出现很多为了信息化而信息化的情况。由于数字化思维方式普及率低,很多信息化项目使用过程中毫无改进。可视化变成了信息化工作的终点。
(2)智慧电厂不是为了加强管控。
现在大多数发电企业都是在自上而下的流程驱动管理模式下生产经营。这种模式管理是主体,数据是附属。这种模式下,企业对上级管理者负责,企业生产经营决策依据是上级单位的政策、指标。智慧电厂的建设将缺乏动力。我们应该建设自下而上的数据驱动生长模式。数据是根基,管理是通道。这种模式下,企业对电力市场负责,企业生产经营决策的依据是电量。这将使电厂从根本上充满提高生产力、提高盈利能力的需求,智慧电厂应运而生。
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的是最高效率的发掘数据价值,通过数字模型科学开展企业生产经营结构性改革,有效提高企业生产力水平,从而使企业具有可持续发展能力。
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(3)智慧电厂不是为了缩减人员。
智慧电厂的完成度越高,要用到的员工越少,这是显而易见的。但这个过程并没有想象的这么快,在电厂由信息化向智能化过渡阶段,电厂需要大量的具备数字化思维的专业人才。发电企业数字建模工作不可能完全依靠专家学者或者科研人员。第一线的专业人员通过数字化的思维转型,应用信息化工具进行数字建模,并根据现场实际情况调整数据关系,优化数字模型,才有可能顺利完成智能化建设的起步。智慧电厂不是不需要人员,而是需要大量具备数字化思维的专业人员,这些人来自原来的专业水平高的员工并参与到数字化转型的工作中。
(4)智慧电厂不是自动化电厂。
很多人认为一键启停就是智慧电厂,机器人巡检就是智慧电厂,无人值守就是智慧电厂……自动化水平是智慧电厂的一个重要指标。但智慧电厂不是自动化电厂,仔细研究智慧电厂的定义就会发现,智慧电厂不是自动运行的电厂,而是以盈利为目标的可持续发展的发电企业。
(5)传统电厂无法升级成智慧电厂?
传统电厂不仅可以升级成智慧电厂,还比新建电厂有自己的优势。没有任何电厂不在应用数字化,只是不成体系。其实原先的公式、报表、档案都是有价值的数据。这种历史数据的积累是任何先进的系统无法取代的。只要有序推进全员数字化、升级信息化系统平台,传统电厂离智能化应用更近。而新建电厂还有无法省去的历史数据积累的过程。
3.数字化电厂建设
(1)数字化电厂建设必要条件
新电厂数字化基础的建设或是老电厂数字化转型,都需要管理者设计好规则,这里从三个必要条件讲数字化起步工作。
① 成立合理的组织机构
合理的组织机构解决人才结构的问题。根据智慧电厂数字化-信息化-智能化的阶段工作重心不同,需要设立不同的岗位。
成立组织机构后要规定数字化转型范围、落实数字化转型责任、保障数字化转型进度。数字化阶段,业务部门负责人是数字化启动的主体。他们要负责对员工下达具体的数字化起步的要求,并开始规定数字化统计格式,落实数字化归纳人员。
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② 提供稳定的项目保障
解决人力、资金资源保障。从人力资源角度考虑,数字化阶段需要培养复合型人才。培训是工作重心,招聘具备数字化思维的专业人才。从资金投入角度考虑,根据公司实际情况,制定一个相对可以承受的比例进行投资。特别是数字化转型企业,将投入控制在怎样的比例需要经营者制定。投资比例今后可以随着数据积累提出依据指导变更,但开始要制定一个经营者可接受的比例来启动项目。
③ 设计合规的奖励机制
将公司原有的绩效管理体系中加入数字化考评,这种考评应该覆盖全工作范围。目的是为了找到各岗位工作绩效和盈利水平的关系,最终建成以提高盈利能力为目标的员工绩效考评体系。
以上三点就是为了从人才、资金、动力三个方面保障数字化工作的开展。
(2)智慧电厂数字化阶段的工作
部门负责人制定数字统计格式,建立数字模型:现有数字格式统一,确定已发现数字模型,最大限度的优化、合并算法,并开始应用。
各部门专业人员归纳数字信息:按统一格式归纳数字信息,验证已发现数字模型。
信息中心负责各部门数字的收集汇总,提供数据查询:建设、优化数据中心的存储、多维度查询比对等功能。各部门专业人员进行数据分析,提高数据精度:发现数据之间内在关系,提出新的数字模型。对应用中的数字模型进行验证总结,提出优化方案。
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这四个步骤循环往复,螺旋式提升数据价值。这就是数字化工作的过程单元。在每个过程中,各节点人员的数字化思维水平越高,数据价值提升越快。
当数据量增加,数据共享和检索遇到困难,就需要信息化手段实现对数据的存储、检索、提取、比对等要求,就是企业级数据中心的建设。
(3)智慧电厂的建设平台——数据中心
数据中心是通过信息化手段,发掘数据价值的具体平台。信息化不是提高生产力的根本因素,而是提高生产效率的重要工具。传统电厂通过数字化转型,积累大量数据,通过信息化手段发掘数据价值,形成自身的数字知识库,建立企业智慧决策系统也能建设成为智慧电厂。
生产过程控制系统数据、SIS数据组成了电厂的基础数据层,主要数据来自生产核心。 管理信息系统数据由各基于数字化管理建成的各类应用系统的数据组成,其中包括各类业务数据(财务数据、档案数据、公文管理、资产管理数据、燃料数据等)。扩展数据包括从互联网或其他途径获取的数据和其他未数字建模的录入数据。基础数据、业务数据、扩展数据组成了数据中心的大数据来源。
数据中心注重全量样本而不是局部数据,注重相关性而不是因果关系。通过数据挖掘、数据分析将数据转化为知识,再由知识提炼成智慧以获取洞察。
构建企业数据中心的优势:资源共享、数据共享、服务共享、安全保障、统一规则、易于使用。数据中心具备了集群管理与监控、数据源广、数据存储与查询、数据计算、平台安全与管理的基本功能。另外,开发套件、任务管理与调度、自助式数据探索分析是数据中心必要的辅助工具。 基于Hadoop生态体系来搭建电厂数据中心是一个比较推荐的思路。
数据中心发挥价值的关键有三点:①安全管理,包括访问控制、数据的授权与管理。②数据管理,包括数据存储、数据挖掘、数据清洗、数据验证、数据共享、数据分类、数据展示、数据分析、数据交换。③应用管理,包括数字孪生、数模实验室、系统建设、平台建设。
4.智慧电厂建设方向
数字化和信息化的建设积累到一定程度,数据价值慢慢被放大,在向智能化过渡的阶段,有两个关键技术。
(1)边缘计算
边缘计算指在靠近物或数据源头的网络边缘侧,融合网络、计算、存储、应用核心能力的开放平台,就近提供边缘智能服务,满足企业数字化在敏捷连接、实时业务、数据优化、应用智能、安全与隐私保护等方面的关键需求。
边缘计算与云计算相互协同,经过验证的数字模型可应用于边缘计算。通过实用数字模型的导入,一些带有边缘计算功能的终端将提高人们工作效率、改变人们的工作方式。例如点检设备导入一些参数的预警值、设计值、健康值域。该终端采集到数据时现场就能将采集数据和预设值进行比对或利用公式进行简单计算,从而直接展示为设备健康度。这种计算后的展示可以是红黄蓝绿的分级警示颜色,也可以是百分比展示的健康度,也可以是一二三四级的分级数字展示。
(2)数字孪生
数字孪生是充分利用物理模型、传感器更新、运行历史等数据,集成多学科、多物理量、多尺度、多概率的仿真过程,在虚拟空间中完成映射,从而反映相对应的实体装备的全生命周期过程。
电厂数据中心为建设虚拟电厂提供数字基础。数字孪生充分利用数据为依据,虚拟映射、过程仿真,模拟全生命周期,最终纠正实际应用中的偏差。为检修、设备升级、新建项目提供更科学的决策意见。将虚拟电厂运行情况和物理电厂运行情况进行参数比对,通过扩大数字分析维度,找到差异影响值,分析影响的数字模型。通过调整差异影响值,使物理电厂运行接近虚拟电厂的理想状态。
总的来说,智慧电厂建设方向是通过数字化-信息化-智能化的过程,完成虚拟电厂建设,再使用虚拟电厂的映射数据指导物理电厂的运行优化、检修升级、业务管理、成本控制、安全管理、市场营销等工作。
未来,我国能源发展总体趋势是能源结构向低碳转变,能源效率向高效发展,能源市场结构向市场竞争发展,能源配置方式由市场需求决定。面对国家能源结构的优化,能源市场的开放,能源互联网产生将是必然。电力行业面对这些变革,即使挑战也是机遇。随着电力市场化改革的深化,智能电网和智慧电厂的需求将日趋强烈。在需要推动新基建的经济形势下,智能电网和智慧电厂的先行者将在能源互联网建设中占得先机。
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本文中的基体材料采用Q235钢,使用线切割将其加工为长约12mm,厚约3mm的正方体试样。喷涂合金涂层前需要对试样进行除锈、去油、抛光预处理,然后用棕刚玉喷砂粗化处理。喷涂材料选用由合肥科德电力表面技术有限公司生产的KDMS65型铁基合金丝材和型号为KD45的镍基合金丝材作为实验材料。两种丝材的成分如表2.1所示。喷涂时的工艺参数为:电流:110-140A;电压:27-30V;进料速率:3.5-5.7m/min;气压:0.8-1.0MPa;喷涂距离:140mm。
表2.1 实验用合金丝材成分(wt%)
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超超临界锅炉水冷壁高温腐蚀防护涂层的性能研究
蒙殿武 张建堂 沈楠
摘要:根据火电厂锅炉的运行工况,选取了两种常见的水冷壁防护涂层。采用超音速电弧喷涂的方式,在Q235钢基体上成功制备了FeCrNi和NiCr两种涂层。采用重量法分别对两种涂层进行耐高温腐蚀性能试验,并通过金相显微镜、扫描电子显微镜、X射线衍射仪等手段对涂层在熔盐环境下腐蚀前、后的表面形貌和腐蚀机理进行研究。结果表明,高镍铬合金涂层具有良好的抗高温腐蚀性能,非常适合于做火电厂锅炉水冷壁防护涂层。
关键词:锅炉水冷壁;高温腐蚀;孔隙率;超音速电弧喷涂.
1. 引言
电力生产是我国经济发展的动力源泉。在现阶段我国的电力生产中,火力发电仍然是最重要的发电形式。其中火电的发电量约占到总发电量的80%左右,水力发电约占到20%左右[1]。为了满足环境保护的要求,火力发电锅炉普遍采取低氮燃烧的方式,这使得锅炉水冷壁向火侧高温腐蚀日益严重,局部年减薄可达3mm以上,水冷壁上的金属防护涂层基本不到一年即大面积失效,无法达到其预期的防高温腐蚀作用[2]。所以如何找到一种高性价比的水冷壁高温腐蚀表面防护技术方案,以攻克长期困扰火力发电行业的关键共性技术,是现阶段我国火力发电技术发展中的一个重要问题[3]。
按照其所使用的热源不同热喷涂技术可以被划分为:电弧喷涂、火焰喷涂、爆炸喷涂以及等离子喷涂等。其中电弧喷涂具有生产效率高、成本低,工件受热小等优点,在热喷涂中占有重要的地位。但是与等离子喷涂和超音速火焰喷涂相比,普通电弧喷涂的涂层质量较低限制了其应用。超音速电弧喷涂涂层由于结合强度高,孔隙率低,表面粗糙度低,耐磨耐蚀性能好,涂层性能有了很大的提高,因而在工业中得到了广泛的应用。
电弧喷涂材料按照其形态和制作方法的不同可以被划分为实芯丝材和粉芯丝材两大类。市面上常见的实芯丝材主要有铁基丝材和镍基丝材这两类。基于此,本文选取型号为KDMS65的铁基合金丝材和型号为KD45的镍基合金丝材并采用超音速电弧喷涂的方式,在Q235钢基体上制备了FeCrNi和NiCr两种涂层。探索上述两种涂层在锅炉水冷壁管抗热腐蚀方面的应用。
2. 实验材料及方法
2.1涂层制备
丝材型号 |
Fe |
Cr |
Ni |
B |
Si |
涂层 |
KDMS65 | 70-80 |
15-20 |
5-10 |
/ |
/ | FeCrNi |
KD45 | / | 30-40 |
60-70 |
/ |
/ |
NiCr |
2.2 试验方法
本文采用X射线物相分析的方法来分析涂层腐蚀前后的产物变化。实验中采用扫描电子显微镜对涂层热腐蚀前后的表面形貌进行了观察和分析,同时采用EDS能谱仪对涂层表面进行扫描,分析其成分的变化。用金相观察法,并结合图形处理软件计算涂层的孔隙率。使用显微硬度仪对涂层的硬度进行测量。采用重量法对涂层的热腐蚀性能进行测试,试验时将摩尔比为 7:3 的Na2SO4+K2SO4 的饱和水溶液涂刷于试件表面上,盐层的组成是依据对电厂煤粉成分分析设计的,与锅炉管道工作环境所沉积的盐膜成分相类似。涂盐量为2~3mg/cm2,将涂盐后的试件置于650℃的箱式电阻炉内,保温6小时后取出,室温冷却后称重。进行涂盐、烘干、称重、保温,如此循环进行试验。最后取其单位表面积腐蚀增重的平均值来作为衡量涂层耐腐蚀能力的大小。
3. 实验结果及分析
3.1 涂层的微观组织和硬度
图3.1为超音速电弧喷涂各涂层截面的金相组织图。从图中可以看出FeCrNi涂层、NiCr涂层具有明显的层状结构,都是由变形良好的扁平状粒子相互搭接堆积形成互锁结构,这种互锁结构有利于提高粒子与粒子之间的结合力[4]。在这涂层的微观组织中都没有发现明显的裂纹、杂质等,涂层性能良好[5]。
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表3.1 涂层的显微硬度(HV)
1 | 2 |
3 |
4 |
5 |
平均值 | |
FeCrNi涂层 | 295.6 |
302.4 |
307.9 |
317.5 |
324 |
309.48 |
NiCr涂层 | 333.7 |
347.3 |
348.6 |
363.8 |
370.7 |
352.82 |
3.2 涂层的孔隙率
电弧喷涂层是由大量雾化的熔融粒子在基体材料表面堆积形成的,涂层中存在气孔和氧化物夹渣。孔隙率作为一个描述涂层密实度的度量单位,是反映涂层质量的重要指标之一,可以直接影响到涂层的防护性能。本实验采用阀值分析法通过使用 Image-Pro Plus 6.0 结合 Adobe Photoshop CS6 软件分析涂层的金相照片来计算其孔隙率。首先对金相照片进行灰度处理,再调整阀值以便区分孔隙与非孔隙部分,最后使用Image-Pro Plus 6.0 统计孔隙区域和非孔隙区域的像素面积,最后计算出孔隙率。
表3.2 不同涂层的金相照片所取阀值及算得的孔隙率
涂层 | 阀值 | 总像素面积平均值 | 孔隙像素面积平均值 | 孔隙率/ % |
FeCrNi涂层 | 40 | 285820 | 9655 | 3.38 |
NiCr涂层 | 40 | 285820 | 11321 | 3.96 |
从表3.2对不同涂层的孔隙率进行分析,可以发现:NiCr涂层的孔隙率为3.96%,FeCrNi涂层的孔隙率为3.38%,NiCr涂层的孔隙率更大一些。但是即使是孔隙率较高的NiCr涂层,也明显比普通电弧喷涂涂层的孔隙率低
从图中可以清晰地观察到在扁平颗粒周围存在着一层黑色的氧化物薄膜,氧化物薄膜的存在是由于熔融状态的金属液滴在雾化飞行过程中表面发生氧化形成的。在图中还可以清晰地观察到在构成涂层的扁平粒子间还夹杂着一些深黑色的不规则状物,这些深黑色的不规则状物就是涂层中所包含的孔隙和杂质。
图3.1 涂层截面的金相组织:(a),(b)为FeCrNi涂层在低倍和高倍下的金相图片;(c),(d)为NiCr涂层在低倍和高倍下的金相图片;
表3.1为各涂层的显微硬度,表中各涂层的硬度按从小到大的顺序进行排列。在本实验中使用显微硬度仪对各涂层表面随机选取5个点进行硬度测量,然后对这5个点的硬度求平均值,以平均值的大小来衡量每种涂层硬度的大小。对表中的数据进行分析,可以发现:(1)FeCrNi涂层和NiCr涂层的硬度比较接近,其中FeCrNi涂层的硬度最低,只有313HV。(2)对比每种涂层5个不同点的硬度值,可以发现即使是同一种涂层其最小硬度值和最大硬度值相差也比较大。两种涂层中,硬度最大点的显微硬度相比硬度最小点的显微硬度相差在40HV左右。这种现象可以说明涂层中的硬度分布是不均匀的。之所以会出现这种现象是因为在涂层的组织中分布着许多金属氧化物,在对涂层表面随机取点进行硬度测量时,可能所选点正好就在氧化物上,金属氧化物的硬度相比涂层的其他组织来说更大,所以造成了表3.1所示
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3.3 涂层的抗高温腐蚀性能
3.3.1 腐蚀增重曲线分析
图3.2为涂层的熔盐加速氧化实验,即热腐蚀实验时的性能测试结果。从图中可以看出FeCrN涂层和NiCr涂层的变化规律基本上遵循抛物线式的热腐蚀动力学曲线,涂层在开始阶段热腐蚀速率上升较快,后面则较慢。对比涂层在每个阶段的热腐蚀实验数据,可以发现NiCr涂层的热腐蚀增重小于FeCrNi涂层。在腐蚀开始阶段这两种涂层的热腐蚀增重相差不大,但在腐蚀时间增加到18h后,两者的腐蚀增重差距开始变大。FeCrNi涂层在最后阶段出现了腐蚀增重下降的现象,这是因为FeCrNi涂层的表面腐蚀现象较为严重,生成的腐蚀产物出现了剥落。综合以上情况,可以得出结论就抗热腐蚀性能而言:NiCr涂层好于FeCrNi涂层。
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图3.3为FeCrNi涂层与基体在650℃下的热腐蚀性能比较,在热腐蚀实验中选择没有喷涂任何涂层的基体材料作为实验时的对照样,从图中可以看出当腐蚀时间为6h时,对照样的腐蚀增重远大于FeCrNi涂层的,约是FeCrNi涂层腐蚀增重的两倍。但在6h后,对照样的腐蚀增重却出现了急剧下降,之所以出现这种情况是因为,对照样在经过6h的热腐蚀实验后,表面生成了大量的腐蚀产物,这些腐蚀产物组织疏松,在称量的过程中出现了大量的脱落,导致了对照样的重量不增反减。对比FeCrNi涂层的腐蚀增重图,可以看到FeCrNi涂层的腐蚀增重相比对照样的腐蚀增重显得要更加平稳,且并没有出现腐蚀增重下降的现象,这说明FeCrNi涂层生成的腐蚀产物组织较为致密,没有发生明显的脱落现象。综合以上现象,可以得出结论:在Q235钢基体上喷涂热喷涂涂层可以在很大程度上改善基体的热腐蚀性能。
得多,普通电弧喷涂的孔隙率在10%~15%之间,而使用超音速电弧喷涂制备的这三种涂层的孔隙率则在1%~4%之间,已经可以与等离子喷涂层(孔隙率约为1%~10%)相媲美。
图3.2 涂层在650℃下的热腐蚀性能比较
图3.3 涂层与基体在650℃下的热腐蚀性能比较
3.3.2 涂层热腐蚀产物分析
从XRD图谱中可以观察到,FeCrNi涂层在腐蚀前后其表面的物相组成没有明显的变化,涂层表面主要以Fe2O3和Fe3O4为主。从涂层表面的EDS扫描结果可以看出,涂层表面还含有一定量的S元素,这说明涂层表面还有一定量残留的熔盐成分。综上可以得出结论腐蚀后涂层表面主要由疏松的Fe2O3和Fe3O4组成。
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图3.4为NiCr涂层腐蚀36h后表面腐蚀产物的EDS扫描结果和涂层表面腐蚀前后的XRD图谱。从XRD图谱中可以看出,NiCr涂层腐蚀前其表面主要由镍铬合金、Cr2O3、NiO等组成。其中Cr元素生成的Cr2O3是一种致密的氧化物薄膜,具有优良的耐腐蚀性能。对比热腐蚀后的XRD图谱,可以看到涂层表面经过腐蚀后其表面物相并没有明显的变化,仍为镍铬合金和其金属氧化物。对涂层表面的EDS扫描结果进行分析,可以看到NiCr涂层表面的腐蚀产物主要为镍、铬的氧化物,并没有检测到残留的S元素存在,且腐蚀后的表面形貌较为致密,并没有观察到明显的裂纹存在,这说明NiCr涂层在整个热腐蚀过程中,其腐蚀程度较低。
热腐蚀前
热腐蚀后
图3.4 NiCr涂层表面的热腐蚀形貌及热腐蚀前后的X射线衍射图谱
表3.3 NiCr涂层表面腐蚀产物EDS分析结果(wt%)
元素种类 | Ni | Cr | Fe | S | Na | O |
元素含量 | 50.87 | 27.06 | / | / | / | 22.06 |
总结两种涂层的腐蚀情况,可知在这两种涂层中NiCr涂层的表面腐蚀情况相对较轻,其抗热腐蚀能力也要更强。这主要是因为NiCr涂层中的Cr元素含量是两种涂层中最高,而Cr元素生成的Cr2O3是具有优良的耐腐蚀性能,会在涂层表面生成一层致密氧化物薄膜,可阻止腐蚀介质向涂层内部深入。
4. 结论
本文通过超音速电弧喷涂技术在基体上沉积了三种抗高温耐磨损涂层(FeCrNi涂层、NiCr涂层),通过力学、热腐蚀等相关测试,对涂层的孔隙率、硬度和耐热腐蚀进行表征并研究了涂层防护与失效的机理。得到了以下结论:
(1)FeCrNi涂层、NiCr涂层的组织均匀,结构致密,涂层呈现出典型的层状结构。对两种涂层的金相图进行分析可以发现涂层的织较为致密,孔隙率要小于从用普通电弧喷涂方法制备的涂层。
(2)两种涂层的表面硬度相差不大,其中NiCr涂层的表面硬度要略大于FeCrNi涂层的。因为涂层金属氧化物的存在使得硬度在涂层中的分布并不是很均匀。
(3)涂层的抗热腐蚀性能按照从强到弱排序为:NiCr涂层>FeCrNi涂层。NiCr涂层的表面形貌最为平坦,腐蚀情况相对来说更轻,原因在于NiCr涂层中的Cr元素是两种涂层中含量最高的,Cr元素生成的Cr2O3是具有优良的耐腐蚀性能。
(4)综合以上实验结果可以得出结论,无论是在硬度还是在抗热腐蚀性能方面,NiCr涂层都要优于FeCrNi涂层。因此我们可以得出结论:高镍铬合金涂层相比FeCrNi涂层具有更好的抗高温腐蚀性能和更高的表面硬度,更适合于做火电厂锅炉水冷壁防护涂层。
参考文献
[1]魏齐欣, 程光宇, 刘艳珍, et al. 热能与动力工程在电厂中的合理运用分析[J]. 科学技术创新, 2015(21):3-3.
[2]Zhang Z, Li Z, Cai N. Formation of Reductive and Corrosive Gases during Air-Staged Combustion of Blends of Anthracite/Sub-bituminous Coals[J]. Energy & Fuels, 2016, 30(5):4353-4362.
[3]罗昌福. 锅炉水冷壁高温腐蚀研究现状[J]. 全面腐蚀控制, 2016 ,30(12):41-44.
[4]傅斌友, 贺定勇, 赵力东, et al. 电弧喷涂铁基非晶涂层的结构与性能[J]. 焊接学报, 2009, 30(4):53-56.
[5]Shibe V , Chawla V . Combating Wear of ASTM A36 Steel by Surface Modification Using Thermally Sprayed Cermet Coatings[J]. Advances in Materials Science and Engineering,2016,(2016-11-23), 2016, 2016(1):1-10.
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1. 售电规模增大
在我国电改配套文件中规定了售电公司的三种类型:第一类是电网企业的售电公司,第二类是社会资本投资增量配电网,拥有配电网运营权的售电公司,第三类是独立的售电公司,不拥有配电网运营权,不承担保底供电服务。江苏省有大工业及一般工商业用户23万家左右,2018年放开了20KV以上的用户,2019年又放开了10KV的用户,这意味着绝大部分工商业用户都可以通过售电公司代理参与市场化交易。
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基于SWOT分析的某大型火力发电企业售电营销模式研究
摘要:随着电力市场改革的不断深化,“碳达峰”“碳中和”的目标引领,我国传统火力发电企业将逐步转变为提供灵活性调节电源和兜底保供的基础电源,也必然面临着角色理念、思维模式、产业布局、营销策略等各方面带来的巨大改变及挑战。本文基于SWOT分析法,研究了某大型火力发电企业售电营销模式的基本特点,通过细化分析市场营销过程的难点、问题,并针对性提出意见,以期能够寻求营销模式突破的新途径。
作者:吴越
一、引言
随着电力能源科技领域的不断迭代,西方国家已完全转变了电力市场的运营模式,美国、英国等国家相继打破了电力市场交易的壁垒,让“电”作为商品,充分参与市场竞争,从而发现其时间和空间的等效价值。众多知名的售电公司也在电力市场的博弈中应运而生。而发电企业作为传统制造业参与售电市场,“门外汉”“非专业人干专业事”将是急需解决的难题。
“售电”可以简单理解为销售“电”这个商品,电是商品,具有价值和使用价值,但又不同于其他商品。其特点是:
1. 电力的生产、供应、使用几乎是同时完成的;
2. 不能大量储存,没有中间环节;
3. 电力商品使用量是通过电能计量装置确定的;
4. 发电厂和电力客户是通过电力线路和变电站互相连接组成电网,通过电网交换电力商品的;
5. 电力的质量是以电压、频率和谐波来衡量的。
二、售电营销的概述
(一)售电的概念
售电是电力从发电-输电-配电-售电-终端用电中承上启下的一道重要环节。2015年初,国务院下发《关于进一步深化电力体制改革的若干意见》,拉开了新一轮电力体制改革大幕。其中,有序向社会资本放开配售电业务是本轮电改的重要环节。2015年底,国家发展改革委和国家能源局发布《关于推进售电侧改革的实施意见》,明确电网公司、发电公司及其他社会资本均可投资成立售电公司,规模不断扩大、用户不断增加、品种更加丰富促进了电力市场化改革程度不断提高。
(二)省内售电市场的现状
2. 售电市场特点
特点一:社会资本较为活跃
根据江苏省前十二批注册生效售电公司情况统计,有效运营售电公司227家。其中,民营企业150家,占比66%;国企背景58家,占比26%,其他性质企业,包括中外合资、台港澳投资控股、村委会及集体所有制投资控股企业19家,占8%。
特点二:市场主体类型多样化
从市场注册来看,大部分都具有电力背景,涉及发电、电力工程施工、能源服务、电气设备制造、供热、油气、电子信息等多领域行业。目前,江苏省内市场用户占有率较高的主要是各发电集团成立的售电公司,协鑫、省能投等民营能源企业成立的售电公司,海澜之家、红豆集团等社会资本成立的售电公司,以及部分在外省运营较为成功的售电公司,实力最为强劲的属国网江苏省电力公司参股的4家售电公司。
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经验交流
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发电摊薄成本,售电环节可以不赚钱,这样就可以给用户更多让利,也在售电市场上更有竞争力。所以售电市场份额的争取不仅可以保证自家电量的销路,还可以通过竞争在市场中抢卖其他企业的电量,掌握市场话语权。
2. 劣势(W)
营销队伍薄弱。从营销角度看,售电不仅要抓市场的广度辐射,而且要抓市场的深度开发,即要尽可能开拓新用户,还要不断巩固和提高老用户的忠诚度。要达到这个目的,没有足够的营销力量是不行的。目前企业的专职营销人员数量少,只占全部员工的千分之八左右,而且在营销部门中工作的员工存在着营销素养低,专业化不强的问题。相对来说,民营售电公司几乎都是营销人员,分工明确、逐级分包,形成了能开拓和覆盖更广阔售电市场的队伍网络。
营销手段匮乏。从用户角度出发,集团公司下属发电企业是批发商,有着巨大的价格优势,然后公司实际却并无售电市场签约的定价权。2019、2020年公司区域内签约用户平均价格同区域内市场占比较大的国有售电公司横向比较,存在较大差距,导致部分老用户流失。从外部竞争看,售电公司营销形式灵活多样,寻找经销商,开发代销商,利益分成,行贿营销等各种手段,在市、县、乡、村织牢了一张庞大的售电利益网。
营销意识缺位。原本属于计划经济体制范围内的发电企业,一直以来依靠于政策支持和国家规划来生存和发展,对于国企来说,市场营销是全新的“门外汉”领域。其中,最难攻克的是市场营销理念落后的问题。营销的理念很大程度地影响着企业实现价值甚至取得稳定收益,它是影响企业经营管理效果和成功的重要因素。目前全国电改如火如荼的进行,反观绝大多数员工并未意识到市场营销与公司发展、经营相辅相成的紧密联系,更未考虑对切身利益的长远影响。受国有企业固有的管理模式和管理理念影响,在全员售电过程中,漠视、依赖的心理严重,“温水煮青蛙”和“等靠要”的观念依旧存在,与市场经济管理体制的要求相距甚远。
营销战略粗放。主要原因在于,一方面,受计划经济惯性思维的影响,发电企业长期以来以安全、生产、新项目开发作为企业的重点工作,人才培养以技术型、学术型为主。重心集中在生产部门,营销部门位势不高,管理流程上未发挥应有的关键性作用,在本质上并未改变服务于生产部门的性质。另一方面,公司的管理层已经充分意识营销在发电企业各方面可以发挥的重要作用,但由于售电市场的多变性、实操性、复杂性,使得营销战略的制定极为困难。
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三、售电营销模式的SWOT分析
(一)SWOT分析法介绍
所谓SWOT分析,在百度百科中解释为:基于内外部竞争环境和竞争条件下的态势分析,即将与研究对象密切相关的各种主要内部优势、劣势和外部的机会和威胁等,通过调查列举出来,并依照矩阵形式排列,然后用系统分析的思想,把各种因素相互匹配起来加以分析,从中得出一系列相应的结论,而结论通常带有一定的决策性。运用这种方法,可以对研究对象所处的情景进行全面、系统、准确的研究,从而根据研究结果制定相应的发展战略、计划以及对策等。
按照企业竞争战略的完整概念,战略应是S优势、W劣势、O机会、T威胁之间的有机组合。SWOT中关键要素紧密结合,可以表述的关系如下图所示:
(二)售电营销环境分析
1. 优势(s)
品牌效应:央企集团公司在外部市场上长时间形成的品牌效应,是民营售电公司和地方电厂所不具备的;央企集团公司在区域及行业内拥有良好的外部声誉,对周边企业产生可信赖、批发商、大企业等辐射效应,会给人产生在其中工作是能力的体现、专业的象征等荣誉感。
成本控制:发电企业相对独立售电公司来说有着掌握发电边际成本,价格可控的天然优势。从整体利益出发,在完成发电企业利润目标后,为了多
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3. 机遇(0)
资源机遇:售电市场开放以来,公司各部门的用户签约率普遍较低,这也客观的反映了在资源的挖掘上可以再作文章。特别是对外业务部门和甲方业务部门,应充分聚焦整合相关售电资源,把优势转化为实绩。
区位机遇:随着长三角一体化、江苏沿海开发等国家重大战略叠加,通州湾凭借得天独厚的区位优势,站在乘势腾飞的强劲风口,其重要历史地位重新被唤醒。在“大通州湾”框架下,通州湾新出海口吕四起步港区按照建设世界一流港口目标,以自动化、智能化标准进行建设,计划2021年底建成投运,实现新出海口开港。该工程是承接南通沿江产业转移,长江经济带转型升级发展的重要支撑,是建设一带一路对外开放新门户、长江经济带江海联运新枢纽、长三角高质量发展新样板的重大标志性工程,为售电用户开发提供了强有力的支撑。
4. 威胁(T)
在南通区域内售电市场竞争可谓是白热化,公司面临的竞争对手也不断增多。2020年仅国网就在启东签约10亿售电量,占全市用电规模的50%。国网(省综合能源、电动车、通州湾)、售电公司代理、五大发电集团、南通天电、地方供热机组等竞争对手不断瓜分着区域内的售电资源,是公司无法回避的直接威胁。这些企业在用户资源、营销手段、管理人才、机制政策等方面都各有千秋、各持技长,具有很强的市场优势,如公司营销手段和方式不能突破,想要在售电用户的签约上取得较大战果将变得难上加难。另外,公司内部“以部门为中心”的特征还较为突出,营销推动、后勤保障、资源整合等各环节相互独立,部门间沟通不顺畅,上级重视而下级积极性不高等现象较为常见。
(三)SWOT矩阵分析
如下表所示:S—O战略是一种指导如何利用企业优势把握发展机会的战略,属于增长型战略;W一0战略是一种指导如何克服企业劣势把握发展机会的战略,属于扭转型战略;S—T战略是一种指导如何利用企业优势应对发展过程中出现的威胁的战略,属于多种经营战略;W—T战略是一种指导如何克服企业劣势应对威胁的战略,属于防御型战略。在对公司的市场营销环境进行SWOT分析后,将SWOT分析结果列入矩阵。
四、售电营销的几点想法
(一)强化观念,树立全员营销意识。
一是强化竞争观念。彻底摒弃“等、靠、要”思想,学会在竞争中求生存、谋发展的真本领,真正成为“市场主体”。二是要强化市场观念。视市场开拓为企业生存、发展的命脉,把公司的工作重心提高到安全、营销两架马车齐头并进上来,变生产型为生产经营型管理,切实把营销工作作为 “龙头”来抓。三是强化营销观念。要改变过去以发电为中心,以产定销的传统营销观念,牢固树立服务意识,通过服务对象作为实现售电目标的途径。
(二)建立健全营销人员管理机制
营销工作是人才的事业,营销工作的好坏直接取决于营销队伍素质的高低,科学的营销选拔制度是提高营销队伍素质和营销人员积极性的前提。在选拔营销人员时要充分考虑对营销工作的热爱程度,选拔范围要拓宽,不仅要在企业内部 培养有强烈进取心、情商高的营销人才,还可以考虑从社会招聘售电专人。通过建立起公平竞争的用人机制,优化企业内部的创业环境,构建企业和员工双贏的局面,为企业可持续发展提供不竭动力支持和制度保障。营销人员管理初步设想如下图所示:
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(四)加强客户营销顶层设计
1. 建立宽维度企业基础信息平台。各部门增强平台思维和开放思维,积极从外部政府机构、合作商、互联网数据等信息源获取企业更多数据,充分梳理客户资源、挖掘内在潜力,由计划营销部整合,建立客户基础信息平台。
2. 建立市场客户价值评价模型。通过用电曲线、用电平衡度、用电规模、企业状况等因素,合理预测在衔接现货市场后潜在的效益,建立起细分客户当前价值、潜在价值、行业发展空间的客户价值评价模型,有效识别不同类型客户价值,确立客户分类营销管理的基本策略,增强业务营销的主动性和选择性。
3. 适时引进外脑,加强营销手段。由于国企在初期,不管人力、物力、技能等方面都很难适应市场的急剧转变。由于专业营销机构拥有理论功底深厚、实战经验丰富的专家群,因此可以向他们寻求解决售电开拓时的策略。“引进外脑”的方式,就是借助专业机构对公司存在的营销问题进行诊断,提出整体的营销改进方案,推动营销组织机构和营销管理模式的变革。并通过对营销人员和全体员工的培训,提高主动营销观念。
4. 做实做深增值辅助服务工作。通过“售电+”提供电气设备维护,做长业务链条、做宽合作领域、做深合作内涵、做实合作基础、做密合作粘性、做优合作价值。
(五)创新线上线下多渠道营销服务网
开发线上移动交互平台。APP要能实现客户任何时候在线咨询售电业务功能,并通过线上渠道宣传最新电改政策、市场信息,不断丰富相关客户互动功能,拉近与客户的时空和心理距离,潜移默化中培养一批忠实企业。并且APP还要承担起对公司内部售电业务开展情况的通报功能,让每位员工及时对标,表彰先进,树立典型。
五、结语
国家电改9号文提出构筑的“放开两头、管住中间”的电力市场架构模式,对大型发电企业的转型升级以及盈利模式的多元化具有关键性指导作用。在集团公司打造“绿色低碳、多能互补、高效协同、数字智慧”的世界一流能源供应商的愿景下,公司应充分把握电改思路,改变传统生产模式,提升发电效能,提高设备可靠性,积极抢占市场先机,拓展竞争性售电业务,促进达成持续、主动、开放、互联、深入及创新的售电营销新常态。
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选聘任用方式初步设想如下图所示:
(三)制定可操作的价格策略
在售电市场竞争中,价格是核心要素,尤其是市场开发初期,电价是用电客户选择的关键因素。发电企业成立的售电公司拥有丰富电源资源,
对于电价具有天然的风险对冲优势,而发电企业自身却没有合理灵活的定价权,这又成了制约开发用户的矛盾点。因此,须通过和售电公司沟通保证“三个坚持”,一是坚持签约用户价格不能低于代理签约价格。二是坚持总体签约用户均价与售电公司签约均价持平。三是坚持新重点开发区域签约价格可就高不就低。在现有售电市场阶段,发电企业如无法保证相对的“批发价”,将在开拓市场用户时陷入极其被动的局面,产生非常负面的信用危机。
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浅谈机组无油点火启动
符旭
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通过近几次机组启动,各台机组已逐渐摸索出机组无油点火启动经验,为实现我厂全年机组0油耗奠定了基础,结合我厂最近几次机组启动情况,谈一谈我对机组无油点火启动的认识。
一、概括起来通过以下四点来实现无油点火:
1. A磨要上发热量高,挥发分高,水分少的煤种,以利于点火,这是燃烧良好的基础。
2. 尽可能提高炉内环境的温度,为等离子点火建立良好的外部环境。
3. 在提供足够风量的同时,减少炉内二次风特别是A层二次风对等离子点火的影响。
4. 磨煤机启动前,尽量提高磨煤机出口风温,且磨煤机风量不易太高,为等离子点火建立条件。
二、可通过以下各项措施来达到上述目的:
1. A仓煤质要求:收到基低位发热量尽量大于5000kcal/kg,如煤场存煤无法满足参数要求,应尽量选发热量高的煤种,这就要求机组停机前提前对A仓换煤,以满足下次机组启机要求。
2. 锅炉冷态冲洗结束,通过给水循环尽量提高水冷壁壁温。根据前几次无油点火经验,除氧器水温需加热至110℃左右,冷态冲洗合格后,水冷壁壁温基本可以达到40℃以上,此后保持炉水不再外排,直至A制粉系统启动。
3. 磨煤机通风时尽量选上层磨来通风,启动制粉系统前,在满足风量及二次风箱差压要求同时,尽量关小下层制粉系统二次风门,开大顶部附加风及OFA风挡板开度,降低炉内二次风对A磨等离子着火的影响,保证等离子拉弧时周边煤粉浓度足够,具体开度如下:A磨煤机浓、淡二次风挡板、
4. 等离子暖磨时,投入辅汽供空预器吹灰器及等离子暖风器管路暖管,通过将等离子疏水器旁路手动门保持全开,关闭辅汽至空预器吹灰管道疏水手动门等操作,磨煤机出口温度尽量提高到80-85℃。
三、具体操作过程如下:
1. 启动引、送风机,吹扫结束后,控制炉内总风量在800t/h-900t/h左右,炉膛负压控制在-70Pa左右。
2. A磨煤机浓、淡二次风挡板、辅助风挡板开度20%左右,附加风挡板开度80%左右,OFA挡板开度60%左右,控制二次风箱差压0.2KPa左右。
3. 启动等离子电源柜风扇运行,检查等离子装置正常,等离子发生器设定电流为300A进行拉弧,等离子装置有缺陷,应尽快组织消缺,提前联系热工人员强制A磨任意两个角的火检开关量以及MFT中失去所有燃料保护,确保火检丢失不会触发磨煤机跳闸,给煤机断煤不会触发MFT。
4. 依次启动密封风机、一次风机,检查A磨具备启动条件,控制出口温度80-85℃,等离子模式下启动A磨煤机,控制旋转分离器70rpm/min左右。
5. 启动A给煤机,给煤量15-20t/h,控制一次风量80-90t/h,出口风粉压力1.5-2.0kpa,一次风速18-20m/s,及时关闭冷一次风门。
6. 检查火检充满度良好,开关量无丢失,将A磨由等离子模式切至正常运行模式。
7. 控制一次风母管压力及风量稳定,汽机中速暖机前避免操作磨煤机冷、热风隔绝门及混合风门,防止一次风母管压力波动大导致A磨燃烧不良。
辅助风挡板开度20%左右;附加风挡板开度80%左右,OFA挡板开度60%左右,控制二次风箱差压0.2KPa左右。
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火电厂燃煤采制样工作的问题与对策
殷洁
论文摘要:商品煤作为燃煤电厂发电的主要成本支出,煤炭的品质质量至关重要。与之相关的就是燃煤采制样环节,必须将采制样环节抓牢盯紧,使其流程规范可靠可追溯,才能确保燃煤到厂检验时全面真实的反映批煤的煤质,为煤款结算、煤质索赔以及各项经营技术指标提供有力的依据。在商品煤煤质分析的过程中,煤炭的采样和制样是两个非常重要的环节。在煤炭采制样过程中容易出现一些问题,例如机械化采制样容易出现混样、所采煤样不具代表性、人工采制样设备的规格和工具不统一、采制样时未按照相应的标准、不重视采制样的岗位人员培训等等。本文对此进行了梳理,并提出了煤炭采样和煤炭制样方面的相应对策。
关键词:煤炭;问题;采制样
煤炭的采制样必须根据相关的规定进行操作,火力发电厂要加强对入炉煤和入厂煤采制样工作的管理,不断提高煤炭采制样操作的规范性和科学性,使煤质分析的准确性得到有效的保障,从而为燃煤电厂经济性评价和燃煤管理提供重要指标。
一、燃煤采样与制样
燃煤作为一种无机和有机混合物,具有颗粒组成和化学组成不均匀的特点。由于管理水平、运输方式、贮存方式、开采方式的不同,煤炭的质量也会有所不同。火电厂燃煤对于煤炭的热值、硫分、灰分、挥发分、灰熔点等质量指标都有着较高的要求。与此同时火电厂还对煤炭中的有害元素的含量严格的要求,主要是为了燃烧过程中的环境污染。煤炭是一种非均质混合物,在到厂燃用之前必须对煤炭质量进行规范的分析以监督其品质。
煤质分析的主要环节有采样、制样和煤质化验。要从一批煤中(以海运煤为例,每船装载4-5万吨)采取少量煤样(几百公斤),经过制样程序制成粒度小于0.2mm约100克的分析试样,供化验分析,即用少量煤样(单次测定仅为1克左右的试样)的分析结果去推断一批燃煤的质量与特性,就必然会存在偏差,这些偏差由采样偏差、制样偏差和化验偏差构成。在此条件下若用方差来表示总偏差,则表达式如下:S2总= S2采+ S2制+ S2化。其中采样偏差最大,占总偏差的80%,制样偏差16%,化验偏差4%。从以上分析结果可以看出,分析结果的可靠性,在很大程度上取决于被采入煤样的代表性,因此在煤质检测中,首先要做好采样工作,其次制样程序和化验同
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8. 燃烧稳定后,及时将A磨由等离子模式切换至正常模式。
四、注意事项:
1. 注意观察等离子燃烧器壁温上升趋势,升到350℃以上时必须进行控制,调节手段为适当提高一次风速、降低煤量、提高二次风速;如果壁温超过600℃仍无法有效控制,停止拉弧,检查燃烧器是否结焦。
2. A磨启动后注意控制壁温和主汽温升不超1.5℃/min,避免水冷壁温短时间内上涨较快。
3. 点火初期,炉膛负压可能会存在波动,原因为炉膛温度较低、磨煤机当磨煤机出口温度较低时,煤粉在炉膛内着火不良,炉内煤粉部分出现爆燃现象导致,当水冷壁温达到100℃以上后,A磨火检基本趋于稳定,炉膛负压波动逐渐趋于平缓,下图为1月份4号机无油点火后炉膛负压与水冷壁温的变化趋势,随着水冷壁温的提高,炉膛负压波动减小
(黄色-A给煤机煤量、红色-炉膛负压、绿色-水冷壁温)
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三、煤炭采样过程中的常见问题和相应对策
1. 堆煤采样
堆煤采样在实际操作中用的比较普遍,但是其具有比较低的采样代表性,因此不推荐直接在静止的大煤堆上采样,主要表现在以下几个方面。
第一,在采样中往往只能在煤堆的表面分布采样点,无法采取煤堆中间的部分。然而在粒度分聚和离析的影响下,煤堆表面的品质和内部的品质具有较大的差异,因此表面采取的总样品质不能对整批煤的品质进行代表。
第二,根据《商品煤样人工采取方法》,应该在煤堆的底部、腰部和顶部分布煤堆采样子样点。一般情况下采样人员对于底部、腰部、顶部的位置布点的判断具有一定的主观性,由于各种原因常常无法采取煤堆顶部的煤样,严重的影响了采样的准确性。值得注意的是,在实际情况中标准的锥形煤堆比较少见,这就需要采取灵活多样的方式进行操作,以煤堆的粒度分布和形状为依据来选择合适的采样子样点,布点的比例一般为1:3:5。
第三,如果是用于仲裁的煤堆,或者用于结算的商品煤的煤堆,可以在装卸中进行分层采样,也可以迁移煤堆,并在迁移的过程中完成采样工作。
2. 煤流采样
我国明确规定了煤流中采样的子样间隔时间,然而在人工采样中会存在间隔时间不一致的问题,采样人员往往仅凭经验来判断间隔时间。而且煤流具有较快的速度,在人工输送的过程中不仅不易采样,而且还容易出现安全隐患。人工采样的缺陷在于要根据煤流量的大小在煤流断面中分两到三次进行横截,来采取一个子样。这就要求按照一定的顺序进行采样,不要重复采样,避免粒度偏析而产生的误差。GB/T 475-2008中不推荐在皮带上的煤流中进行人工采样,我公司入炉煤和入厂煤的采样均使用安装于皮带端部采样器,为落流采样。由于入炉煤为混配煤,针对褐煤无法对煤流全断面进行采取的情况,就采样器和缩分器开口而言,可将开口尺寸在原来的尺寸基础上将开口增大,或者采用皮带中部采样器,以采取煤流的全横截断面,保证所采煤样具有代表性。对于落流采样方式的初级子样质量,需要根据该煤种的上煤流量对采样头运转速度重新计算,以使不同煤种每个初级子样的质量和子样数一致。
四、煤炭制样过程中的常见问题和相应对策
1. 在进行人工制样时,很容易对制样程序进行人为的简化,在缩分、混分、筛分和逐级破碎时都没有严格按照相应的标准。在制备有粒度要求的
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同样重要,制样程序包含破碎、缩分、混合和制粉,每一个阶段需按标准规定的最少留样量进行操作。因此要确保煤质分析结果的准确性就必须保证煤样的代表性,并且在煤样制备、试样分析的过程中尽量减少误差。
二、煤炭采制样中的常见问题
1. 对煤炭采样设备和采制样人员的重视程度不足
入炉煤和入厂煤采样均为机械采样的,一般配置为双路采样机。由于采样机常年在线使用,大多部件磨损严重,大大影响了采样机运行的可靠性。由于采样设备配件采购不及时,导致检修维护人员不能及时处理故障,采样机不能按时投入运行。采制样人员流动大,采制样技能水平需要提升。
2. 采制样程序不够规范
在实际生产工作中采样机不能投运而需人工采样的情况下,由于采制样人员没有采样单元和子样量的概念,在采制样的过程中容易出现不够规范的现象。在采取和制备试样时,没有完全按照相应的标准,采制样人员的工作具有一定的主观性。如果基本化验单位与规定的标准不符,其往往没有按照规定相应的减少或者增加子样数目,而这造成了在实际的采制样程序中子样的数量与规定的最少子样量不符,在进行破碎、筛分、缩分和干燥时也没有严格按照相应的步骤进行操作。
3. 人工采制样的设备和工具具有不同的规格
按照相应的规定,应该按照被采样煤的标称最大粒度来确定采样工具的直径和大小,以被采样煤标称最大粒数的3倍作为采样工具的最小直径、宽度和长度,并保障每次采取的煤样质量满足相应粒度的最小子样质量要求。然而在实际的操作过程中,采样工具往往达不到相应的尺寸,无法采取原煤中超过150毫米的矸石和煤料,这也导致了频繁出现漏采现象,严重影响了试样的代表性。
4. 采制样方式具有局限性
从总体上而言,机械化采制样具有更好的国标执行力度,能够消除人为因素的影响,其试样也具有更高的代表性,但是就入厂煤而言,在两个不同批次的煤卸煤过程中,受煤场结构、上煤方式以及输煤皮带检修维护情况的影响,容易出现混样现象。对入炉煤的采样而言,目前大多火电厂入炉煤上煤为混煤,煤种多元,受环保技术指标和经济性指标的要求,需要掺烧低硫分煤种,以褐煤为主,对于皮带端部采样机而言,褐煤质轻,抛物线型短,进入采样头入料口的煤量达不到计算数值;其次为减少褐煤在上煤过程中的撒煤,上煤流量需控制在1200t/h以下,导致小流量时间偏多,更进一步加剧采样不具备代表性。
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试样时应使用逐级破碎的方法进行破碎。进行破碎和缩分工作前,应先将设备和制样工具清扫干净。
2. 在进行分析煤样的制备时,如果煤样过湿,则要先对碎粒度进行调节,实行空气干燥后才能制备,保证其能够顺利地通过缩分机、制样筛和破碎机。但在制样过程中很多制样人员没有严格按照相关程序进行干燥,对煤样直接进行缩分、过筛和破碎,没有及时清洁设备,很容易造成混样。
3. 没有制定系统的煤样空气干燥方法。制样人员不注意控制煤样的烘干时间和温度,使煤样处于高温的时间过长而产生氧化,对煤样分析测定造成了影响。通常情况下,可以将煤样放入低于50℃、带空气循环装置的烘箱内进行干燥,使其达到空气干燥状态。或者采用自然晾干法,将煤样铺成均匀的薄层、在环境温度下使之与大气湿度达到平衡。注意褐煤容易氧化,空气干燥的温度不能高于40℃。
4. 制取全水分煤样时不仅要对实验室要求进行考虑,还要考虑到煤样的外在水分大小。为了减少水分的损失,应尽量提高全水分煤样的制备速度,并尽早制取,不要对其进行反复的破碎和缩分。尽量在一次破碎中从原始粒度煤样中获得全水分试样。
5. 在完成煤样的制备之后,还要将其在空气中静置一段时间,从而使煤样与空气湿度达到平衡。再将其装入煤样瓶中。装入的煤样量应不超过总容积的四分之三,留出一定的空间进行搅拌和混合。
五、结语
燃煤发电厂,对于煤炭的需求量很大,对煤炭的质量也有着较高的要求。要提高对煤炭质量的重视,将煤炭质量指标作为一个重要的生产依据,采取有效的措施来提高煤质分析的准确性。要提高对煤炭采制样工作的重视程度,加大管理力度,减少人工误差,从而对煤炭的质量进行保障。
参考文献:
[1]张卿,郑高超,王举龙.全面质量管理在选煤厂中的应用[J].洁净煤技术,2013(01).
[2]曹会玲,陈贵锋,吴立新,等.中小用户用煤现状分析及政策建议[J]. 洁净煤技术,2011(05).
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[4]毛光剑,孙刚.煤炭机械化采样随机误差分析[J].洁净煤技术,2012(03).
[5]张鹏飞.山西金桃园选煤厂控制系统分析[J].洁净煤技术,2012(01).
激光熔覆技术在大唐国际吕四港发电公司
6kV电机转轴修复中的应用
范玉军
摘要:江苏大唐国际吕四港发电有限公司4B循环水泵三相鼠笼式异步电动机(湖南湘潭电机公司产立式电机),因轴瓦磨损,引起定、转子相擦,使转轴轴承挡直径减小,达4.4mm(由φ180mm变为φ175.6mm),转轴联轴器端需修补的长度为820mm,要求转轴修补后不得引起变形,且满足大功率长周期可靠运行。
关键词: 电机转轴 热喷涂工艺 异步电动机 电弧喷涂 电弧喷枪 三相鼠笼式 喷涂层 表面硬度 激光熔覆
一、概况
江苏大唐国际吕四港发电有限公司4B循环水泵三相鼠笼式异步电动机(湖南湘潭电机公司产立式电机)
型号:YKKL3100-16/1150-1W, 功率:3100kW,额定转速:371r/min,电压:6kV,额定电流:381.5A
转子型式:鼠笼立式,冷却方式:空冷,重量:40300kg,防护等级:IP56,额定功率因数:0.87
2015年8月我公司4B循环水泵电机及水泵解体大修,解体检查发现由于轴瓦磨损,引起定、转子间隙发生位移,致使电动机转轴轴承挡直径减小4.4mm(由φ180mm变为φ175.6mm),转轴联轴器端需修补的长度为820mm,需要对电动机转轴进行维修处理,处理后要求转轴动平衡试验合格,处理点应力、硬度满足电动机运行要求不得引起二次变形。
该电机空载及重载均发现电机上机架振动较大(上机架最大振动为0.045mm)且导瓦、推力瓦温度较高(最高达67℃)
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二、鉴于上述情况只能采取更换转轴或转轴修复两个方案,更换转轴费用昂贵且生产周期长,故采取金属修复工艺经济且同样可以满足现场运行需求。
我国轴颈修复工艺概况对比:
目前国内轴颈修补一般采用喷涂工艺、电刷镀工艺、电火花表面涂敷、振动电弧焊接修补工艺、激光熔覆技术工艺、高分子复合材料修补等六大技术形式。
上述六大轴颈修补工艺综合比较:
1. 喷涂工艺(一般有预处理、刮腻子、保护、预热、喷涂、固化、清理、检验、消缺九个工序):
通过对金属表面预处理。主要是脱脂、除锈,其方法与涂液态漆的预处理相同;然后刮腻子,根据工件缺陷程度涂刮导电腻子,干燥后用砂纸磨平打滑,即可进行下道工序;保护(也称蔽覆),工件上若某些部位不要求有涂层,在预热前可采用保护胶等掩盖起来,以避免喷上涂料;预热,一般可不需预热。如果要求涂层较厚,可将工件预热至180~200℃,这样可以增加涂层厚度;喷涂。在高压静电场下,将喷粉枪接负极,工件接地(正极)构成回路,粉末借助压缩空气由喷枪喷出即带有负电荷,按异性相吸原理喷涂到工件上;固化,喷涂后的工件,送入180~200℃的烘房内加热,使粉末固化;清理,涂层固化后,取下保护物,修平毛刺;检验。检查工件涂层,凡有漏喷、碰伤、针气泡等缺陷的,都应返工重喷;缺陷处理,对被检出的有漏喷、针孔、碰伤、气泡等缺陷的工件,进行返修或重喷。
缺点:工序复杂,成本较高,强度差,修补后期修补位极易二次磨损,适合小功率低转速设备上的局部临时修补。
2. 电刷镀
此项技术是我国最早应用在电力行业修复轴颈磨损上的工艺,工艺成熟。具备多种金属镀层材料,根据不同要求可选择不同材料,来增大镀层的硬度和耐磨性。可修复3mm深的沟槽及大面积磨损可在不抽转子的中、小修期间进行修复,工期短,价格适中。刷镀时工件温升低,工件无变形,镀层残余应力小,表面径向组织无变化,镀层不会对基体造成二次破坏。
缺点:对工件表面预处理要求高、结合强度比冶金结合略低,修补后强
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4B循环水泵电机进行解体,转子上平衡机校验格挡同轴度。发现转子出轴端联轴器挡偏差约0.40mm且推力瓦有过热痕迹详见下图
图表 3 推力瓦明显有磨痕
图表 4 摩擦面放大
图5 4B循环水泵电机转子在平衡机上
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(2)涂层稀释率低(一般小于5%),与基体呈牢固的冶金结合或界面扩散结合,通过对激光工艺参数的调整,可以获得低稀释率的良好涂层,并且涂层成分和稀释度可控;
(3)热输入和畸变较小,尤其是采用高功率密度快速熔覆时,变形可降低到零件的装配公差内。
(4)粉末选择几乎没有任何限制,特别是在低熔点金属表面熔敷高熔点合金;
(5)熔覆层的厚度范围大,单道送粉一次涂覆厚度在0.2~2.0mm,
(6)能进行选区熔敷,材料消耗少,具有卓越的性能价格比;
(7)光束瞄准可以使难以接近的区域熔敷;
(8)工艺过程易于实现自动化。
优点:
一是基材的加热不受金属蒸气的影响,熔敷金属冷却速度快。二是熔覆层可进行车、磨等各种机加工,来恢复原始尺寸,不会发生材质二次分层断裂。三是激光熔梅覆材质强度高可满足加工后长期满载荷无损运行。四是修补后期修补位不易二次磨损,适合大功率不同转速设备上的局部修补。五是对修复厚度没有要求,不会产生应力。
缺点:激光设备昂贵,国内拥有激光熔覆技术的厂家少、操作技术要求高,修补费用较高,但最近几年整体价格均有降低目前已和其它修补技术费用基本持平。
通过上述六种修复工艺的优缺点对比,综合分析对比结论如下:
激光熔覆技术有耐腐蚀(包括耐高温腐蚀)和耐磨损的优势,是目前较适合火力发电厂大型电机金属修补且快速有效的工艺维修技术,能满足不同转速以及大功率设备的修后长期可靠安全运行,是设备金属修补维护的有效手段。
激光熔覆定义:
激光熔覆技术是指以不同的填料方式在被涂覆基体表面上放置选择的涂层材料,经激光辐照使之和基体表面一薄层同时熔化,并快速凝固后形成稀释度极低并与基体材料成冶金结合的表面涂层,从而显著改善基体材料表面的耐磨、耐蚀、耐热、 抗氧化及电器特性等的工艺方法。
激光熔覆技术是随着大功率激光器的发展而兴起的一种新的表面改性技术,是指激光表面熔敷技术是在激光束作用下将合金粉末或陶瓷粉末与基体表面迅速加热并熔化,光束移开后自激冷却形成稀释率极低,与基体材料呈冶金结合的表面涂层,从而显著改善基体表面耐磨、耐蚀、耐热、抗氧化及
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度不高,易造成二次磨损。
3. 电火花表面涂敷
由脉冲电源和振动器组成。原理是工作时电极上下振动,同时通过脉冲电流,利用接近时的放电效应产生高温电弧将电极熔化粘接在工作表面。
优点:冶金结合,强度较好;.温度较低;成本较低
缺点:涂敷层浅,一般为0.02~0.05mm ;表面不适用车削等方式机加处理;有较大的残余应力、热影响区有组织相变;手工操作、质量不易保证
4. 微束等离子弧焊接
利用等离子的高温进行焊接,使丝或粉末熔结在基体表面的堆焊方式。
优点:电弧温度高,能量集中;熔池电焊、氩弧焊小,因此焊接变形、残余应力、热影响区都比电焊和氩弧焊小;设备比激光操作设备小,灵活性稍好;冶金结合,表面可以机加处理。
缺点:仍属于弧焊种类,焊接变形、残余应力水平较高,易产生裂纹;一般为手工操作,质量不易保证;如操作不当,有咬边、气孔、热裂纹等缺陷;强度差,修补后期修补位极易二次磨损,适合小功率低转速设备上的局部修补。
5. 振动电弧焊接
焊丝以一定的频率和振幅振动的电脉冲自动堆焊。
优点:堆焊零件温度不高、零件变形小、热影响区小,结合强度高、堆焊层较薄。
缺点:飞溅大、堆焊速度不能过快,否则结合强度下降、气孔增加,堆焊速度低时热影响区大、工件变形大、工期较长。强度差。
6. 高分子复合材料
优点:转速在2级电机以下的可以采取现场磨具修复、四边定位法修复、刮板修复等免拆卸修复工艺,减少停机停产,降低工人劳动强度;修复时间短,第一时间修复确保了设备正常运行。
缺点:强度差,修补后期修补位极易二次磨损,适合小功率低转速设备上的局部修补。
7. 激光熔覆
激光熔覆是以高能束激光堆焊实现热输入控制。
特点:
(1)冷却速度快(高达106K/s),属于快速凝固过程,容易得到细晶组织或产生平衡态所无法得到的新相,如非稳相、非晶态等。
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第一项论述高能激光熔覆的专利。进入80年代,激光熔覆技术得到了迅速的发展,结合CAD技术兴起的快速原型加工技术,为激光熔覆技术又添了新的活力。已成功开展了在不锈钢、模具钢、可锻铸铁、灰口铸铁、铜合金、钛合金、铝合金及特殊合金表面钴基、镍基、铁基等自熔合金粉末及陶瓷相的激光熔覆。激光熔覆铁基合金粉末适用于要求局部耐磨而且容易变形的零件。镍基合金粉末适用于要求局部耐磨、耐热腐蚀及抗热疲劳的构件。钴基合金粉末适用于要求耐磨、耐蚀及抗热疲劳的零件。陶瓷涂层在高温下有较高的强度,热稳定性好,化学稳定性高,适用于要求耐磨、耐蚀、耐高温和抗氧化性的零件。在滑动磨损、冲击磨损和磨粒磨损严重的条件下,纯的镍基、钴基和铁基合金粉末已经满足不了使用工况的要求,因此在合金表面激光熔覆金属陶瓷复合涂层已经成为国内外学者研究的热点,已经进行了钢、钛合金及铝合金表面激光熔覆多种陶瓷或金属陶瓷涂层的研究。
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电气特性等的一种表面强化方法[.如对60#钢进行碳钨激光熔覆后,硬度最高达2200HV以上,耐磨损性能为基体60#钢的20倍左右。在Q235钢表面激光熔覆CoCrSiB合金后,将其耐磨性与火焰喷涂的耐蚀性进行了对比,发现前者的耐蚀性明显高于后者。
激光熔覆技术是一种经济效益很高的新技术,它可以在廉价金属基材上制备出高性能的合金表面而不影响基体的性质,降低成本,节约贵重稀有金属材料,因此,世界上各工业先进国家对激光熔覆技术的研究及应用都非常重视.
设备及工艺特点
应用于激光熔覆的激光器主要有CO2激光器和固体激光器(主要包括碟片激光器,光纤激光器和二极管激光器,老式灯泵浦激光器由于光电转化效率低,维护繁琐等问题已逐渐淡出市场)。对于连续CO2激光熔覆,国内外学者已做了大量研究.高功率固体激光器的研制发展迅速,主要用于有色合金表面改性。据文献报道,采用CO2激光进行铝合金激光熔覆,铝合金基体在CO2激光辐照条件下容易变形,甚至塌陷。固体激光器,特别是碟片激光器输出波长为1.06μm,较CO2激光波长小1个数量级,因而更适合此类金属的激光熔覆。
激光熔覆按送粉工艺的不同可分为两类:粉末预置法和同步送粉法。两种方法效果相似,同步送粉法具有易实现自动化控制,激光能量吸收率高,无内部气孔,尤其熔覆金属陶瓷,可以显著提高熔覆层的抗开裂性能,使硬质陶瓷相可以在熔覆层内均匀分布等优点。
激光熔覆具有以下特点:
(1)冷却速度快(高达106K/s),属于快速凝固过程,容易得到细晶组织或产生平衡态所无法得到的新相,如非稳相、非晶态等。
(2)涂层稀释率低(一般小于5%),与基体呈牢固的冶金结合或界面扩散结合,通过对激光工艺参数的调整,可以获得低稀释率的良好涂层,并且涂层成分和稀释度可控;
(3)热输入和畸变较小,尤其是采用高功率密度快速熔覆时,变形可降低到零件的装配公差内。
(4)粉末选择几乎没有任何限制,特别是在低熔点金属表面熔敷高熔点合金;
(5)熔覆层的厚度范围大,单道送粉一次涂覆厚度在0.2~2.0mm,
激光熔覆技术是—种涉及光、机、电、计算机、材料、物理、化学等多门学科的跨学科高新技术。它由上个世纪60年代提出,并于1976年诞生了
激光熔覆的应用主要在两个方面,即耐腐蚀(包括耐高温腐蚀)和耐磨损,应用的范围很广泛,例如大型机电设备的局部修理以及内燃机的阀门和阀座的密封面,水、气或蒸汽分离器的激光熔覆等。
同时提高材料的耐磨和耐腐蚀性,可以采用Co基合金(如Co-Cr-Mo-Si系)进行激光熔覆。基体中物相成份范围中Co3Mo2SI硬质金属间相的存在可保证耐磨性能,而Cr则提供了耐腐蚀性。
目前火力发电企业大型电机等设备由于长期在恶劣环境下工作,容易导致零部件的腐蚀、磨损。典型的易失效零部件包括叶轮、大型转子的轴颈、轮盘、轴套、轴瓦等,其中许多零件价格昂贵,涉及的零部件品种很多,形状复杂,工况差异较大。还有大型火力发电机组的大型转子、动叶片与静叶片都是需要进行强化或者修复。大型转子与轮盘:采用激光熔覆技术进行修复,不需要预热工件,就可以恢复轴颈的尺寸,而且后续加工量小,不产生冶金裂纹,硬度可以达到 HRC60 以上。
三、4B循环泵电机转轴的激光熔覆与修复工艺步骤:
1. 预处理工序:包括工件表面除油、除锈→ 喷砂清理(进一步清理)→熔覆前处理(将需要激光熔覆的区域清洗干净,将存在明显缺陷的区域整平)。
2. 质量检验工序:采用磁粉探伤、X 射线探伤、荧光探伤或者显示剂探伤法对清洗干净的表面进行探伤,确定有无明显的缺陷区域存在。
3. 激光熔覆:采用自主知识产权的合金粉末进行激光熔覆,不需要预热,不产生冶金裂纹,硬度最高可以达到 HRC63。
4. 后续加工处理:包括激光熔覆区域的抛磨修整与后处理;必要时
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4B循环泵电机转子修前偏摆测量
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图6 转子上转床进行调校
图7 转子进行激光熔覆后的精加工
电机型号 | YKKL3100-16/2150 -1W 3100Kw 6Kv | 额定转速:372 |
测量结论:
转子轴伸端相对于转子铁芯弯曲,进行加工处理后弯曲度及偏摆合格。
4. 转子整体做低速动平衡试验,精度为0.02mm以内
图8 转子动平衡试验
图9 转子动平衡报告
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喷耐磨涂层。
5. 质量检验与验收:检验方法同步骤 2,确认激光熔覆处理后零件表面无各种缺陷,即可进行验收。经过上述处理工序,可以将4B循环泵电机转轴复旧如新。
修复工艺步骤:
1. 对两档进行激光冷焊处理,然后上大型车床进行精加工恢复两轴档的几何尺寸精度,达到配合尺寸
2. 电机转子上车床检测校调,出轴端,轴承挡、联轴器档,确定具体偏心量,并修正加工偏心量
备注:偏摆图形按照客户标注支撑位置,分度8点;铁芯段以轴伸端为左。
3. 维修工艺:
转子轴伸、轴承档位及过渡段需要激光熔涂增厚,然后加工到原来尺寸再做动平衡。
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4B循环泵电机组装后通过冷却水试转2 小时,测得上机架处最大振动为0.014 mm,将导瓦及推力瓦温度成功降至如下如图7所示已经低于检修前的温度(导瓦低5约摄氏度,推力瓦低约10摄氏度)。已经低于检修前的温度(导瓦低5约摄氏度,推力瓦低约10摄氏度)
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5. 联轴器挡轴外径公差,经双方协商以联轴器孔径为基准,轴与联轴器过盈0.02mm
垂直测量:+0.05mm
水平测量:+0.04mm
6. 轴承挡外径公差
垂直测量:+0.05mm
水平测量:+0.045mm
图10 电机组装后推力头及推力瓦安装图
图11 组装后试验2小时瓦温
图12 全厂循环泵电机运行监视图
四、结论:
4B循环泵电机转子经过激光熔覆修复后运行稳定,电机无论震动还是运行温度均恢复至出厂值,达到历史最佳状态,此次4B循环泵电机转子采用激光熔覆修复的成功为今后我公司高压电动机转轴乃至全公司重要辅机的大型金属件修复积累了经验,奠定了金属检修的技术基础。
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火力发电厂脱硫系统净烟气SO2波动大的分析与处理
姚志祥
摘要:火力发电厂脱硫系统超低排放改造后普遍存在净烟气侧SO2波动较大,造成SO2瞬时超标等现象。以江苏大唐国际吕四港发电有限责任公司脱硫系统为例,分析造成净烟气侧SO2波动大的原因,针对SO2波动大的问题对净烟气预处理系统进行改造,解决了净烟气SO2测量值波动大的问题。
关键字:火电厂;脱硫系统;净烟气SO2;预处理系统
1. 前言
目前,中国各燃煤火力发电企业在针对锅炉脱硫系统进行超低排放改造后,发现脱硫系统净烟气SO2污染物测量值会出现波动较大并伴有突变的现象。从而造成SO2瞬时超标等问题。
2. 脱硫系统简介
江苏大唐国际吕四港发电有限责任公司一期4*660MW超超临界燃煤发电机组,总装机容量264万千瓦。脱硫系统采用石灰石-石膏湿法脱硫,采用单塔双循环工艺。石灰石-石膏湿法脱硫装置由吸收剂制备(石灰石制浆)系统、烟气吸收及氧化系统、脱硫副产物处置(石膏脱水)系统、脱硫废水处理系统、烟气在线自动监测系统等组成。烟气在线自动监测系统是采用的北京雪迪龙直抽式采样系统,将被测烟气连续地进行抽取,经过采样探头过滤、加热保温、冷凝脱水和细过滤,进入气体分析仪表,测量仪表采用西门子U23连续在线监测仪表。
西门子U23连续在线监测仪表测量SO2浓度原理:烟气在190nm~230nm的紫外光照射下,其中的SO2分子受激发生成激发态SO2,其返回基态时发出荧光,而且荧光强度与烟气中SO2的浓度成正比,通过测量荧光光强就可得到SO2的浓度值。该法灵敏度高,可探测到ppb级的低浓度SO2,而且动态范围和线性度好。此方法适用于稀释取样法。测量时应注重影响测量精度的干扰因素,应除去介质中二氧化碳气体和水蒸气。这种仪器的特点是直接测量SO2的浓度,对样品气体加热保温、多级除尘、多级除湿,方法不会受排气取样流量的影响,但样品气体输送距离不能太长,否则影响测量精度(一般不超过76m)。
3. 净烟气SO2波动现象及检查情况
自2017年4月开始,我厂4台机组脱硫系统净烟气侧SO2陆续出现无规律频繁波动现在,并且每次波峰都会超过国家环保部对燃煤电厂的污染物排放要求(35mg/Nm3),其现象如图3-1所示。
图中红色为机组负荷曲线,黄色为净烟气SO2曲线,浅绿色为原烟气SO2曲线,蓝色与深绿色为PH值曲线,图中净烟气SO2量程为0-50mg/m³。从图中可以看出异常发生时机组运行工况基本不变,而净烟气SO2缺突然增高。异常发生后分别对4台机组脱硫净烟气采样系统进行检查,其中包括检查净烟气探头取样箱加热是否正常、取样管线加热温度是否正常、预处理系统是否正常。
4. 原因分析
净烟气侧SO2波动情况发生后,对4台机组脱硫净烟气测预处理系统及仪表进行检查,检查发现在机组负荷与原烟气SO2无变化的情况下净烟气侧SO2出现波动时,净烟气侧湿度仪也出现较大波动。因此初步怀疑净烟气SO2波动原因为净烟气预处理系统内水分处理不完全导致。以此为根据对整个预处理系统进行检查。检查时怀疑有以下几点原因:
4.1 检查时发4台机组脱硫系统净烟气侧预处理系统在2016年12月份同时加入纳芬管反渗
透除水装置(如图4-1所示),然后再2017年4月份几乎同时出现净烟气侧SO2频繁波动的现象,所以初步怀疑纳芬管装置可能出现问题,查阅纳分管相关技术资料了解到,纳芬管内部是有多个细小的除水管线组成,因此极易容易堵塞,由于我厂脱硫系统采用的是石灰石-石膏湿法脱硫,所以造成净烟气侧湿度较大,能达到12%左右。因此净烟气通过纳分管时由于纳芬管温度过低,会造成样气中的水蒸气冷凝成水与样气中未被脱硫吸收塔吸收掉的SO2进行反应生成亚硫酸(H2SO3),亚硫酸(H2SO3)又与样气中
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存在部分从脱硝系统排出的没有充分利用的氨气反应生成亚硫酸铵((NH4)2SO3),进而造成纳芬管内部除水管线堵塞,无法达到预期的除水效果,了解时发现在别的电厂也出现过类似等情况,因此对纳分管反渗透装置进行更换,并在纳分管装置前段加装除氨装置。但整改之后净烟气侧SO2依然存在波动。并且波动的波峰反而更大,分析原因为取样管线上部如果存在加热不温度达不到要求(小于140℃),会在取样管线上部形成亚硫酸的现象,因亚硫酸受热极易分解,所以在亚硫酸经过除氨安装置时会分解为SO2和H2O,从而导致在亚硫酸流下来时会造成SO2突然增高。
图4-1 纳芬管反渗透除水装置
H2O+SO2=H2SO3 H2SO3+2NH3=(NH4)2SO3 H2SO3= H2O+SO2↑
4.2 采样箱反吹装置未投入
因为脱硫系统净烟气侧湿度较大,采样箱内没有投入反吹装置,长时间运行会造成探杆内水堆积,从而进入取样管线和预处理系统,造成取样管线内样气水分含量过高,样气中的水又与样气中的SO2反应产生亚硫酸,亚硫酸经加热又再次分解为水和SO2,因此随着净烟气侧湿度波动,SO2也随之波动。
4.3 取样管线中间集箱加热效果不好或取样管线中部有不加热区域
因4台机组脱硫系统净烟气侧采样装置均为3个采样探头平均敷设在烟道侧面,3个采样探头取样后均在烟道下方一中间集箱内汇总,中间集箱内连接部分用高温伴热管线进行缠绕以保证取样管线内样气中的水分保持蒸气状
态,以防止样气中水蒸气冷凝后与SO2反应产生亚硫酸,亚硫酸经加热又再次分解为水和SO2,因此随着净烟气侧湿度波动,SO2也随之波动。
如果取样管线中部有部分伴热线无法加热,则会导致样气经过这段取样管线时,造成样气中水蒸气冷凝后与SO2反应产生亚硫酸,亚硫酸经加热又再次分解为水和SO2,因此随着净烟气侧湿度波动,SO2也随之波动。
4.4 净烟气侧预处理系统除水效果达不到测量要求
因为在国内普遍应用在脱硫预处理系统的除水装置均为制冷器冷凝除水和纳芬管反渗透除水两种,两种设备除水效果均不理想,样气经过除水设备后仍有部分残留,所以导致净烟气侧SO2随湿度波动而波动。
4.5 因净烟气预处理系统的入口处安装了一台湿度仪用于测量净烟气烟气湿度
该湿度仪加热温度无法维持样气中水分维持在水蒸气状态,怀疑净烟气取样管线末端进入湿度仪后,样气中水蒸气冷凝,从而导致净烟气SO2波动。
5. 整改措施
更换脱硫净烟气预处理系统内纳芬管反渗透除水装置,并在纳芬管反渗透除水装置前加装除氨装置,保证样气在进入纳芬管前除掉样气中残留的氨气,从而保证纳芬管反渗透除水装置的除水效果。防止造成除水不净导致净烟气SO2波动。
投入采样箱反吹气源,设定每4小时反吹一次,保证采样箱内取样探头及探杆无积水。
取消取样管线中间集箱并重新敷设新型取样管线,直接从探头处敷设到预处理系统入口,并提高取样管线加热温度至160℃。
在预处理系统中又串联一个制冷器,在串联后的这个制冷器的排水出口依然可以看见排出来的水,所以证明一个制冷器无法把取样管线中的水分处理完全。
更换净烟气烟气湿度仪设备,采用就地式湿度仪,取消原有湿度仪,并在取样管线下端进入预处理系统之间加装高温伴热管线,以防止样气中水分冷凝。
6. 改造后效果
对我厂4台机组净烟气SO2进行连续一天的跟踪观察,净烟气SO2再机组工况未发生明显变化时没有出现突然增高的现象,如图6-1所示。图中红色为机组负荷曲线,黄色为净烟气SO2曲线,浅绿色为原烟气SO2曲线,蓝色与深绿色为PH值曲线,图中净烟气SO2量程为0-50mg/m³。从图中可以
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看出对净烟气预处理系统改造后,净烟气SO2测量值稳定,无异常波动。
图6-1 改造后原净烟气侧运行工况曲线
7. 结论
自我厂4台机组净烟气侧采样系统及预处理系统改造后,设备的稳定性得到了可靠的提高,净烟气SO2的测量值没有在出现突然增大的现象。现在国家对火力发电厂污染物排放的要求越来越严格,在脱硫系统超低排放改造后,由于净烟气侧分析仪表采用新型分析仪表,更换后新仪表精度高、量程小且SO2易溶于水等特点,容易造成净烟气SO2测量值波动较大等现象,通过对脱硫系统净烟气采样及预处理系统进行分析改造后,使脱硫系统净烟气SO2测量值稳定,且严格满足国家环保要求。
参考文献
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[4]孟尚虎,宦培养,胡德义. CEMS装置烟气预处理装置的改进及维护.电力科学与工程.2011-04-28
继电保护整定计算危险点分析
赵薇
摘要:在电力系统的稳定维护中,继电保护是极为重要的环境,我们有必要对其合理性进行关注,从而保证继电保护装置可以合理实施,为了减少甚至消除对设备和邻近区域供电的损坏,当电力系统发生故障时,可以自动拆除故障装置或者发出信号指示警告。文章简要分析了继电保护整定的危险点,并提出了有关的改善策略与意见,以此来改变发生的状况。
关键词:继电保护;整定计算;危险点
引言:在电力系统中,继电保护是极为重要的部分,是确保电网安全稳定运行的重要技术方式。而电力系统中,继电保护的主要作用为对电力系统安全性供电的重要意义,要求继电保护有必要能够快速、正确的运行,并且应该正确、合理的配置继电保护的定值,这是继电保护正确运行的前提。而目前研究继电保护整定计算危险点的内容极为缺乏,所以,文章有必要对其进行具体分析,并提出有效的措施策略。
1. 分析继电保护整定计算危险点
1.1 继电保护整定的第一个参数错误
继电保护整定计算主要是按照电网的基础数据来开展的,因此,电网基础数据的对和错为计算正确的前提与依据。众所周知,就好比是在进行数学计算,不管过程有多长,计算的多精确,如果第一个数据是错误的,那么后面的计算则都为错误的。所以整定计算的第一参数错误体现在以下几个方面:(1)首先是部门与单位最开始上报的数据是错误的,这会造成以后的计算都出现错误;(2)其次为系统参数建模出现了错误,或者工作者在数据输入的过程中出现了错误,或工作者在设置过程中出现了计算的错误,这同样会造成往后的计算出现问题;(3)因为线路施工中的阻力很大,通常在线路布设后的第二天,项目的最后一部分将投入生产,因此,在计算过程中线路的障碍通常只能利用设计参数来完成计算,这将造成设计参数和具体参数间存在差距与误差,以此来对整体的技术结果产生影响,造成误差。
1.2 整定计算时间较短,容易出现错误
因管理原则,强调新建项目或技术改进项目有必要提前1-3个月向有关部门提交相关的参数。此外,有可能出现设备不到位或许多建筑物同一时间投入运行。为此,想要在特定的时间中实现整定计算是极为困难与紧迫的,这同样对工作者的计算产生极大影响。由于时间仓储,缺少充足的时间进行检查与重新计算,所以必须加快速度,这样就可以减少发生错误的概率。
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2.4 整定计算应该和系数进行配合。因此要求我们能对有关程序仔细研究,并在实际程序的范围中制定具有选择性与敏感的原则。假如具有长时间的检验值,并且是临时的,我们有必要对其实施检验,从而确保其能够符合灵敏性与选择性的需求。
2.5 在整定计算前后,有必要对需求的设备及工作原理进行熟悉。
结论:总之,在继电保护中,继电保护整定中的危险点有可能会对电力系统的良好发展产生极大影响,形成安全隐患。电力工作人员有必要良好实现对危险点的控制,增加强度的关注,让继电保护作用能够得到最大程度发挥,充分对危险点实行分析,找出继电保护中出现的假动作、数据动作等一系列危险点,并根据各种运行制度来选取合适的控制手段,从而稳定提升中国电网运行的效率与稳定性。
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[2]赵雨清. 继电保护误整定危险点分析及预控措施[J]. 机电信息,2012,(18):23+25.
[3]吴伟锋. 影响继电保护误动整定计算危险点分析[J]. 农村电气化,2010,(11):28-29.
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1.3 整定计算保护装置的选择和使用
伴随电力系统的持续进程,继电保护的改革与发展,我们逐步由集成电路与晶体管与其他保护装置转变为微机继电器的使用设备,并且其使用范围、比例以及要求也在不断增高。此外,因为市场上的继电保护装置也变得更加的多样化,虽然各种保护装置运行的结论相同,但是往往其运行的距离以及运行的过程都有着一定的不同之处,所以强调我们员工可以对有关的运行流程和工作原理进行充分了解,只有这样CIA可以更加专业、熟练的把握装置,以此来处理电力系统中发生的各种工况与问题,避免保护装置的原理不明确而发生不正确的整定,对最终结果产生影响。
1.4 选取整定系数
在整定计算的过程中,配合、支路、助增这几项系数的选取不当会对保护范围的大小、隔断的协调性与相关的灵敏度产生极大影响。
2. 有效的处理方式
2.1 首先应该要求相关单位在上报数据参数以前,应该严格根据有关规定实施计算,并且,还要求员工能够利用充足的时间来进行整定计算,最好可以仔细检查或重新计算,规避错误的发展。最后,工作人员还应该按时上报数据参数,不能拖延,不然将会造成不良影响。
2.2 工作人员在进行数据收集的过程中,不能将书本的理论与其他数据当成支持与前提,应该结合实际,将现实数据作为依据,这样才是正确的。由于现实数据具有一定的变化,因此我们需要随着变化不断改变。其包含了:首先,对变压器、线路等现场设备进行了实时测试,并进行了参数采集。这就需要加强监督管理,以免在使用理论参数时出现错误的情况。其次,在做整定计算之前,有必要安排相关人员对图纸实施全面、详细的检查,以此来检查是否具有问题。并应该进行规范和严格的设计,并且员工在进行整定计算的过程中应该严格按照该设计规范来实施要求,防止依赖经验、感觉的现象。此外,在验收的过程中还应该做好有关的测试,然而需要具有前提,即:必须开展保护性的测试。最后,需要对原参数实施检查,假如发现问题,应该及时进行交流和处理,并且在有关维修部门开展验收工作时,进行试验工作,以此来保证整定计算的准确性,防止错误的发生。
2.3 在进行计算的过程中,应该确保有关计算与数据能够符合说明书的内容。一方面应该认真、详细的阅读有关的说明书,并保证形成一致。在实行整定计算的过程中还需定值清单,在进行这一操作时需要出示保护固定值的通知。
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