超临界600MW直流锅炉蒸汽吹管

超临界600MW直流锅炉蒸汽吹管张国伟郭晓红王二所（哈尔滨锅炉厂有限责任公司，黑龙江哈尔滨150046）摘要：结合我公司超临界600MW直流锅炉的特点，通过分析比较了目前常用的两种吹管方式的的优缺点，并提出了英巴推荐的吹管方式，以及吹管后的检查工作。关键词：超临界直流锅炉；循环泵启动系统；稳压吹管；降压吹管；吹管后的检查中图分类号：文献标识码：600MWsupercriticaloncethroughboilersteamblowingZHANGGuowei(HarbinBoilerCo.Ltd.,HeilongjiangHarbin150046)Abstract:accordingtocharacteristicofmycompany，s600MWsupercriticalboiler,bycomparingmeritsanddemeritsoftwomeasureusedfrequentlyatmoment,thearticleprovidessteamblowingmeasurerecommendedbyMITSUIBABCOCK,andcheckafterblowing.Keywords:supercriticaloncethrougnboiler;circulationbumpstart-upsystem；stablepressuresteamblowing;descendentpressuresteamblowing;checkaftersteamblowing0前言为了将过热器、再热器及相关的蒸汽管道在制造、运输、保管、安装过程中产生的沙石、焊渣、锈垢及氧化皮等杂物清除，防止机组启动时杂物堵塞过热器、再热器管造成超温爆管。也是为了提高蒸汽品质，保护汽轮机，提高机组运行的安全性。所以新建机组必须进行蒸汽吹管。下面结合华润首阳山电厂超临界锅炉分析两种常用的吹管方式的优缺点，以及如何在吹管结束后检查过热器、再热器的小集箱和容易出现氧化皮的个别部位。1稳压吹管吹管过程中维持系统压力不变，对锅炉系统是个相对稳态的过程。吹管时吹管控制门全开，锅炉定压直流运行，蒸汽流量和压力由燃料量控制，蒸汽温度由减温水和燃料量共同调解。每次吹管持续时间长，吹管次数少，工期短；锅炉热负荷高，需要投粉助燃，节省燃油；对锅炉启动系统的水位控制比较容易；热应力小，对厚壁受压部件带来的热应力较小。缺点是锅炉蒸发量大，要求制粉系统的投入用水量大，且每次吹管的持续时间受除盐水的储备量的限制。在目前国内投运的哈锅超临界机组中，绝大多数的机组采用的都是稳压吹管方法，下面以华润首阳山电厂为例，着重介绍稳压吹管在实际中的应用和措施。1．1锅炉概况华润电力首阳山有限公司2×600MW超临界机组锅炉为哈尔滨锅炉厂有限责任公司利用英国三井巴布科克能源公司（MB）技术进行设计、制造的HG—1950/25.4—YM1型一次中间再热、超临界压力变压运行带内置式再循环泵式启动系统的、单炉膛、平衡通风、固态排渣、内螺纹管圈水冷壁、全钢架、全悬吊结构、Π型露天布置本生直流炉。设计煤种为烟煤，32只低NOx轴向旋流燃烧器采用前后墙对冲布置，4台BBD3460双进双出钢球磨正压直吹式制粉系统。锅炉主要技术参数见下表：名称单位BMCRBRL过热蒸汽流量t/h19561862过热器出口蒸汽压力MPa(g)25.425.28过热器出口蒸汽温度oC543543再热蒸汽流量t/h15911511再热器进/出口蒸汽压力MPa(g)4.87/4.684.62/4.44再热器进/出口蒸汽温度oC304.5/569299/569省煤器进口给水温度oC290286.4锅炉配有容量为35%BMCR的启动系统，与锅炉水冷壁最低质量流量相匹配。设有炉水循环泵、分离器、贮水箱、再循环管道、溢流阀、热备用暖管、自省煤器入口到循环泵入口管道的过冷管、循环泵最小流量管。启动期间由水冷壁出口集箱引出的两相介质由引出管引至四只汽水分离器。工质在分离器中在离心力的作用下进行汽水分离，由分离器顶部引出蒸汽进入过热器，水由贮水箱底部进入循环泵的入口，引入省煤器入口，形成炉水再循环。图1启动系统示意图1.2吹扫范围1）锅炉过热器、再热器系统；2）主蒸汽管道，再热器蒸汽冷、热段管道；3）高压旁路系统；4）冷段至小汽机供气管道及主汽至汽封管道。1.3吹管参数吹管参数的选择必须要保证在蒸汽吹管时产生的动量大于额定负荷时的动量。根据锅炉分离器至汽机的各管道及各受热面的额度参数，临时管道的材质要求，在保证吹管系数的前提下，稳压吹管分离器的压力定为5.0～5.5MPa，严格控制主蒸汽温度不超过425℃，以使再热器温度在500℃以内。分为两阶段进行，一、二次汽串联吹扫，第一阶段在一、二次汽间加装集粒器；第二阶段拆出集粒器，两阶段吹管均投粉，用减温水控制主蒸汽汽温第一阶段流程：分离器—→顶棚—→一级过热器—→屏式过热器—→末级过热器—→主蒸汽管—→主汽门假阀—→临时管—→临控门—→高压缸排气管道（逆止门后）—→再热冷段—→集粒器—→再热器—→再热热段—→中联门假阀—→临时管—→消音器—→排大气第二阶段流程：分离器—→顶棚—→一级过热器—→屏式过热器—→末级过热器—→主蒸汽管—→主汽门假阀—→临时管—→临控门—→高压缸排气管道（逆止门后）—→再热冷段—→再热器—→再热热段—→中联门假阀—→临时管—→消音器—→排大气高旁吹扫流程：分离器—→顶棚—→一级过热器—→屏式过热器—→末级过热器—→主蒸汽管—→高压旁路—→再热冷段—→再热器—→再热热段—→中联门假阀—→临时管—→消音器—→排大气1.4吹管过程1）经过冲洗，锅炉水质明显改善后向锅炉上水，沿上水流程将所有疏水门打开排放。首先打开小溢流阀，进行炉本体大流量冲洗至贮水箱水质明显改善，启动炉水循环泵进行循环清洗1h。然后停炉水循环泵，开主给水电动门进行大流量给水冲洗1h，再次启动炉水循环泵打循环，如此重复直至给水品质合格。2）锅炉湿态运行时，汽水分离器和贮水箱水位由小溢流阀维持，随着燃料量增加，锅炉蒸汽量不断增加至所有给水在水冷壁内都变成蒸汽，汽水分离器由湿态运行逐渐转变成干态运行。此时分离器和贮水箱为转干态前的残水水位，关闭溢流阀，炉水循环泵自身打循环处于备用状态。3）在满足升温速度的要求的前提下投入油枪升压至0.4～0.7MPa，进行热紧螺栓和仪表管冲洗工作。升温升压速率可按锅炉冷态启动曲线进行。当油枪无法支持分离器压力上升时，顺序投入B磨、C磨，至升到吹管压力，此时入炉煤量为120t/h.4）首次吹管前应暖管试吹。当分离器压力达1.5MPa、3.0MPa、和4.5MPa时，打开临时吹管门旁路阀、连续投用主蒸汽、高温再热蒸汽、低温再热蒸汽等永久性管道上的疏水阀，进行暖管疏水；同时防止因管道内积水而发生水击。逐步升高试吹压力，检查临时冲管系统膨胀通畅与否，加强水位和分离器温度监视，摸索锅炉水位和燃水比调节特性。5）吹管过程中，应随时检查管路支吊架及临时管路加固情况。监视受热面金属壁温不超过材料温限。检查有无蒸汽漏入汽轮机的现象，如发现蒸汽漏入汽轮机，应立即停炉。汽轮机盘车和缸温测点应投用，以监视缸温。稳压吹管1h左右进行12h停炉冷却，冷却过热器、再热器及连接管道，提高吹管效果。每1～2小时空气预热器吹灰投入一次，防止空预器着火，并应经常检查炉内燃烧情况，防止不完全燃烧。2降压吹管降压吹管是指锅炉事先维持一个较高的吹管压力，然后迅速全开临时吹管门，利用降压过程中产生的大量蒸汽，短时间高速冲洗管路，从而实现对锅炉受热面的吹扫。操作比较简单。锅炉压力升到一定值，快速打开临时控制阀，进行锅炉吹扫，锅炉压力下降到一定值，快速关闭临时控制阀，一次吹扫结束，然后锅炉重新升压，进行下次吹扫。如此反复，直至锅炉吹扫干净。不受制粉系统的限制，可以在制粉系统不投运的情况下，实现锅炉吹管。锅炉的补给水量小。锅炉吹管间断进行，每次吹扫得持续时间短，因此锅炉补水也是间断进行，补水量相对较小。每次吹管时压力急剧变化产生的动力冲击有利于吹扫效果，温度的变化有利于管内壁的氧化皮剥落。但降压吹管也有很多的缺点如：每次吹管都要停运炉水循环泵，停炉熄火。锅炉和循环泵的的频繁启停，对锅炉的寿命有一定影响。燃油的消耗量大，每次吹扫得时间短，吹扫的总次数多，工期较长。降压吹管是一种非常恶劣的运行工况，每次吹扫的过程中，压力和温度变化率和变化幅度大给锅炉的受热面带来较大的热应力和交变压力，尤其是对壁厚的管道、集箱等疲劳寿命的损害更为突出。所以降压吹管在哈锅的超临界机组中应用的比较少，目前可能只有山西王曲电厂使用的是降压吹管方法。为了缩短工期，已经有许多工程使用锅炉不熄火的降压吹管方式。采用不熄火吹管时为了保证贮水箱的水位，水位调解是很重要的，要协调控制好给水泵、循环泵、贮水箱的疏水流量之间的关系，操作起来难度较大，存在较大的风险。3.英巴推荐的吹管方式三井巴布科克公司推荐采用分段降压吹扫工艺，吹扫阶段和吹扫起始压力如下吹扫阶段吹扫的受热面和管道贮水箱起始压力MPa1过热器受热面和主蒸汽管道6.52高旁、冷再、热再和低压旁路6.63冷再管道，再热器受热面，热再管道7.0每个阶段的流程：主系统（第一阶段）：分离器→各级过热器→过热器集汽联箱→主蒸汽管道→高压主汽阀(两个)→临时管道→临冲阀→临时管道→眼镜板（1）→靶板→消音器→排大气。再热器管道（第二阶段）：分离器→各级过热器→过热器集汽联箱→主蒸汽管道→高旁管道→高旁截止阀、调节阀→临时管道→冷再管道→再热器入口截止阀→连接管→热再管道→低旁截止阀→低旁调节阀→临时管道→靶板→消音器→排大气。再热器系统（第三阶段）：分离器→各级过热器→过热器集汽联箱→主蒸汽管道→高压主汽阀→临时管道→临冲阀→临时管道→高压缸排汽逆止阀→冷再热器管道→各级再热器→热再管道→中压主汽阀→临时管道→眼镜板（2）→靶板→消音器→排大气。注：1）上表中示出的贮水箱起始压力仅供参考，实际压力应根据吹扫回路压力损失的分析确定。实际计算值和吹扫值应在这些值的±0.5MPa之内。2）再热器系统分两个阶段吹扫，因为再热器入口集箱有“节流圈”，如果一个阶段吹扫，从冷再管道来的杂质会将其堵塞。为此在第三阶段整个系统吹扫之前，首先必须在第二阶段进行冷再管道的预清洗。英巴在保证过热器、再热器系统各阶段的吹管系数大于1的情况下，给出了准确的吹扫起始压力，但吹扫第二阶段需要复杂的临时管路，一般在使用降压吹管的电厂都省略了第二阶段。4吹管后的检查哈锅的超临界锅炉过热器系统采用小集箱结构，为了介质流动的均匀性和可靠性，小集箱内开孔的尺寸有大有小，最小的开孔直径只有12mm，相当于节流孔。这种结构在蒸汽吹管的过程中可能在屏过、末过入口短集箱中积聚一些杂质，从前些台超临界机组投运的情况看，不少电厂因为小集箱中的异物，不断的发生过热器爆管。因此不论采用哪种吹管方法，吹管结束后对过热器小集箱的检查都是必要的。屏式过热器入口小集箱、末级过热器入口小集箱均布有观察孔。打开观察孔逐一检查，发现异物及时取出。另外还需检查的是屏式过热器入口汇集集箱，从低温过热器吹过来的大量氧化皮有时会在拐角处积聚，条件允许的话割开汇集集箱两侧的小集箱连接管进行检查。5结论实践证明对超临界直流锅炉采用投粉稳压吹管，过热器、再热器系统各段吹管系数可达1.0和1.6，考核靶板符合[火电工程调整试运质量检验及评定标准]中的规定，效果良好。稳压吹管已经成为大多数超临界直流锅炉首选的吹管方式。作者简介：张国伟（1981-），男，黑龙江人，助理工程师，2003年毕业于哈尔滨理工大学热能与动力工程专业，从事电站锅炉的安装技术服务工作参考文献：{1}陈志兵，黄磊，鲁松林.600MW超临界压力直流锅炉机组投粉稳压冲管{J}.中国电力，2006，39（172）：68-72.CHENZhi-bing,HUANGLei,LUSong-Lin.Steampurgingof600MWsupercriticalonce-throughboilerwithrecirculation-pumpst