1 000 MW機組鍋爐吹灰汽源改造

秦希超

(廣東粵電靖海發(fā)電有限公司，廣東 揭陽 515223)

1 000 MW機組鍋爐吹灰汽源改造

秦希超

(廣東粵電靖海發(fā)電有限公司，廣東 揭陽 515223)

為了改善鍋爐吹灰系統(tǒng)的安全性和經(jīng)濟性，在保證鍋爐及吹灰系統(tǒng)安全、穩(wěn)定運行的前提下，合理選擇蒸汽吹灰的汽源，以降低機組吹灰損耗，提高機組經(jīng)濟性。通過對比3種吹灰汽源方案，最終選擇高壓缸排汽與低溫再熱器入口蒸汽混合作為吹灰汽源，改造后鍋爐熱耗率及發(fā)電煤耗降低，優(yōu)化了吹灰調節(jié)閥的工作條件，提高了機組的安全性。

1 000 MW機組：吹灰；汽源；經(jīng)濟性

表1 吹灰器單次吹灰耗汽量統(tǒng)計

1 設備概況

某電廠#3鍋爐為東方鍋爐股份有限公司制造的1 000 MW超臨界鍋爐。鍋爐本體吹灰器的蒸汽汽源引自鍋爐末級過熱器進口集箱，脫硝、空氣預熱器(以下簡稱空預器)吹灰的汽源有兩路：啟動時使用輔助蒸汽汽源，正常運行時汽源來自鍋爐末級過熱器進口集箱。

根據(jù)安裝位置的不同，吹灰器可分為爐膛吹灰器、過/再熱器吹灰器(水平煙道和尾部煙道)、脫硝吹灰器和空預器吹灰器。#3鍋爐共設置有82只爐膛吹灰器、34只水平煙道長伸縮式吹灰器、18只煙道半長伸縮式吹灰器、16只脫硝吹灰器和4只空預器吹灰器。

2 改造前工況分析

鍋爐本體吹灰器的蒸汽汽源引自鍋爐末級過熱器進口集箱，設計蒸汽壓力為26.42 MPa，溫度約為551 ℃。減溫水壓力為20.00 MPa，溫度為186 ℃。空預器吹灰器用輔助蒸汽汽源壓力為1.50 MPa，溫度為350 ℃。

鍋爐運行規(guī)程中規(guī)定：(1)每天夜班06:00投入全面吹灰，也可根據(jù)各部煙溫及受熱面清潔情況進行不定期吹灰；(2)每天中班、夜班投入1次空預期吹灰；(3)機組在小于50%額定負荷運行時，嚴禁對爐膛水冷壁進行吹灰，以避免影響穩(wěn)定燃燒。

綜合分析近3年的運行數(shù)據(jù)可知，該電廠鍋爐吹灰器的投運頻率為：全面性吹灰每天1次，空預器吹灰每班1次，每天共計3次。每種類型的吹灰器單次吹灰的耗汽量統(tǒng)計見表1。

由表1可知，每投1次全面吹灰的耗汽量為155.94 t，投1次空預器吹灰的耗汽量為10.33 t。在現(xiàn)有的吹灰器運行方式下，每天吹灰的耗汽量為176.60 t。

當前吹灰汽源為屏式過熱器(以下簡稱屏過)出口蒸汽，長期使用屏過出口蒸汽吹灰，吹灰系統(tǒng)安全性和經(jīng)濟性下降，主要表現(xiàn)在以下幾方面。

(1)額定負荷下屏過出口蒸汽壓力約為25.0 MPa，而吹灰調整門后設計最佳蒸汽壓力約為2.9 MPa，調節(jié)站前、后壓差大，調節(jié)閥工作條件惡劣，易產(chǎn)生振動，導致管道振動和調節(jié)閥損壞。

(2)閥門站密封壓差大，易發(fā)生泄漏，增加工質泄漏損失，運行經(jīng)濟性降低。

(3)因減溫水系統(tǒng)難以保持嚴密，經(jīng)常造成吹灰蒸汽中帶水，導致吹灰器噴嘴開裂，影響機組運行的安全性。

(4)屏過出口蒸汽能級品質高，用于吹灰時工質有效能不能充分利用，經(jīng)濟性較差。

因此，在保證鍋爐及吹灰系統(tǒng)安全、穩(wěn)定運行的前提下，合理選擇蒸汽吹灰的汽源，可有效降低機組吹灰損耗，提高機組的經(jīng)濟性。

3 吹灰汽源改造方案

吹灰汽源改造的目的是改善吹灰調節(jié)閥的工作條件，實現(xiàn)吹灰汽源與吹灰器用汽參數(shù)匹配。根據(jù)表1中各類型吹灰器的工作蒸汽壓力、溫度可知，可選用的蒸汽汽源有高壓缸排汽和低溫再熱器(以下簡稱低再)出口蒸汽。部分負荷下機組運行參數(shù)見表2(表中：THA工況為熱耗率驗收工況)。

3.1高壓缸排汽

從表2可知：發(fā)電機功率為1 001.0 MW時，低再入口壓力為4.74 MPa，溫度為342.7 ℃；發(fā)電機功率為859.6 MW時，低再入口壓力為 4.00 MPa，溫度為345.8 ℃；發(fā)電機功率為765.6 MW時，低再入口壓力為3.46 MPa，溫度為342.9 ℃；發(fā)電機功率為509.8 MW時，低再入口壓力為2.39 MPa，溫度為352.4 ℃。

離減壓站最遠的爐膛吹灰器的設計蒸汽工作壓力為1.8 MPa，溫度為340 ℃。水平煙道吹灰器的設計蒸汽工作壓力為2.7 MPa，溫度不超過370 ℃ 。從運行參數(shù)來看，70%額定負荷以上時低再入口的蒸汽壓力可滿足不同類型吹灰蒸汽的需求[1-10]。水平煙道吹灰器的說明書只提出蒸汽工作溫度不能超過370 ℃，經(jīng)咨詢制造廠家，水平煙道吹灰器的蒸汽工作溫度不宜低于 350 ℃，因此，高壓缸排汽作為單獨吹灰汽源時，蒸汽溫度不滿足水平煙道吹灰器的運行需求。

3.2低再出口蒸汽

從表2可知：發(fā)電機功率為1 001.0 MW時，低再出口壓力為4.59 MPa，溫度為540.2 ℃；發(fā)電機功率為859.6 MW時，低再出口壓力為3.88 MPa，溫度為525.2 ℃；發(fā)電機功率為765.6 MW時，低再出口壓力為3.38 MPa，溫度為519.8 ℃；發(fā)電機功率為509.8 MW時，低再出口壓力為2.35 MPa，溫度為522.0 ℃。由于吹灰蒸汽的溫度不能超過370 ℃，使用低再出口蒸汽作為吹灰汽源時需設置減溫水系統(tǒng)。

3.3高壓缸排汽與低再入口蒸汽的混合汽源

單獨使用高壓缸排汽作為吹灰汽源時，蒸汽溫度無法滿足水平煙道吹灰器工作的要求，因此，可將高壓缸排汽作為主要吹灰汽源，低再出口蒸汽作為調節(jié)汽源，調節(jié)蒸汽溫度以滿足水平煙道吹灰器的工作條件。

吹灰器的投運方式為2只吹灰器同時工作，水平煙道吹灰器工作時所需的最大吹灰蒸汽流量為15.640 t/h，水平煙道吹灰器的最低工作壓力為2.70 MPa，工作溫度為350 ℃。考慮吹掃蒸汽壓力和流量裕度為10%的要求，吹掃蒸汽的流量為17.186 t/h，水平煙道吹灰器工作參數(shù)為2.97 MPa，350 ℃。即高壓缸排汽和低再出口蒸汽在投運水平煙道吹灰器時，蒸汽流量為 17.186 t/h，吹掃蒸汽調節(jié)閥后的蒸汽參數(shù)為2.97 MPa，350 ℃。

通過分析#3鍋爐運行的歷史數(shù)據(jù)可知，在凝汽器壓力基本保持不變的情況下，鍋爐主蒸汽流量與高壓缸排汽壓力、低再出口壓力存在線性關系，即通過線性插值的方法可知，在70%額定負荷及以上時，高壓缸排汽壓力、低再出口蒸汽壓力可滿足水平煙道吹灰器運行的條件。

表2 部分負荷下機組運行參數(shù)

4 結論

利用等效熱降理論可分析1000MW機組單個因素變化對機組經(jīng)濟性影響量的大小。通過計算可知，主蒸汽泄漏量每增加1t/h對熱耗率的影響為2.816kJ/(kW·h)，再熱蒸汽泄漏量每增加1t/h對熱耗率的影響為2.573kJ/(kW·h)，高壓缸排汽泄漏量每增加1t/h對熱耗率的影響為1.986kJ/(kW·h)。據(jù)此可估算吹灰汽源改造的節(jié)能量。需要指出的是，等效熱降的計算結果是單個因素在額定工況基礎上發(fā)生少量偏差的計算結果，隨著偏差的增大，影響量并非總是線性關系。經(jīng)計算，吹灰汽源改造后鍋爐熱耗率降低4.94kJ/(kW·h)，發(fā)電煤耗降低0.18g/(kW·h)。

若吹灰系統(tǒng)中使用減溫水，由于減溫水系統(tǒng)難以保持嚴密，經(jīng)常造成吹灰蒸汽中帶水，導致吹灰器噴嘴開裂。使用高壓缸排汽與低再入口蒸汽的混合汽源，不需要設置減溫水系統(tǒng)，提高了機組運行的安全性。

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TM 621.2

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1674-1951(2017)10-0023-02

2017-07-15；

2017-09-12

(本文責編：劉芳)

秦希超(1988—)，男，山東無棣人，工程師，從事電廠運行方面的工作(E-mail:qinxichao@qq.com)。