1000MW塔式鍋爐機組蒸汽吹管方法實踐應用

中國能源建設集團浙江火電建設有限公司 劉華生 毛忠軍

新安裝的火力發電機組在制造、運輸、保管、安裝過程中殘留在過熱器、再熱器及管道中的各種雜物，這些雜質在機組運行過程中會引起受熱面管子堵塞、超溫甚至爆管，或直接被帶入汽輪機內，危及汽輪發電機組的安全穩定運行。因此在新機組投產時必須進行鍋爐吹管，將鍋爐及蒸汽管路系統吹掃干凈。上海中電投漕涇電廠一期（2×1000MW）工程超超臨界汽輪發電機組（以下簡稱漕涇），鍋爐為超超臨界參數變壓直流爐，一次再熱、平衡通風、露天布置、固態排渣、全鋼構架、全懸吊結構塔式鍋爐。機組在BMCR 工況下過熱蒸汽流量、過熱器出口蒸汽壓力、過熱器出口蒸汽溫度、再熱蒸汽流量、再熱器進出口蒸汽壓力、再熱器進出口蒸汽溫度分別為2955.6t/h、27.56MPa(g)、605 ℃、2447.9/2377.4t/h、6.20/6.00MPa(a)、377/603 ℃。漕涇#2機組鍋爐燃燒器分四角布置、切向燃燒，采用正壓直吹式制粉系統、配有6套正壓直吹式制粉系統，并在B1、B2層布置微油點火系統。

1 沖管參數控制及過程

1.1 吹管特點及其參數選擇

上海漕涇電廠#2機組鍋爐蒸汽吹管采用一次系統和二次系統串沖的方法，高旁、小機高壓進汽管路在主再熱系統吹掃過程中穿插進行。大機沖洗采用穩壓沖洗，臨時管道直接與主蒸汽、再熱蒸汽管道焊接連接，不進高中壓汽門。一、二次系統吹管流程：分離器-過熱器-主蒸汽管道-零充門-過熱器靶板-冷再管道-集濾器-再熱器-再熱管道-靶板-排氣管-消音器。

吹管參數主要指吹管蒸汽壓力、蒸汽溫度和壓降幅度。根據國家相關規范要求吹管系數K ≥1，并有一定積累時間，這樣可充分利用鍋爐蓄熱能量，提高吹洗效果，減少吹管次數。根據鍋爐吹管方案確定各吹管參數及臨時管道的材質要求，在保證吹管系數≥1的前提下，穩壓吹管期間鍋爐汽水分離器壓力為4.5～5.5MPa，在此過程中通過過熱器減溫器嚴格控制主蒸汽溫度在450℃以內，調節控制再熱蒸汽溫度在500℃以內，吹管過程注意監視鍋爐爐膛壁溫和主汽、再熱蒸汽溫度、壓力。

1.2 給水量控制

吹管過程中的鍋爐所需水量的多少是能否正常穩壓吹管的主要制約因素。漕涇電廠#2機組冷態沖洗1000噸、熱態沖洗1500噸、沖管時1500噸、停爐放水用1200噸，共計5200噸；之后每天用水約3000～3500噸。其中鍋爐點火初期需水量800～950t/h，正式吹管過程中需水量1200～1300t/h。每次吹管耗水量大約4000t。因給水量大所以需增加一路#3除鹽水箱至除氧器平臺的補水管，并增加二臺Di250、P2.0MPa、400～600t/h 給水泵，另自小漕涇（漕涇電廠2×1000MW 工程附近一小型熱電廠）增加一路除鹽水引至#2凝補水箱，加裝輸送泵120t/h。電廠#2機組配備2臺50%汽動給水泵，1臺30%電動給水泵。單臺汽動給水泵額定流量1940t/h。

蒸汽流量是影響穩壓吹管質量的關鍵因素，需控制好水煤比，以便使鍋爐穩壓吹管時轉干態直流運行。點火初期補水量為800～950t/h，同時注意啟動循環泵流量與給水泵流量的匹配調節。隨著磨煤機投入逐步退出油槍。當第三臺磨煤機投入并將煤量增加至110t/h 后退出微油點火模式，同時調整再循環量及給水量。逐步調整煤水比(一般在6～7左右)，并以減溫水為輔助手段將給水量穩定在1300t/h，此時燃煤量約200t/h，鍋爐轉干態直流運行，退出啟動循環泵運行，正式吹管開始。

1.3 沖管參數控制過程

鍋爐穩壓吹管過程中，主要是將低溫再熱器的入口溫度控制在420℃以內，即不要超過再熱冷段管道的設計溫度[1]。機組正常運行時，主蒸汽經過汽機高壓缸做功才到再熱冷段管道，蒸汽的焓降較大，蒸汽溫度不會超溫，而在穩壓法串聯蒸汽吹管時蒸汽通過管道擴容產生的焓降較小，一般過熱器出口溫度與再熱冷段溫度的最大差值不會超過30℃，所以通過控制過熱器出口的汽溫不要超過450℃，便可有效控制再熱器入口蒸汽溫度超溫[2]。現場通過投用過熱器一、二級減溫水能相對方便的控制主蒸汽溫度，此時需注意減溫后的溫降情況，適當地多用一級減溫水。根據過熱器減溫水投入減溫情況，必要時投入再熱器減溫水，以便控制再熱器進口蒸汽溫度不超過420℃，同時可通過降低風量、制粉系統的調整、降低燃料投入的速率及二次風配風的調整等手段控制再熱器出口蒸汽溫度在500℃左右。

以下是漕涇電廠#2機組穩壓吹管過程參數控制情況：汽水分離器出口壓力5.4～6.0MPa、過熱器出口蒸汽壓力1.0～1.3MPa、分離器出口壓力4.5～5.5MPa、省煤器出口流量1200～1400t/h、過熱器溫度450℃左右、再熱器入口溫度420℃以內、再熱器出口520℃左右。控措施：在濕態時，用一級減溫水后溫度為300℃，二級減溫水后為340℃，并保證有20℃以上的過熱度，再通過燃料量的增減來控制。

1.4 吹管過程

圖1 吹管期間蒸汽壓力、溫度控制曲線圖

鍋爐吹管前臨沖門開關試驗已完成，正式吹管前需進行試開關，確保臨沖門開關正常、開關時間滿足要求。鍋爐上水，首先進行鍋爐60℃溫態水沖洗。進行鍋爐蒸汽吹管前條件檢查確認，五方簽字確認后進行鍋爐首次微油點火，投用B 層4支油槍，投入B 層制粉系統，確保鍋爐燃燒穩定，升溫升壓。當分離器壓力至1.0～1.5MPa 左右進行第一階段穩壓吹管，維持分離器壓力15分鐘以上，同時檢查鍋爐膨脹、吹管系統的膨脹、支吊架及吹管系統周邊、消音器等安全情況。在分離器出口溫度達260～290℃進行鍋爐熱態沖洗。繼續升溫升壓，分離器出口壓力至2.5～3.5MPa 進行第二次穩壓試吹管。分離器出口壓力至4.5～5.5MPa，進行正式穩壓吹管維持分離器出口壓力15～20分鐘（視給水量定）后停爐冷卻12小時。再次點火啟動重復以上操作，至連續兩次打靶合格以后進行高壓旁路的吹洗，具體為15分鐘后開啟高壓旁路并維持5分鐘后停爐。再次點火啟動重復以上操作，直至靶板合格。

1.5 吹管過程中出現的問題及分析

漕涇電廠第一次穩壓沖管時，因除氧器臨時補水泵電流過大，引起二臺臨時補水泵同時起跳。原因分析：凝補水泵向凝汽器補水流量控制過小，除氧器臨時補水泵補水流量過大，造成過流；補水泵動力電纜接法有問題，二路電源接進同一開關柜。解決辦法：派專人負責補水泵并制定電流比不超280A；電源分別接進二個容量相等的開關柜，做到一機一閘一保護。

2 結語

穩壓法蒸汽吹管時間持續長，要求的連續補水量大，化學除鹽水箱應儲存足夠的補充水,凝汽器、除氧器處于高水位運行狀態。為延長有效吹管時間，必要時需考慮加裝除鹽水箱到凝汽器或除氧器的臨時補水管道。管道受熱膨脹的時間也較長，臨時系統管道的膨脹量比一般情況要更大一些，因此在進行吹管臨時系統設計、校核和安裝時，要高度重視管道的膨脹余量，保證臨時系統管道的膨脹推力不要傳遞到正式系統、設備上。穩壓法蒸汽吹管過程中，只有控制好水煤比，才能確保實現鍋爐轉干態直流運行，因此控制水煤比是穩壓法蒸汽吹管的關鍵。穩壓法蒸汽吹管時臨時管與正式管道是否通過汽門進行過渡連接，各有優缺點，又同時存在對汽機軸系影響的不確定性，可根據工程具體施工進度及工期的要求擇優選擇。