雙母管制系統(tǒng)在大型干熄焦熱力系統(tǒng)中的應(yīng)用探討

宗欣，孫航，韓圓圓

（濟鋼集團國際工程技術(shù)有限公司，山東 濟南 250000）

在國際節(jié)能減排大環(huán)境下，焦化行業(yè)對環(huán)保的要求也日漸提高。與傳統(tǒng)濕熄焦比，干熄焦具有節(jié)能節(jié)水、降低粉塵污染、焦炭質(zhì)量好等優(yōu)點。隨著小型落后鋼鐵企業(yè)的關(guān)停及濕熄焦工藝的淘汰，干熄焦得到越來越廣泛的應(yīng)用。現(xiàn)如今，大型鋼鐵企業(yè)往往配套建設(shè)并聯(lián)運行的多套干熄焦系統(tǒng)，其運行及檢修往往會相互影響，為將該影響降至最低，本文提出將并聯(lián)干熄焦汽水系統(tǒng)設(shè)置為雙母管的方案，該方案已在沿海某大型干熄焦工程中投入使用。雙母管系統(tǒng)將并聯(lián)運行系統(tǒng)中的單個設(shè)備，分別通過兩根支管與兩并行母管相連通，同時，各支管均設(shè)置隔斷閥。因主蒸汽系統(tǒng)及鍋爐給水系統(tǒng)參數(shù)較高，設(shè)備及閥門檢修難度較大，本文主要通過比較主蒸汽系統(tǒng)、除氧給水系統(tǒng)的單、雙母管制設(shè)置方案，闡述雙母管制系統(tǒng)在實際應(yīng)用中優(yōu)勢。

1 主蒸汽系統(tǒng)

1.1 母管布置方案比較

主蒸汽系統(tǒng)包括鍋爐至汽輪機入口的蒸汽系統(tǒng)、各輔助設(shè)備（如減溫減壓器）支管系統(tǒng)、疏水系統(tǒng)等，傳統(tǒng)的主蒸汽管道系統(tǒng)分為單元制系統(tǒng)和母管制系統(tǒng)，大型機組一般采用單元制系統(tǒng)，中小型機組一般采用母管制系統(tǒng)。多套干熄焦并聯(lián)的汽水系統(tǒng)一般采用母管制，各鍋爐產(chǎn)生的蒸汽匯入母管送至汽輪機房，分配至各汽輪機發(fā)電。母管制根據(jù)機爐數(shù)是否一一對應(yīng)，分為分段母管制系統(tǒng)和切換母管制系統(tǒng)，見圖1。單母管系統(tǒng)的母管必須處于運行狀態(tài)，系統(tǒng)中與母管相連的任何一個閥門故障，均可導(dǎo)致全廠停運。分段母管制是在母管上串聯(lián)兩個切斷閥，可將事故局部化；切換母管制母管始終處于熱備狀態(tài)，正常運行時，機爐按單元制運行。實際工程中，當鍋爐與汽輪機房分處管廊兩端時，需并行敷設(shè)多個支管，因此，單母管制無明顯節(jié)省管道的優(yōu)勢，另外，母管切斷閥檢修時，需停運故障側(cè)全部機爐，影響范圍較大。

圖1 主蒸汽母管制系統(tǒng)示意圖

主蒸汽雙母管制，正常運行時，兩條母管均處于運行狀態(tài)，當其中一臺鍋爐、汽輪機或任何支管閥門檢修或故障時，通過開關(guān)相應(yīng)閥門來停運故障側(cè)母管，將需檢修部件從運行系統(tǒng)中隔離，在不影響其他干熄焦汽水系統(tǒng)的情況下檢修。以鍋爐出口主蒸汽管道為例，見圖2，正常運行時，各支管閥門均開啟；當某鍋爐故障時，可關(guān)閉與其相連的支管閥后檢修；當支管閥門故障時，如2-1閥門故障，可在2號鍋爐檢修時，通過關(guān)閉1-1和2-2閥門，停運A母管后，對2-1閥門進行檢修。

圖2 鍋爐出口主蒸汽雙母管制示意圖

1.2 主蒸汽雙母管制改造舉例

（1）若原系統(tǒng)各鍋爐出口與母管間已設(shè)閥門，首先，在管廊合適位置設(shè)新增B母管，在1號鍋爐檢修時，關(guān)閉原支管閥，將新增支管一端接到原支管閥與1號鍋爐主蒸汽切斷閥之間，另一端接至新增B母管；1號鍋爐運行，2號鍋爐檢修時，同上，以此類推，待所有鍋爐依次檢修完畢后，即可完成新增母管改造。

（2）若原系統(tǒng)各鍋爐出口與母管間未設(shè)閥門，則利用鍋爐本體主蒸汽切斷閥前合適位置，通過加裝新增母管的臨時支管，并設(shè)置臨時隔斷閥完成雙母管制的改造。

汽機側(cè)的主蒸汽雙母管改造，可參照上述步驟進行。

2 除氧給水系統(tǒng)

2.1 母管布置方案比較

干熄焦的除氧給水系統(tǒng)主要由除氧器、鍋爐給水泵、除氧給水泵、副省煤器、加藥裝置等設(shè)備構(gòu)成，除副省煤器外，其余設(shè)備一般為各鍋爐共用。常見的給水系統(tǒng)分為單母管制系統(tǒng)、分段母管制系統(tǒng)和單元制系統(tǒng)。以鍋爐給水泵進出口管道為例，見圖3，給水泵進口低壓給水母管、出口高壓給水母管，宜采用分段母管制系統(tǒng)；備用泵的進水管和出水管，宜接至相應(yīng)母管的分斷閥之間。出口高壓給水母管采用分段母管制系統(tǒng)，雖然可以提高安全可靠性，但管道布置上，切換母管制正常運行時，鍋爐給水泵與鍋爐單元制運行，除母管外，相應(yīng)給水泵與鍋爐之間還需布置單獨的管道，分段切斷閥兩側(cè)為去往各鍋爐的管道，而干熄焦的熱力系統(tǒng)為輔助系統(tǒng)，場地限制條件多，除氧給水系統(tǒng)一般于單獨廠房內(nèi)布置，若鍋爐與除氧給水系統(tǒng)分處管廊兩側(cè)，單母管制與雙母管制相比節(jié)省管道材料的優(yōu)勢并不明顯；當母管分段切斷閥本體故障檢修時，影響的范圍較大；單母管制備用泵有備用泵設(shè)置位置的要求，而雙母管制，系統(tǒng)內(nèi)并列運行的任何一臺泵均可作為備用泵使用，靈活性好。

2.2 鍋爐給水泵進出口雙母管制舉例

為保證系統(tǒng)內(nèi)設(shè)備或其支管閥門檢修時，不影響鍋爐的正常供水，可以考慮將鍋爐給水泵進出水總管設(shè)置為雙母管制，見圖4。

圖3 鍋爐給水分段母管制系統(tǒng)示意圖

圖4 鍋爐給水泵進出口雙母管制示意圖

除氧給水泵進出水總管根據(jù)具體情況選擇設(shè)置為單母管制或雙母管制，此處不再贅述。

3 雙母管制優(yōu)缺點小結(jié)

（1）雙母管制系統(tǒng)中兩條母管互為備用，可以在不影響其他并聯(lián)機組正常生產(chǎn)的情況下，檢修更換各設(shè)備及支管閥門，運行可靠性高，經(jīng)濟性好。管道及閥門布置主要取決于管廊空間，受廠房相對位置的影響較小。雙母管制的應(yīng)用，不受機爐臺數(shù)是否一一對應(yīng)的限制。

（2）雙母管制系統(tǒng)涉及工況復(fù)雜，設(shè)計中需進行多種工況的計算。管道及閥門較多，需注意檢修操作平臺的設(shè)置，施工及維護成本高。運行中管道切換復(fù)雜，稍有不慎可能會誤操作，對運行人員的要求較高。雙母管系統(tǒng)介質(zhì)參數(shù)較高，其設(shè)備及閥門的檢修，需在充分冷卻及泄壓后進行。

綜上，多套干熄焦并聯(lián)運行的汽水系統(tǒng)管道是否采用雙母管，可以根據(jù)業(yè)主對系統(tǒng)運行的要求、場地情況、施工運行成本等綜合考慮后予以選擇。