二次再熱機組降壓吹管優(yōu)化方案朱雙峰

二次再熱機組降壓吹管優(yōu)化方案朱雙峰摘要：近年來，隨著社會的發(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前的重要試運步驟之一。吹管質(zhì)量的控制和吹管工藝的正確實施對鍋爐和汽輪機的安全運行有著直接影響。目前國內(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，而對于配爐水循環(huán)泵啟動系統(tǒng)的超臨界直流鍋爐，目前使用穩(wěn)壓吹管的成功實例和經(jīng)驗不多。本文著重對配鍋爐水循環(huán)泵啟動系統(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，并對吹管過程中的注意事項進(jìn)行了探討。關(guān)鍵詞：二次再熱機組；降壓吹管；優(yōu)化方案引言蒸汽吹管是關(guān)系到機組安全高效運行的重要基建環(huán)節(jié)。針對二次再熱機組降壓吹管系統(tǒng)復(fù)雜，吹管次數(shù)多，吹管有效時間短，吹管工期長等問題以及熱力系統(tǒng)的參數(shù)特點，提出在降壓吹管系統(tǒng)設(shè)計時，將過熱器系統(tǒng)和一次再熱器系統(tǒng)視為一體，將臨吹門設(shè)置在一次再熱器出口的優(yōu)化方案。該方案優(yōu)于將臨吹門設(shè)置在過熱器出口的常規(guī)方式，可以大幅提高吹管時鍋爐的蓄熱容量，從而提高吹管的效率和質(zhì)量。1二次再熱機組降壓吹管優(yōu)化方案1.1“二段法〃降壓吹管吹管臨時系統(tǒng)設(shè)計特點：1）將過熱器系統(tǒng)和一次再熱器系統(tǒng)通過臨時管道聯(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；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，過熱器系統(tǒng)和一次再熱器系統(tǒng)之間的臨時管道、短管、大小頭、集粒器、堵板、法蘭等材料設(shè)計工作壓力應(yīng)不小于10MPa、工作溫度應(yīng)不低于450C，其他部分的設(shè)計和要求可參照《導(dǎo)則》執(zhí)行。一階段用于吹掃過熱器、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：分離器來汽T過熱器系統(tǒng)T主蒸汽管道（含高旁）T臨時管道T集粒器T一次再熱器系統(tǒng)T臨吹門T臨時管道T靶板器T消音器T排大氣。一階段吹管合格后，通過臨時管道將二次再熱器系統(tǒng)接在臨吹門和靶板器之間，進(jìn)行第二階段吹管，串吹過熱器、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：分離器來汽T過熱器系統(tǒng)T主蒸汽管道T臨時管道T一次再熱器系統(tǒng)T臨吹門T臨時管道T二次再熱器系統(tǒng)T臨時管道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組"一段法〃降壓吹管方案：一階段串聯(lián)吹掃過熱器、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：分離器來汽T過熱器系統(tǒng)T主蒸汽管道（含高旁）T臨時管道T集粒器T一一次再熱器系統(tǒng)T臨吹門T臨時管道T集粒器T二次再熱器系統(tǒng)T臨時管道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，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，這對臨吹門是個考驗。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，擇機在停爐冷卻期間拆除集粒器。2優(yōu)化方案對吹管有效時間的影響鍋爐中參與蓄熱過程的介質(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》，超超臨界機組采用降壓法吹管時，臨吹門全開后的過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。對于1000MW二次再熱機組，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間延長不低于16000/380=42s。3優(yōu)化措施分析3.1過熱器及再熱器汽溫的控制兩種吹管方式均需控制過熱汽和再熱汽的溫度在臨時管材的承受范圍之內(nèi)，同時臨沖門后的蒸汽溫度不能超過冷段再熱管道的承受范圍，整個吹管過程中必須嚴(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、再管道過度膨脹，從而引起管道支吊架變形。控制此溫度的主要方法是穩(wěn)壓吹管過程中使過熱器出口汽溫不要過高，由于吹管過程中，一般采用過熱器、再熱器串聯(lián)吹管，主蒸汽在管道內(nèi)擴容產(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，就要使過熱器出口蒸汽溫度在440C以內(nèi)。吹管過程中主要是通過減溫器來控制主蒸汽溫度，通過再熱器煙氣擋板和事故噴水減溫器來控制再熱蒸汽溫度。穩(wěn)壓吹管的控制要點就是主汽、再熱蒸汽溫度不能超溫，控制合理的中間點過熱度，同時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，鍋爐在升壓過程過、再熱器無蒸汽通流，因此應(yīng)控制爐膛出口煙溫不超過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關(guān)臨沖門時的控制難點。特別是開關(guān)臨沖門時要求運行人員有足夠的經(jīng)驗，能夠很好的掌握補水量的調(diào)節(jié)方法。工程實踐中，出現(xiàn)過多次運行人員不熟悉開關(guān)臨沖門對分離器水位變化的影響規(guī)律而導(dǎo)致跳泵的現(xiàn)象，降壓吹管控制要點是關(guān)臨吹門時要逐漸加大給水流量、關(guān)小爐水循環(huán)泵出口閥開度、打開循環(huán)泵再循門。3.3其它控制要點1）穩(wěn)壓吹管時鍋爐負(fù)荷達(dá)到BMCR的50%左右，在鍋爐點火升壓過程中，在煤質(zhì)較差時需投用4套制粉系統(tǒng)，通過燃燒調(diào)整和臨吹門開度，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)壓吹管時間一般在2h左右，主要看機組的補水情況，鍋爐開始進(jìn)入穩(wěn)壓吹管過程，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，一個完整的穩(wěn)壓吹管過程結(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)語優(yōu)化方案避免了一次再熱器的干燒，保護了一次再熱器。同時還可使一次再熱器安全閥校驗工作安排在吹管階段進(jìn)行，為整套啟動提供更安全的帶負(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