燃?xì)?蒸汽聯(lián)合循環(huán)機組低壓蒸汽管路吹洗措施

伍剛，劉崗，張少勇

（西安熱工研究院有限公司，西安 710032）

燃?xì)?蒸汽聯(lián)合循環(huán)機組低壓蒸汽管路吹洗措施

伍剛，劉崗，張少勇

（西安熱工研究院有限公司，西安 710032）

介紹了2臺不同參數(shù)的燃?xì)?蒸汽聯(lián)合循環(huán)機組余熱鍋爐蒸汽管路的吹洗過程，吹管過程分析比較表明：燃?xì)廨啓C帶一定負(fù)荷能夠為余熱鍋爐蒸汽管路吹洗提供更高的吹洗蒸汽參數(shù)，縮短吹洗時間，節(jié)省除鹽水；低壓吹洗管路獨立布置可以解決聯(lián)合循環(huán)余熱鍋爐吹管過程中高、低壓蒸汽系統(tǒng)相互影響的問題。吹管參數(shù)的選取可以為同類型機組提供借鑒。

燃?xì)?蒸汽聯(lián)合循環(huán)機組；余熱鍋爐；蒸汽管路；吹洗

0 引言

燃?xì)?蒸汽聯(lián)合循環(huán)發(fā)電機組作為一種污染小、效率高的發(fā)電形式，廣泛應(yīng)用于各類調(diào)峰、供熱機組中。余熱鍋爐作為連接燃?xì)廨啓C和蒸汽輪機的關(guān)鍵設(shè)備，對整個聯(lián)合循環(huán)機組的經(jīng)濟、高效、穩(wěn)定運行有至關(guān)重要的作用。

余熱鍋爐的特性需要適應(yīng)燃?xì)廨啓C的運行特征，這就決定了其換熱方式、煙氣流量、煙氣參數(shù)和啟動時間等特性與傳統(tǒng)火力發(fā)電機組鍋爐有明顯不同。各種燃?xì)廨啓C排煙參數(shù)的不同對余熱鍋爐提出了不同的要求，因此，在余熱鍋爐蒸汽管路吹洗過程中，吹洗參數(shù)、吹洗系統(tǒng)布置方式、吹洗質(zhì)量檢驗標(biāo)準(zhǔn)等都有較大的區(qū)別［1-2］。

1 機組概況

華能北京熱電廠燃?xì)鉄犭娐?lián)產(chǎn)擴建工程＃1機組（以下簡稱機組甲）采用9F級“二拖一”燃?xì)?蒸汽聯(lián)合循環(huán)機組，采用F級多軸、單燃料、室內(nèi)布置、快裝式、干式低NOx燃燒重型燃?xì)廨啓C，再熱、雙缸雙排汽、背壓供熱、凝汽式汽輪機組，三壓再熱、無補燃、自然循環(huán)余熱鍋爐。

華能金陵燃?xì)廨啓C熱電聯(lián)產(chǎn)工程第3套機組（以下簡稱機組乙）采用9E級“一拖一”燃?xì)?蒸汽聯(lián)合循環(huán)機組，采用E級多級、單燃料重型燃?xì)廨啓C，高壓、沖動、單排汽、單軸、可調(diào)整單抽凝汽式汽輪機組，三壓、無補燃、雙鍋筒、除氧器一體式自然循環(huán)余熱鍋爐。

甲、乙2種機組余熱鍋爐主要參數(shù)（性能保證工況）見表1。

表1 余熱鍋爐主要性能參數(shù)對比

2 蒸汽管路吹洗過程

余熱鍋爐蒸汽吹管汽源可采用外供汽源（啟動鍋爐或臨爐蒸汽），亦可采用自產(chǎn)蒸汽（即燃?xì)廨啓C空轉(zhuǎn)或帶負(fù)荷時煙氣通過余熱鍋爐產(chǎn)生蒸汽）［3-6］，根據(jù)現(xiàn)場情況，本文2臺機組吹管均采用自產(chǎn)蒸汽。蒸汽管路吹洗分為穩(wěn)壓和降壓兩種基本方法［7-8］。穩(wěn)壓吹洗時參數(shù)變化小，水位變化緩慢，但是耗水量大、吹洗周期長、燃料消耗大；降壓吹洗則是利用過熱器及蒸汽管道內(nèi)壓力的突然變化，短時間內(nèi)釋放大量能量進(jìn)行沖洗，操作簡單、吹洗周期短、耗水量較小，但鍋爐參數(shù)變化大，對操作人員技術(shù)水平要求較高。甲、乙機組均采用蓄能降壓法進(jìn)行蒸汽管路吹洗。

2.1 蒸汽管路吹洗范圍及吹洗流程

機組甲蒸汽管路吹洗范圍包括高壓過熱器、中壓過熱器、低壓過熱器、再熱器、高壓及其旁路蒸汽管道、冷段及熱段再熱蒸汽管道、中壓及其旁路蒸汽管道、低壓及其旁路蒸汽管道。減溫水系統(tǒng)分別進(jìn)行水沖洗和蒸汽反沖洗。

機組甲的高、中壓過熱器系統(tǒng)及主蒸汽管道吹洗流程如圖1所示，低壓過熱器系統(tǒng)及主蒸汽管道吹洗流程如圖2所示。

圖1 機組甲余熱鍋爐高、中壓管路吹洗流程

圖2 機組甲余熱鍋爐低壓管路吹洗流程

機組乙蒸汽管路吹洗范圍包括高壓過熱器、低壓過熱器、高壓及其旁路蒸汽管路、低壓及其旁路蒸汽管道。由于機組過熱蒸汽噴水減溫器具有自逆止功能，蒸汽反沖洗無法進(jìn)行，故減溫水系統(tǒng)只進(jìn)行水沖洗。

機組乙的高、低壓蒸汽系統(tǒng)管路吹洗流程如圖3所示。

2.2 吹洗參數(shù)的控制

圖3 機組乙余熱鍋爐高、低壓管路吹洗流程

在機組甲余熱鍋爐的吹洗過程中，燃?xì)廨啓C不帶負(fù)荷，高、中壓系統(tǒng)臨沖門開啟前高壓汽包壓力為3.45MPa左右，高壓過熱器出口溫度為277℃左右。低壓系統(tǒng)臨沖門開啟前低壓汽包壓力為0.70MPa左右，低壓過熱器出口溫度為220℃左右。

在機組乙余熱鍋爐蒸汽管路吹洗過程中，第2階段燃?xì)廨啓C發(fā)電負(fù)荷為8～10MW，高壓系統(tǒng)臨沖門開啟前高壓汽包壓力為3.5MPa左右，溫度為335℃左右。低壓系統(tǒng)臨沖門開啟前低壓汽包壓力為0.5MPa左右，溫度為218℃左右。

2.3 吹洗質(zhì)量檢驗標(biāo)準(zhǔn)

機組甲采用三菱公司標(biāo)準(zhǔn)：靶板材質(zhì)選用銅板，寬度為排汽管內(nèi)徑的8%，長度縱貫管子內(nèi)徑，表面不能有黑色氧化物覆蓋；以管道中心為原點，半徑為0.85倍管道半徑的范圍為靶板有效面積；在吹洗系數(shù)大于1的條件下，連續(xù)3次打靶合格；靶板上的撞擊痕跡粒度在0.50mm以下；在6.4516 cm2靶板面積上，粒度為0.25～0.50mm的撞痕不超過1個；靶板表面無撞擊顆粒留存。

機組乙采用DL 647—2004《電站鍋爐壓力容器檢驗規(guī)程》，具體質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)為：被吹洗系統(tǒng)的吹洗系數(shù)大于1；靶板材質(zhì)為拋光鋁板，長度縱貫管子內(nèi)徑，寬度為管子內(nèi)徑的8%；連續(xù)2次靶板沖擊斑痕粒度小于等于0.80mm，且斑痕不多于8個（粒度小于0.20mm的不計）。

3 蒸汽吹洗過程對比分析

3.1 吹洗效果

機組甲在高、中壓汽包壓力達(dá)到3.45MPa左右時開始進(jìn)行高、中壓蒸汽系統(tǒng)的吹洗，汽包壓力降至2.70MPa左右時關(guān)閉臨沖門，高壓過熱器吹洗系數(shù)為1.1左右，中壓過熱器吹洗系數(shù)為2.5左右。低壓汽包壓力達(dá)到0.60MPa左右時開始進(jìn)行低壓蒸汽系統(tǒng)的吹洗，待汽包壓力降至0.45MPa左右時關(guān)閉臨沖門，低壓過熱器吹洗系數(shù)為7.4左右。高、中壓系統(tǒng)及低壓系統(tǒng)分別進(jìn)行打靶檢驗［9］。

機組乙在高壓汽包壓力達(dá)到3.50MPa左右時開始進(jìn)行高壓蒸汽系統(tǒng)的吹洗，高壓汽包壓力降至2.50MPa左右時關(guān)閉臨沖門，高壓過熱器吹洗系數(shù)為2.0左右。低壓汽包壓力達(dá)到0.51MPa左右時開始進(jìn)行低壓蒸汽系統(tǒng)的吹洗，待汽包壓力降至0.30MPa左右時關(guān)閉臨沖門，低壓過熱器吹洗系數(shù)為1.2左右。

2臺余熱鍋爐的蒸汽管路吹洗系數(shù)均大于1.0，且分別根據(jù)三菱公司標(biāo)準(zhǔn)及DL 647—2004《電站鍋爐壓力容器檢驗規(guī)程》進(jìn)行檢驗，保證了余熱鍋爐的吹洗質(zhì)量。

3.2 吹洗時間

機組甲高中壓、低壓蒸汽系統(tǒng)分別吹洗179次和93次，打靶合格，每小時吹洗4～5次。機組乙高、低壓蒸汽系統(tǒng)分別吹洗171次和91次，打靶合格，每小時吹洗5～6次［10］。

2臺余熱鍋爐吹洗過程中，由于機組乙燃?xì)廨啓C已經(jīng)帶負(fù)荷，雖然兩者臨沖門開啟時高壓過熱蒸汽壓力基本相同，但機組乙高壓過熱蒸汽溫度較機組甲高58℃左右，過熱度更高，可以達(dá)到更好的吹掃效果。

同時，機組乙蒸汽吹掃期間，燃?xì)廨啓C煙氣溫度高，高壓汽水系統(tǒng)容積相對較小，升溫、升壓速度更快，吹洗間隔更短，可以節(jié)省吹洗時間，有利于緩解蒸汽管路吹洗期間機組乙化學(xué)制水能力不足的問題。

3.3 低壓蒸汽系統(tǒng)的吹洗

機組甲低壓蒸汽管道吹掃系統(tǒng)單獨布置，由于低壓系統(tǒng)額定壓力低，吹掃參數(shù)很容易達(dá)到，而且因為是在額定壓力下進(jìn)行吹掃，吹洗系數(shù)很大，一般都在5.0以上，吹掃效果良好。

機組乙高、低壓吹洗臨時管路在靶板器前匯通，對蒸汽吹洗質(zhì)量進(jìn)行打靶檢驗時均出現(xiàn)同一情況：低壓蒸汽系統(tǒng)壓力升高速度快，低壓汽包壓力很快達(dá)到額定壓力，必須開啟臨沖門泄壓，造成靶板更換困難。

為了降低低壓蒸汽系統(tǒng)的升溫、升壓速度，采取了開啟過熱器出口集箱排空門、加強排污、增加低壓臨沖門開啟時間等措施，可以將時間延長至10min左右，但同時也帶來以下問題：機組用水量大幅增加，增加吹管成本；汽包壓力降低較大，引起蒸汽飽和溫度下降過多、過快，增加對汽水系統(tǒng)的熱沖擊；增加運行人員吹管操作的工作量和工作難度。

4 結(jié)論

（1）2臺余熱鍋爐高壓系統(tǒng)吹洗壓力均為3.50MPa左右，低壓系統(tǒng)吹洗壓力均接近低壓汽包額定壓力，參數(shù)選擇合理、經(jīng)濟。

（2）燃?xì)廨啓C帶一定負(fù)荷能夠為余熱鍋爐蒸汽管路吹洗提供更高的吹洗蒸汽參數(shù)，可縮短吹洗時間，節(jié)省除鹽水。

（3）為了解決余熱鍋爐高、低壓蒸汽系統(tǒng)臨沖門啟閉不同步造成的靶板更換困難，低壓蒸汽系統(tǒng)吹洗臨時管道可考慮單獨布置。

［1］袁偉.300MW燃?xì)?蒸汽聯(lián)合循環(huán)發(fā)電機組170 t／h余熱鍋爐吹管方法的優(yōu)化［J］.燃?xì)廨啓C技術(shù)，2000，13（1）：49-51.

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［8］宗宏偉，楊莉，劉環(huán).聯(lián)合循環(huán)電廠主蒸汽管道穩(wěn)壓吹管方法［J］.熱能動力工程，2005，20（2）：201-202，207.

［9］徐衛(wèi)華.華能北京熱電廠燃?xì)鉄犭娐?lián)產(chǎn)擴建工程＃1機組鍋爐專業(yè)調(diào)試報告［R］.西安：西安熱工研究院有限公司，2012.

［10］李峰.華能金陵燃?xì)廨啓C2×200MW級熱電聯(lián)產(chǎn)工程第3套機組鍋爐專業(yè)調(diào)試報告［R］.西安：西安熱工研究院有限公司，2013.

（本文責(zé)編：劉芳）

TM 611.31

：B

：1674-1951（2015）06-0036-03

伍剛（1981—），男，陜西西安人，工程師，從事大型汽輪機組、燃?xì)廨啓C組及IGCC的調(diào)試和啟動技術(shù)研究（E-mail：wugang＠tpri.com.cn）。

2014-11-18；

2015-03-03

劉崗（1987—），男，陜西西安人，工程師，工學(xué)碩士，從事大型電站鍋爐及余熱鍋爐的調(diào)試和啟動技術(shù)研究（E-mail：liugang＠tpri.com.cn）。

張少勇（1984—），男，陜西韓城人，工程師，工學(xué)碩士，從事大型電站鍋爐及余熱鍋爐的調(diào)試和啟動技術(shù)研究（E-mail：zhangshaoyong＠tpri.com.cn）。