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[摘 要]本文介绍了某厂1000MW超超临界燃煤锅炉蒸汽稳压吹管过程,对蒸汽吹管方案、过程、参数、方式等进行分析。吹管结果良好,为今后1000MW超超临界燃煤锅炉吹管提供参考。
[关键词]超超临界 锅炉 稳压 吹管
中图分类号:TK229.2 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2014)37-0055-02
新安装的机组因为制造、安装、储存、运输等方面的原因,在过热器,再热器系统及蒸汽管道内不同程度的残存着沙粒、氧化铁皮、铁屑、焊渣、未冲洗掉的化学清洗物,这些物质存在会引起受热面管子堵塞、爆管及高温腐蚀,或被带入汽轮机内,将危及汽轮发电机组的安全运行。通过锅炉吹管可清除杂物,避免事故发生。
1 锅炉概况
某厂锅炉为东方锅炉集团股份有限公司制造的DG3130/27.46-Ⅱ2 型1000MW 燃煤汽轮发电机组,。锅爐为超超临界参数、变压直流炉、对冲燃烧方式、固态排渣、单炉膛、一次再热、平衡通风、露天布置、全钢构架、全悬吊п 型结构。锅炉采用微油点火系统,燃油采用0 号轻柴油。主要参数见表1。
吹管的汽水流程,主要为自给水管路出来的水进入省煤器、螺旋水冷壁、垂直水冷壁,引入2个汽水分离器进行汽水分离。循环运行时从分离器分离出来的蒸汽依次经顶棚管、后竖井/水平烟道包墙、低温过热器、屏式过热器和高温过热器;分离出来的水则从下部排进储水罐,经BCP送入省煤器入口。锅炉过热器减温水来自省煤器出口,再热器减温水来自给水泵中间抽头。最低直流负荷为25%BMCR。机组配置2台汽动给水泵。48支燃烧器,采用油枪与煤粉燃烧器一体的旋流筒体式结构,分三层前后墙对冲布置,其中A层为微油点火。
2 蒸汽吹管
2.1 吹管范围
锅炉各受热面管束及其联络管道;主蒸汽管道及冷、热段再热蒸汽管道;旁路管道;一、二次汽减温水管道;吹灰系统的管道
2.2 吹管方式
1) 采用锅炉自生蒸汽稳压吹管,锅炉燃烧采用油煤混烧 (利用微油点火技术)
2) 再热器的进口设置有集粒器以收集一次汽系统吹扫出的杂物,以便实现一、二次汽系统串联吹管
3) 再热器出口装设靶板装置,并且在过热器出口布置两只临冲门,作为更换靶板时安全隔离
4) 排汽口设置消音器,以减少噪声污染
5) 用主汽门和中联门过渡的联接方式,吹管管路在进入主汽门和中联门前用假阀芯连接,可能有少部分主蒸汽管道及冷、热段再热蒸汽管道没有参加吹管,需要进行人工清理
2.3 吹管流程
1) 二次汽串吹系统
分离器→过热器→主蒸汽管→临冲门→冷再管→集粒器→再热器→热再管→靶板→排汽管→消声器
2) 旁路系统
分离器→过热器→主蒸汽管→旁路隔离门→旁路临时门→临冲管→靶板→排汽管→消声器
3) 减温水系统
稳压吹管期间需要利用减温水,减温水管道采用水侧正冲,汽侧倒吹方式,冲洗前不装调门及流量计,接临时管排放
①一次汽减温水管道
水侧:省煤器出口给水管道→减温水管道→减温水一次隔绝门→临时排水管。
汽侧:减温器→减温水二次隔绝门→临时排汽管。
②二次汽减温水管道
水侧:给泵中间抽头减温水管道→减温水一次隔绝门→临时排水管。
汽侧:减温器→减温水二次隔绝门→临时排汽管。
4) 吹灰系统
空预器吹灰系统有两路汽源,一路采用辅助蒸汽,一路采用再热蒸汽,空预器吹灰系统由于在吹管期间需投运,辅汽汽源管路在辅汽吹扫时进行吹扫,再热蒸汽管道在管道汇集处断口,炉本体吹灰系统采用自生蒸汽吹扫,并在蒸汽吹管后期进行。
2.4 吹管参数
分离器出口压力至(5.0~6.5)MPa,主蒸汽温度在450℃左右,再热器入口在430℃以内,再热器出口在500℃左右,过热器、再热器各段吹管系数K值均大于1.0时进行第一阶段正式的稳压吹管;炉时间大于12小时,再次点火,升温升压至过热器进口压力4.0MPa左右进行旁路吹管;旁路吹扫完成后,升温升压至稳压吹管参数后继续吹管
2.5 验收标准
过热器、再热器各计算点吹管系数K值均大于1.0;靶板斑痕粒度要求没有大于0.8mm的斑痕,0.2mm~0.8mm(包括0.8mm)的斑痕≯8点;连续二次吹管打靶板合格,且第二次靶板斑痕点数应少于第一次,打靶板时间不少于5min;吹管期间,至少两次停炉冷却,每次冷却时间大于12h。
3 吹管过程
3.1 冷态冲洗
锅炉进水,控制给水流量10%BMCR,水温在50℃以上,等启动分离器水箱建立水位后启动BCP泵,建立启动流量,变流量在15%BMCR~35%BMCR冲洗,当分离器出口水质达到:Fe<500ppb或混浊度≦3ppm;油脂 ≦1ppm;pH 值≦9.5结束开式循环冲洗,冲洗水切入凝汽器)(当省煤器入口水质达到:电导率≤1μS/cm;Fe≤100 ppb;PH值9.3~9.5,结束闭式循环水冲洗,冷态冲洗结束
3.2 热态冲洗
锅炉升压(启动密封风机、微油助燃风机,投入A层微油点火系统、A层制粉系统,临冲门在全开位置)。投入第一套制粉系统后投入电除尘一个电场。启动分离器出口蒸汽温度达到190℃左右时,停止升温升压,进行热态冲洗直至水质合格,热态冲洗水质合格标准为:启动分离器出水含铁量<100μg/L
3.3 第一阶段稳压吹管
1)当分离器压力至(1.0~1.5)MPa左右,进行第一次试吹管, 2)分离器压力达到1MPa左右,关汽机侧主蒸汽管、冷再管疏水,关锅炉再热器疏水
3)分离器压力达到2MPa左右,关汽机侧热再管道疏水
4)升温升压,投入第二套制粉系统,维持分离器压力(2.5~3.0)MPa,进行第二次试吹管,控制过热器出口汽温在440℃以内。投入第二套制粉系统后电除尘再增加一个电场投入。
5)一切正常后,继续增加燃料(投入第三套制粉系统),用烟气调节挡板和减温水控制主蒸汽和再热蒸汽温度。投入第三套制粉系统后投入电除尘剩余电场。
6)维持分离器压力(3.5~4.5)MPa左右并穩定,进行第三次试吹管。
7)继续升负荷,当分离器出口压力至(5.0~6.5)MPa,主蒸汽温度在450℃左右,再热器入口在430℃以内,再热器出口在500℃左右,过热器、再热器各段吹管系数K值均大于1.0时进行第一阶段正式的稳压吹管,视供水情况来确定吹管时间长短,然后停炉。
8)停炉时间大于12小时,系统补水后再次启动,升温升压至吹管参数后再次开始稳压吹管,然后停炉,几次稳压吹管以后,若靶板基本合格,则第一阶段稳压吹管结束。
3.4 第二阶段稳压吹管
1)停炉冷却12h以上,清理集粒器,辅机系统、燃油系统滤网清洗后,再次点火,升温升压至过热器进口压力4.0MPa左右进行旁路吹管,每次5min,进行三次。
2)旁路吹扫完成后,升温升压至稳压吹管参数后继续吹管。
3)累计有效时间120min以上,视吹扫情况进行打靶,当连续两次靶板合格后,一、二次汽系统吹管结束。
4 吹管注意事项
1)当分离器出口水质达到:Fe<500ppb时,开式循环冲洗结束,可进行闭式循环;当分离器出口水质达到:Fe<200ppb,省煤器入口水质达到:Fe≤100ppb时,冷态冲洗结束,锅炉可以点火。
2)升温升压过程中控制工质变化率2℃/min、0.1MPa/min。
3)只有油枪投入的情况下,浆液循环泵暂不投入,事故喷淋处于备用状态,引风机出口温度突升后,投用事故喷淋。
4)第一套制粉系统投入后投入电除尘一电场,第二套制粉系统投入后投入电除尘二电场,第三套制粉投入后投入电除尘全部电场。
5)首次正式吹管宜加装靶板,检查吹管系统原始赃污程度及靶板的使用性能。
6)利用每次停炉过程中的锅炉余压吹扫吹灰系统管道,控制过热器出口压力在(3.0~4.0)MPa。
7)吹管期间,保证空气预热器吹灰连续投入,脱硝系统定期吹灰;吹管结束后,对空气预热器、电除尘及其冷灰斗进行一次检查。同时,检查灰库卸灰情况及灰库是否有自燃和板结现象。
8)启动分离器压力至1.0MPa前,确保启动循环泵电机腔室注水双联阀已经关闭。
9)吹管期间每次停炉时,宜进行带压放水,可以加快炉本体系统内的清洁。放水压力一般控制在0.5~0.8MPa。
10)吹管结束后应按相关标准和规程的要求对热力设备进行保养。
5 结语
该厂此次吹管采用稳压吹管方式,使用微油点火方式,投入制粉系统等。稳压吹管方式分离器压力相对较低,有效吹管时间较长,且工况稳定对锅炉厚壁元件的热冲击也较小。为我国今后超超临界机组的燃煤锅炉蒸汽稳压吹管提供参考。
参考文献
[1]李芳富,毋晓莉.首台国产化超临界直流锅炉蒸汽吹管的实践[J].电力建设,2006,27(1):2—4.
[2]薛戟,刘瑕,许玉新.超(超)临界机组锅炉吹管方案及参数的研究[J].电站系统工程,2010,26(2):35—36.
作者简介
陈晨日,男,籍贯:福建福州,1988年6月,单位:神华福能发电有限责任公司,职称:助理工程师 ,研究方向:电厂锅炉金属材料。
[关键词]超超临界 锅炉 稳压 吹管
中图分类号:TK229.2 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2014)37-0055-02
新安装的机组因为制造、安装、储存、运输等方面的原因,在过热器,再热器系统及蒸汽管道内不同程度的残存着沙粒、氧化铁皮、铁屑、焊渣、未冲洗掉的化学清洗物,这些物质存在会引起受热面管子堵塞、爆管及高温腐蚀,或被带入汽轮机内,将危及汽轮发电机组的安全运行。通过锅炉吹管可清除杂物,避免事故发生。
1 锅炉概况
某厂锅炉为东方锅炉集团股份有限公司制造的DG3130/27.46-Ⅱ2 型1000MW 燃煤汽轮发电机组,。锅爐为超超临界参数、变压直流炉、对冲燃烧方式、固态排渣、单炉膛、一次再热、平衡通风、露天布置、全钢构架、全悬吊п 型结构。锅炉采用微油点火系统,燃油采用0 号轻柴油。主要参数见表1。
吹管的汽水流程,主要为自给水管路出来的水进入省煤器、螺旋水冷壁、垂直水冷壁,引入2个汽水分离器进行汽水分离。循环运行时从分离器分离出来的蒸汽依次经顶棚管、后竖井/水平烟道包墙、低温过热器、屏式过热器和高温过热器;分离出来的水则从下部排进储水罐,经BCP送入省煤器入口。锅炉过热器减温水来自省煤器出口,再热器减温水来自给水泵中间抽头。最低直流负荷为25%BMCR。机组配置2台汽动给水泵。48支燃烧器,采用油枪与煤粉燃烧器一体的旋流筒体式结构,分三层前后墙对冲布置,其中A层为微油点火。
2 蒸汽吹管
2.1 吹管范围
锅炉各受热面管束及其联络管道;主蒸汽管道及冷、热段再热蒸汽管道;旁路管道;一、二次汽减温水管道;吹灰系统的管道
2.2 吹管方式
1) 采用锅炉自生蒸汽稳压吹管,锅炉燃烧采用油煤混烧 (利用微油点火技术)
2) 再热器的进口设置有集粒器以收集一次汽系统吹扫出的杂物,以便实现一、二次汽系统串联吹管
3) 再热器出口装设靶板装置,并且在过热器出口布置两只临冲门,作为更换靶板时安全隔离
4) 排汽口设置消音器,以减少噪声污染
5) 用主汽门和中联门过渡的联接方式,吹管管路在进入主汽门和中联门前用假阀芯连接,可能有少部分主蒸汽管道及冷、热段再热蒸汽管道没有参加吹管,需要进行人工清理
2.3 吹管流程
1) 二次汽串吹系统
分离器→过热器→主蒸汽管→临冲门→冷再管→集粒器→再热器→热再管→靶板→排汽管→消声器
2) 旁路系统
分离器→过热器→主蒸汽管→旁路隔离门→旁路临时门→临冲管→靶板→排汽管→消声器
3) 减温水系统
稳压吹管期间需要利用减温水,减温水管道采用水侧正冲,汽侧倒吹方式,冲洗前不装调门及流量计,接临时管排放
①一次汽减温水管道
水侧:省煤器出口给水管道→减温水管道→减温水一次隔绝门→临时排水管。
汽侧:减温器→减温水二次隔绝门→临时排汽管。
②二次汽减温水管道
水侧:给泵中间抽头减温水管道→减温水一次隔绝门→临时排水管。
汽侧:减温器→减温水二次隔绝门→临时排汽管。
4) 吹灰系统
空预器吹灰系统有两路汽源,一路采用辅助蒸汽,一路采用再热蒸汽,空预器吹灰系统由于在吹管期间需投运,辅汽汽源管路在辅汽吹扫时进行吹扫,再热蒸汽管道在管道汇集处断口,炉本体吹灰系统采用自生蒸汽吹扫,并在蒸汽吹管后期进行。
2.4 吹管参数
分离器出口压力至(5.0~6.5)MPa,主蒸汽温度在450℃左右,再热器入口在430℃以内,再热器出口在500℃左右,过热器、再热器各段吹管系数K值均大于1.0时进行第一阶段正式的稳压吹管;炉时间大于12小时,再次点火,升温升压至过热器进口压力4.0MPa左右进行旁路吹管;旁路吹扫完成后,升温升压至稳压吹管参数后继续吹管
2.5 验收标准
过热器、再热器各计算点吹管系数K值均大于1.0;靶板斑痕粒度要求没有大于0.8mm的斑痕,0.2mm~0.8mm(包括0.8mm)的斑痕≯8点;连续二次吹管打靶板合格,且第二次靶板斑痕点数应少于第一次,打靶板时间不少于5min;吹管期间,至少两次停炉冷却,每次冷却时间大于12h。
3 吹管过程
3.1 冷态冲洗
锅炉进水,控制给水流量10%BMCR,水温在50℃以上,等启动分离器水箱建立水位后启动BCP泵,建立启动流量,变流量在15%BMCR~35%BMCR冲洗,当分离器出口水质达到:Fe<500ppb或混浊度≦3ppm;油脂 ≦1ppm;pH 值≦9.5结束开式循环冲洗,冲洗水切入凝汽器)(当省煤器入口水质达到:电导率≤1μS/cm;Fe≤100 ppb;PH值9.3~9.5,结束闭式循环水冲洗,冷态冲洗结束
3.2 热态冲洗
锅炉升压(启动密封风机、微油助燃风机,投入A层微油点火系统、A层制粉系统,临冲门在全开位置)。投入第一套制粉系统后投入电除尘一个电场。启动分离器出口蒸汽温度达到190℃左右时,停止升温升压,进行热态冲洗直至水质合格,热态冲洗水质合格标准为:启动分离器出水含铁量<100μg/L
3.3 第一阶段稳压吹管
1)当分离器压力至(1.0~1.5)MPa左右,进行第一次试吹管, 2)分离器压力达到1MPa左右,关汽机侧主蒸汽管、冷再管疏水,关锅炉再热器疏水
3)分离器压力达到2MPa左右,关汽机侧热再管道疏水
4)升温升压,投入第二套制粉系统,维持分离器压力(2.5~3.0)MPa,进行第二次试吹管,控制过热器出口汽温在440℃以内。投入第二套制粉系统后电除尘再增加一个电场投入。
5)一切正常后,继续增加燃料(投入第三套制粉系统),用烟气调节挡板和减温水控制主蒸汽和再热蒸汽温度。投入第三套制粉系统后投入电除尘剩余电场。
6)维持分离器压力(3.5~4.5)MPa左右并穩定,进行第三次试吹管。
7)继续升负荷,当分离器出口压力至(5.0~6.5)MPa,主蒸汽温度在450℃左右,再热器入口在430℃以内,再热器出口在500℃左右,过热器、再热器各段吹管系数K值均大于1.0时进行第一阶段正式的稳压吹管,视供水情况来确定吹管时间长短,然后停炉。
8)停炉时间大于12小时,系统补水后再次启动,升温升压至吹管参数后再次开始稳压吹管,然后停炉,几次稳压吹管以后,若靶板基本合格,则第一阶段稳压吹管结束。
3.4 第二阶段稳压吹管
1)停炉冷却12h以上,清理集粒器,辅机系统、燃油系统滤网清洗后,再次点火,升温升压至过热器进口压力4.0MPa左右进行旁路吹管,每次5min,进行三次。
2)旁路吹扫完成后,升温升压至稳压吹管参数后继续吹管。
3)累计有效时间120min以上,视吹扫情况进行打靶,当连续两次靶板合格后,一、二次汽系统吹管结束。
4 吹管注意事项
1)当分离器出口水质达到:Fe<500ppb时,开式循环冲洗结束,可进行闭式循环;当分离器出口水质达到:Fe<200ppb,省煤器入口水质达到:Fe≤100ppb时,冷态冲洗结束,锅炉可以点火。
2)升温升压过程中控制工质变化率2℃/min、0.1MPa/min。
3)只有油枪投入的情况下,浆液循环泵暂不投入,事故喷淋处于备用状态,引风机出口温度突升后,投用事故喷淋。
4)第一套制粉系统投入后投入电除尘一电场,第二套制粉系统投入后投入电除尘二电场,第三套制粉投入后投入电除尘全部电场。
5)首次正式吹管宜加装靶板,检查吹管系统原始赃污程度及靶板的使用性能。
6)利用每次停炉过程中的锅炉余压吹扫吹灰系统管道,控制过热器出口压力在(3.0~4.0)MPa。
7)吹管期间,保证空气预热器吹灰连续投入,脱硝系统定期吹灰;吹管结束后,对空气预热器、电除尘及其冷灰斗进行一次检查。同时,检查灰库卸灰情况及灰库是否有自燃和板结现象。
8)启动分离器压力至1.0MPa前,确保启动循环泵电机腔室注水双联阀已经关闭。
9)吹管期间每次停炉时,宜进行带压放水,可以加快炉本体系统内的清洁。放水压力一般控制在0.5~0.8MPa。
10)吹管结束后应按相关标准和规程的要求对热力设备进行保养。
5 结语
该厂此次吹管采用稳压吹管方式,使用微油点火方式,投入制粉系统等。稳压吹管方式分离器压力相对较低,有效吹管时间较长,且工况稳定对锅炉厚壁元件的热冲击也较小。为我国今后超超临界机组的燃煤锅炉蒸汽稳压吹管提供参考。
参考文献
[1]李芳富,毋晓莉.首台国产化超临界直流锅炉蒸汽吹管的实践[J].电力建设,2006,27(1):2—4.
[2]薛戟,刘瑕,许玉新.超(超)临界机组锅炉吹管方案及参数的研究[J].电站系统工程,2010,26(2):35—36.
作者简介
陈晨日,男,籍贯:福建福州,1988年6月,单位:神华福能发电有限责任公司,职称:助理工程师 ,研究方向:电厂锅炉金属材料。