660MW 機組鍋爐吹灰汽源改造

王云鵬

（新鄉中益發電有限公司，河南 長垣 453400）

在燃煤鍋爐運行中，受熱面的積灰和結渣是不可避免的，其不僅影響鍋爐的經濟性，還影響鍋爐的安全性，如受熱面積灰或結渣將使排煙溫度提高，鍋爐效率降低；爐膛內結渣積灰過重，將使過熱器和再熱器管超溫甚至爆管；鍋爐投油期間應保持空氣預熱器連續吹灰防止尾部煙道再燃燒等，為此吹灰系統也是鍋爐重要附件之一。公司鍋爐吹灰系統設計時取自屏式過熱器出口管道，此處蒸汽參數高，經減溫減壓后可保證正常負荷變動范圍內的任何受熱面吹灰，缺點是蒸汽參數高使吹灰減溫減壓站的電動門及調整門經常故障，另外，高品質蒸汽經減溫減壓變成低品質蒸汽也不經濟，為此公司決定對鍋爐吹灰汽源進行改造，用冷再入口汽源作為鍋爐吹灰汽源。

1 設備簡介

公司2×660MW 鍋爐型號為DG2060/26.15- Ⅱ2 型超超臨界直流爐，單爐膛，平衡通風，全懸吊Π 型布置。引風機為小汽輪機驅動，小汽輪機正常工作汽源采用主機四段抽汽，啟停時汽源采用輔助蒸汽，另設一路高壓備用汽源取自鍋爐冷再入口。鍋爐吹灰系統及吹灰器由湖北戴蒙德設計和制造，每臺爐共設計IR-3Z 型48 只，IK-545 型30 只，IK-525EL 型4 只，IK-AH 型2 只，IK-525DM3 型2 只，IK-525SL 型18 只，其中屏式過熱器底部的IK01、IK16 兩只吹灰器最小閥前壓力最高，要求不低于2.09 Mpa，其余均在1.76 Mpa 以下。爐本體吹灰汽源取自屏式過熱器出口管道，蒸汽參數設計值：28MPa、554℃，經減溫減壓后蒸汽參數：3MPa、350℃，減溫水取自于鍋爐再熱器減溫水母管。

2 存在的問題

正常運行時鍋爐各受熱面吹灰汽源取自屏式過熱器出口，汽源汽壓一般隨著負荷變化在15 ～26MPa 之間，汽溫多在550 ～560℃之間，經減溫減壓后為3MPa、350℃，蒸汽品質降低很多。另外，鍋爐每天都有受熱面需要吹灰，尤其是空氣預熱器每天需吹灰3 次，吹灰系統投退頻繁，造成吹灰電動門、調整門易發生故障，幾乎每月都要檢修一次，存在嚴重安全隱患。

3 改造方案的提出

根據公司吹灰器設計資料，多數情況下減溫減壓站后2.5MPa 就能滿足要求，只屏式過熱器底部的IK01、IK16 兩只吹灰器要求高，需要3MPa。正常運行中330MW 時冷再入口蒸汽參數為2.3MPa、340℃，基本上能滿足大多數吹灰器的吹灰要求。若能將吹灰汽源由屏式過熱器出口改為冷再入口，不僅能大大提高吹灰的安全性，還可以用低品質蒸汽代替高品質蒸汽，提升鍋爐經濟效益。

4 改造方案可行性分析

（1）汽源接口的選擇。公司汽動引風機高壓備用汽源取自鍋爐冷再，管道設計值為φ159×9，額定負荷時蒸汽參數5.16MPa、336℃，該路汽源經過鍋爐左側13.7m 平臺下方。鍋爐吹灰減溫減壓站吹灰蒸汽母管設計值為φ159×7，減溫減壓站前管道設計壓力28MPa，設計溫度554℃，減溫減壓站后管道設計壓力3MPa，設計溫度350℃。由以上參數對比可知，汽動引風機高壓備用汽源管道能滿足吹灰減溫減壓站管道要求，可以考慮將此路汽源引至吹灰減溫減壓站前接入吹灰系統。

（2）負荷變動對吹灰蒸汽參數的影響。冷再入口蒸汽參數設計值40% 負荷時為1.95MPa、351℃，50% 負荷時為2.39MPa、349℃，75%負荷時為3.54MPa、342℃，即50%負荷時只IK01、IK16 不能滿足，其余均能滿足。考慮到公司鍋爐受熱面吹灰是按周期進行，而機組負荷也不可能一直在50%及以下，故采用冷再入口汽源能滿足鍋爐吹灰要求。

5 改造方案的實施

現場勘察汽動引風機小機高壓備用汽源從鍋爐左側13.7m 處經過，在空氣預熱器對應位置將此汽源接三通，引一路蒸汽管道至鍋爐右側70m 平臺吹灰減溫減壓站，從原屏式過熱器出口供汽管道處接入，替代原屏式過熱器汽源，管道設計值為φ114×7，材質為20G，設計壓力6.19MPa，設計溫度383℃，考慮到原手動截止閥、電動截止閥、電動調節閥均為高壓閥門，且均已有損傷，故將這三個閥門均更換為與現管道相匹配的閥門，電動調閥后的蒸汽參數因與原設計一樣，故安全閥及其他附件不再作改動。

6 改造后的運行效果

2019 年10 月兩臺鍋爐先后進行吹灰汽源改造，其中2#爐率先完成，并于2019 年11 月22 日啟動并網，冷再吹灰汽源正式使用，記錄不同負荷下冷再吹灰汽源參數：264MW時為1.97MPa、367℃，330MW 時為2.49MPa、366℃，420MW時為3.2MPa、358℃。由以上數據可知，264MW 時汽壓低，不能滿足吹灰要求；330MW 時汽壓2.49MP，只有IK01、IK16 兩臺吹灰器不能滿足；420MW 時蒸汽參數能達到吹灰減溫減壓站后的額定值，能滿足鍋爐全部受熱面吹灰要求。由于330MW 以下負荷并不多，運行中完全可以在330 ～420MW時對IK01、IK16 以外的其他受熱面進行吹灰，在420MW 及以上負荷時對IK01、IK16 吹灰器進行吹灰，這樣冷再入口汽源完全能滿足運行要求。

7 經濟分析

（1）檢修方面經濟分析。改造前因屏式過熱器出口汽溫、汽壓高，吹灰減溫減壓站的電動門、調整門幾乎每月需要檢修一次，每次人工費及材料費按目前價格需2000 元，每年每臺爐檢修費用約2 萬元。改造后基本上不用檢修，每年兩臺爐能節省檢修費用4 萬元。

（2）運行方面經濟分析。①每臺爐吹灰蒸汽年用量計算。根據吹灰器設計資料，空氣預熱器單次吹灰蒸汽總量為8812kg，脫硝單次吹灰蒸汽總量為11064kg，其余所有受熱面單次吹灰蒸汽總量為27740kg。2019 年每臺爐平均運行6555.55 小時，空氣預熱器吹灰頻率為每天3 次，脫硝吹灰頻次為30 天1 次，其余受熱面吹灰頻次為4 天1 次，則空氣預熱器年吹灰蒸汽耗量7220938.3kg，脫硝年吹灰蒸汽耗量100737kg，其余受熱面年吹灰蒸汽耗量1894280.8kg，每臺爐年吹灰蒸汽耗量9215956kg。②冷再入口吹灰蒸汽用量折算為屏式過熱器吹灰蒸汽用量。2019 年每臺爐平均負荷為374.5MW，此負荷下屏式過熱器出口蒸汽參數為15.92MPa、554.5 ℃，焓值為3452.28kJ/kg；吹灰減溫水參數為6.6MPa、150.3℃，焓值為637.4kJ/kg；冷再入口蒸汽參數為2.8MPa、361℃，焓值為3145.39kJ/kg。因吹灰蒸汽年總量應為屏過出口蒸汽年總量與吹灰減溫水年總量之和，由熱量平衡可計算出屏式過熱器出口蒸汽年總量為8211194kg，2019 年每臺爐年運行6555.55 小時，折算成蒸汽流量為1252.56kg/h。③冷再汽源代替屏式過熱器汽源節約費用。根據公司高壓缸效率可計算出每100t/h 屏式過熱蒸汽影響煤耗9g/kWh，則1252.56kg/h 屏式過熱蒸汽影響煤耗為0.1127g/kWh。2019 年公司發電量49.055 億kWh，則0.1127g/kWh 需標煤552.85 噸，公司2019 年標煤單價680元/噸，則節約燃煤費用37.6 萬元。

8 結語

從實際運行來看，將吹灰汽源由屏式過熱蒸汽改為冷再入口蒸汽能滿足運行要求，改造后吹灰電動門及調整門基本不用檢修，吹灰減溫水基本不用，每年能節省維護費用4 萬元，節省燃煤費用37.6 萬元。本次改造兩臺爐共花費168 萬元，基本上4 年就能收回成本。