二次再熱機(jī)組降壓吹管優(yōu)化方案朱雙峰

二次再熱機(jī)組降壓吹管優(yōu)化方案朱雙峰摘要：近年來(lái)，隨著社會(huì)的發(fā)展科學(xué)技術(shù)的發(fā)展也有了很大的創(chuàng)新。蒸汽吹管是新建電站鍋爐投運(yùn)前的重要試運(yùn)步驟之一。吹管質(zhì)量的控制和吹管工藝的正確實(shí)施對(duì)鍋爐和汽輪機(jī)的安全運(yùn)行有著直接影響。目前國(guó)內(nèi)外主要有兩種電站鍋爐吹管工藝，即降壓蒸汽吹管法和穩(wěn)壓蒸汽吹管法。傳統(tǒng)的降壓蒸汽吹管技術(shù)在我國(guó)已經(jīng)基本成熟，而穩(wěn)壓蒸氣吹管技術(shù)，尤其是超臨界直流鍋爐的穩(wěn)壓吹管技術(shù)還在起步階段，而對(duì)于配爐水循環(huán)泵啟動(dòng)系統(tǒng)的超臨界直流鍋爐，目前使用穩(wěn)壓吹管的成功實(shí)例和經(jīng)驗(yàn)不多。本文著重對(duì)配鍋爐水循環(huán)泵啟動(dòng)系統(tǒng)的HG-1964/25.4-YM17型超臨界直流鍋爐的吹管工藝和流程進(jìn)行了研究，并對(duì)吹管過(guò)程中的注意事項(xiàng)進(jìn)行了探討。關(guān)鍵詞：二次再熱機(jī)組；降壓吹管；優(yōu)化方案引言蒸汽吹管是關(guān)系到機(jī)組安全高效運(yùn)行的重要基建環(huán)節(jié)。針對(duì)二次再熱機(jī)組降壓吹管系統(tǒng)復(fù)雜，吹管次數(shù)多，吹管有效時(shí)間短，吹管工期長(zhǎng)等問(wèn)題以及熱力系統(tǒng)的參數(shù)特點(diǎn)，提出在降壓吹管系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，將過(guò)熱器系統(tǒng)和一次再熱器系統(tǒng)視為一體，將臨吹門(mén)設(shè)置在一次再熱器出口的優(yōu)化方案。該方案優(yōu)于將臨吹門(mén)設(shè)置在過(guò)熱器出口的常規(guī)方式，可以大幅提高吹管時(shí)鍋爐的蓄熱容量，從而提高吹管的效率和質(zhì)量。1二次再熱機(jī)組降壓吹管優(yōu)化方案1.1“二段法〃降壓吹管吹管臨時(shí)系統(tǒng)設(shè)計(jì)特點(diǎn)：1）將過(guò)熱器系統(tǒng)和一次再熱器系統(tǒng)通過(guò)臨時(shí)管道聯(lián)通為一體，并在一次再熱器入口處加裝集粒器，以收集再熱器前蒸汽管道內(nèi)的雜質(zhì)；2）在一次再熱器出口設(shè)置臨吹門(mén)；3）拆除高旁閥閥芯，吹管期間高旁管道處于貫通狀態(tài)，視為主蒸汽管道的一部分。需要注意的是，過(guò)熱器系統(tǒng)和一次再熱器系統(tǒng)之間的臨時(shí)管道、短管、大小頭、集粒器、堵板、法蘭等材料設(shè)計(jì)工作壓力應(yīng)不小于10MPa、工作溫度應(yīng)不低于450C，其他部分的設(shè)計(jì)和要求可參照《導(dǎo)則》執(zhí)行。一階段用于吹掃過(guò)熱器、高旁、一次再熱器及其蒸汽管道系統(tǒng)，至打靶合格。一階段吹管蒸汽流向如下：分離器來(lái)汽T過(guò)熱器系統(tǒng)T主蒸汽管道（含高旁）T臨時(shí)管道T集粒器T一次再熱器系統(tǒng)T臨吹門(mén)T臨時(shí)管道T靶板器T消音器T排大氣。一階段吹管合格后，通過(guò)臨時(shí)管道將二次再熱器系統(tǒng)接在臨吹門(mén)和靶板器之間，進(jìn)行第二階段吹管，串吹過(guò)熱器、一次再熱器、二次再熱器及其蒸汽管道，直至打靶合格。該階段滿足二次再熱器吹管系數(shù)即可，可采用較低的蒸汽參數(shù)，還可在吹管前拆除集粒器以減小系統(tǒng)阻力。二階段吹管蒸汽流向如下：分離器來(lái)汽T過(guò)熱器系統(tǒng)T主蒸汽管道T臨時(shí)管道T一次再熱器系統(tǒng)T臨吹門(mén)T臨時(shí)管道T二次再熱器系統(tǒng)T臨時(shí)管道T靶板器T消音器T排大氣。1.2“一段法"降壓吹管二次再熱機(jī)組"一段法〃降壓吹管方案：一階段串聯(lián)吹掃過(guò)熱器、高旁、一次再熱器、二次再熱器及其管道系統(tǒng)，直至靶板考核合格。一階段吹管蒸汽流向如下：分離器來(lái)汽T過(guò)熱器系統(tǒng)T主蒸汽管道（含高旁）T臨時(shí)管道T集粒器T一一次再熱器系統(tǒng)T臨吹門(mén)T臨時(shí)管道T集粒器T二次再熱器系統(tǒng)T臨時(shí)管道T靶板器T消音器T排大氣?！耙欢畏āń祲捍倒苁亲罟?jié)省物資和工期的方法，但由于系統(tǒng)較長(zhǎng)，又增加了集粒器，阻力較大，自然比“二段法〃降壓吹管的初始參數(shù)要求要高一些，這對(duì)臨吹門(mén)是個(gè)考驗(yàn)。為了減少系統(tǒng)阻力，可根據(jù)集粒器雜質(zhì)收集量的情況，擇機(jī)在停爐冷卻期間拆除集粒器。2優(yōu)化方案對(duì)吹管有效時(shí)間的影響鍋爐中參與蓄熱過(guò)程的介質(zhì)包括汽水工質(zhì)和金屬介質(zhì)，分別稱為汽水蓄熱和金屬蓄熱。優(yōu)化方案把臨吹門(mén)設(shè)置在一次再熱器出口，這樣，在降壓吹管期間，鍋爐兩方面的蓄熱都大幅增加，僅從汽水蓄熱分析，1000MW二次再熱機(jī)組的一次再熱器系統(tǒng)可增加440m3的蒸汽容積，加上高旁系統(tǒng)及管道系統(tǒng)，容積會(huì)增加500m3左右。吹管的初始蒸汽參數(shù)若采用9MPa/410°C,蒸汽比重為32kg/m3，則吹管蓄能期間可增加的蒸汽量為500x32=16000kg。根據(jù)《導(dǎo)則》，超超臨界機(jī)組采用降壓法吹管時(shí)，臨吹門(mén)全開(kāi)后的過(guò)熱器出口壓力不低于6.5MPa，此參數(shù)下的蒸汽比容約為BMCR工況下蒸汽比容的4倍；再由吹管系數(shù)二（吹管工況蒸汽流量）x2（吹管工況蒸汽比容）/（BMCR工況蒸汽流量）x2（BMCR工況蒸汽比容）的公式可知，吹管蒸汽流量大于50%的BMCR工況流量，即為吹管系數(shù)大于1的有效吹管。對(duì)于1000MW二次再熱機(jī)組，有效吹管蒸汽流量約為1400t/h=380kg/s。這樣優(yōu)化方案增加的蓄熱可使吹管有效時(shí)間延長(zhǎng)不低于16000/380=42s。3優(yōu)化措施分析3.1過(guò)熱器及再熱器汽溫的控制兩種吹管方式均需控制過(guò)熱汽和再熱汽的溫度在臨時(shí)管材的承受范圍之內(nèi)，同時(shí)臨沖門(mén)后的蒸汽溫度不能超過(guò)冷段再熱管道的承受范圍，整個(gè)吹管過(guò)程中必須嚴(yán)格控制。穩(wěn)壓吹管方式不存在主汽、再熱汽溫度下降的現(xiàn)象，但極易發(fā)生主汽超溫，建議在鍋爐穩(wěn)壓吹管過(guò)程中，控制低溫再熱器入口溫度小于390C，目的是防止低、再管道過(guò)度膨脹，從而引起管道支吊架變形?？刂拼藴囟鹊闹饕椒ㄊ欠€(wěn)壓吹管過(guò)程中使過(guò)熱器出口汽溫不要過(guò)高，由于吹管過(guò)程中，一般采用過(guò)熱器、再熱器串聯(lián)吹管，主蒸汽在管道內(nèi)擴(kuò)容產(chǎn)生較小的焓降，一般情況下，低溫再熱器入口溫度與過(guò)熱器出口溫度的差值小于50C，因此要控制低溫再熱器不超溫，就要使過(guò)熱器出口蒸汽溫度在440C以內(nèi)。吹管過(guò)程中主要是通過(guò)減溫器來(lái)控制主蒸汽溫度，通過(guò)再熱器煙氣擋板和事故噴水減溫器來(lái)控制再熱蒸汽溫度。穩(wěn)壓吹管的控制要點(diǎn)就是主汽、再熱蒸汽溫度不能超溫，控制合理的中間點(diǎn)過(guò)熱度，同時(shí)保證各受熱面不能超溫。3.2降壓吹管工藝控制1）降壓吹管方式需要的燃料量一般少于BMCR燃料量的20%，因此一般只需保證2套制粉系統(tǒng)能夠投用即可?，F(xiàn)如今多數(shù)新建電廠都是采用等離子點(diǎn)火投粉吹管。鍋爐投粉初期熱風(fēng)溫度低、燃燒效率低、飛灰含碳量高，因此鍋爐點(diǎn)火初期空預(yù)器必須連續(xù)吹灰，防止尾部煙道二次燃燒的發(fā)生。此外，降壓蒸汽吹管時(shí)，鍋爐在升壓過(guò)程過(guò)、再熱器無(wú)蒸汽通流，因此應(yīng)控制爐膛出口煙溫不超過(guò)540C，防止受熱面超溫。2）降壓吹管方式為保證給水流量大于490t/h以及貯水箱的水位高于900mm，防止循環(huán)泵跳閘及鍋爐滅火，這是降壓吹管升溫升壓和開(kāi)關(guān)臨沖門(mén)時(shí)的控制難點(diǎn)。特別是開(kāi)關(guān)臨沖門(mén)時(shí)要求運(yùn)行人員有足夠的經(jīng)驗(yàn)，能夠很好的掌握補(bǔ)水量的調(diào)節(jié)方法。工程實(shí)踐中，出現(xiàn)過(guò)多次運(yùn)行人員不熟悉開(kāi)關(guān)臨沖門(mén)對(duì)分離器水位變化的影響規(guī)律而導(dǎo)致跳泵的現(xiàn)象，降壓吹管控制要點(diǎn)是關(guān)臨吹門(mén)時(shí)要逐漸加大給水流量、關(guān)小爐水循環(huán)泵出口閥開(kāi)度、打開(kāi)循環(huán)泵再循門(mén)。3.3其它控制要點(diǎn)1）穩(wěn)壓吹管時(shí)鍋爐負(fù)荷達(dá)到BMCR的50%左右，在鍋爐點(diǎn)火升壓過(guò)程中，在煤質(zhì)較差時(shí)需投用4套制粉系統(tǒng)，通過(guò)燃燒調(diào)整和臨吹門(mén)開(kāi)度，保持汽水分離器出口壓力5.5Mpa左右，給水流量在890t/h左右，維持吹管參數(shù)。因此至少需保證4套制粉系統(tǒng)能夠投用。2)每次穩(wěn)壓吹管時(shí)間一般在2h左右，主要看機(jī)組的補(bǔ)水情況，鍋爐開(kāi)始進(jìn)入穩(wěn)壓吹管過(guò)程，保持此工況直至化學(xué)除鹽水量耗盡，鍋爐按要求正常停爐，一個(gè)完整的穩(wěn)壓吹管過(guò)程結(jié)束，每次吹管結(jié)束后，鍋爐應(yīng)降壓冷卻，相鄰兩次吹管應(yīng)間隔12h以上。結(jié)語(yǔ)優(yōu)化方案避免了一次再熱器的干燒，保護(hù)了一次再熱器。同時(shí)還可使一次再熱器安全閥校驗(yàn)工作安排在吹管階段進(jìn)行，為整套啟動(dòng)提供更安全的帶負(fù)荷條件。參考文獻(xiàn)王月明，牟春華,姚明宇，等.二次再熱技術(shù)發(fā)展與應(yīng)用現(xiàn)狀[J].熱力發(fā)電,2017,46(8):1