660MW 機(jī)組鍋爐吹灰汽源改造

王云鵬

（新鄉(xiāng)中益發(fā)電有限公司，河南 長(zhǎng)垣 453400）

在燃煤鍋爐運(yùn)行中，受熱面的積灰和結(jié)渣是不可避免的，其不僅影響鍋爐的經(jīng)濟(jì)性，還影響鍋爐的安全性，如受熱面積灰或結(jié)渣將使排煙溫度提高，鍋爐效率降低；爐膛內(nèi)結(jié)渣積灰過(guò)重，將使過(guò)熱器和再熱器管超溫甚至爆管；鍋爐投油期間應(yīng)保持空氣預(yù)熱器連續(xù)吹灰防止尾部煙道再燃燒等，為此吹灰系統(tǒng)也是鍋爐重要附件之一。公司鍋爐吹灰系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)取自屏式過(guò)熱器出口管道，此處蒸汽參數(shù)高，經(jīng)減溫減壓后可保證正常負(fù)荷變動(dòng)范圍內(nèi)的任何受熱面吹灰，缺點(diǎn)是蒸汽參數(shù)高使吹灰減溫減壓站的電動(dòng)門及調(diào)整門經(jīng)常故障，另外，高品質(zhì)蒸汽經(jīng)減溫減壓變成低品質(zhì)蒸汽也不經(jīng)濟(jì)，為此公司決定對(duì)鍋爐吹灰汽源進(jìn)行改造，用冷再入口汽源作為鍋爐吹灰汽源。

1 設(shè)備簡(jiǎn)介

公司2×660MW 鍋爐型號(hào)為DG2060/26.15- Ⅱ2 型超超臨界直流爐，單爐膛，平衡通風(fēng)，全懸吊Π 型布置。引風(fēng)機(jī)為小汽輪機(jī)驅(qū)動(dòng)，小汽輪機(jī)正常工作汽源采用主機(jī)四段抽汽，啟停時(shí)汽源采用輔助蒸汽，另設(shè)一路高壓備用汽源取自鍋爐冷再入口。鍋爐吹灰系統(tǒng)及吹灰器由湖北戴蒙德設(shè)計(jì)和制造，每臺(tái)爐共設(shè)計(jì)IR-3Z 型48 只，IK-545 型30 只，IK-525EL 型4 只，IK-AH 型2 只，IK-525DM3 型2 只，IK-525SL 型18 只，其中屏式過(guò)熱器底部的IK01、IK16 兩只吹灰器最小閥前壓力最高，要求不低于2.09 Mpa，其余均在1.76 Mpa 以下。爐本體吹灰汽源取自屏式過(guò)熱器出口管道，蒸汽參數(shù)設(shè)計(jì)值：28MPa、554℃，經(jīng)減溫減壓后蒸汽參數(shù)：3MPa、350℃，減溫水取自于鍋爐再熱器減溫水母管。

2 存在的問(wèn)題

正常運(yùn)行時(shí)鍋爐各受熱面吹灰汽源取自屏式過(guò)熱器出口，汽源汽壓一般隨著負(fù)荷變化在15 ～26MPa 之間，汽溫多在550 ～560℃之間，經(jīng)減溫減壓后為3MPa、350℃，蒸汽品質(zhì)降低很多。另外，鍋爐每天都有受熱面需要吹灰，尤其是空氣預(yù)熱器每天需吹灰3 次，吹灰系統(tǒng)投退頻繁，造成吹灰電動(dòng)門、調(diào)整門易發(fā)生故障，幾乎每月都要檢修一次，存在嚴(yán)重安全隱患。

3 改造方案的提出

根據(jù)公司吹灰器設(shè)計(jì)資料，多數(shù)情況下減溫減壓站后2.5MPa 就能滿足要求，只屏式過(guò)熱器底部的IK01、IK16 兩只吹灰器要求高，需要3MPa。正常運(yùn)行中330MW 時(shí)冷再入口蒸汽參數(shù)為2.3MPa、340℃，基本上能滿足大多數(shù)吹灰器的吹灰要求。若能將吹灰汽源由屏式過(guò)熱器出口改為冷再入口，不僅能大大提高吹灰的安全性，還可以用低品質(zhì)蒸汽代替高品質(zhì)蒸汽，提升鍋爐經(jīng)濟(jì)效益。

4 改造方案可行性分析

（1）汽源接口的選擇。公司汽動(dòng)引風(fēng)機(jī)高壓備用汽源取自鍋爐冷再，管道設(shè)計(jì)值為φ159×9，額定負(fù)荷時(shí)蒸汽參數(shù)5.16MPa、336℃，該路汽源經(jīng)過(guò)鍋爐左側(cè)13.7m 平臺(tái)下方。鍋爐吹灰減溫減壓站吹灰蒸汽母管設(shè)計(jì)值為φ159×7，減溫減壓站前管道設(shè)計(jì)壓力28MPa，設(shè)計(jì)溫度554℃，減溫減壓站后管道設(shè)計(jì)壓力3MPa，設(shè)計(jì)溫度350℃。由以上參數(shù)對(duì)比可知，汽動(dòng)引風(fēng)機(jī)高壓備用汽源管道能滿足吹灰減溫減壓站管道要求，可以考慮將此路汽源引至吹灰減溫減壓站前接入吹灰系統(tǒng)。

（2）負(fù)荷變動(dòng)對(duì)吹灰蒸汽參數(shù)的影響。冷再入口蒸汽參數(shù)設(shè)計(jì)值40% 負(fù)荷時(shí)為1.95MPa、351℃，50% 負(fù)荷時(shí)為2.39MPa、349℃，75%負(fù)荷時(shí)為3.54MPa、342℃，即50%負(fù)荷時(shí)只IK01、IK16 不能滿足，其余均能滿足?？紤]到公司鍋爐受熱面吹灰是按周期進(jìn)行，而機(jī)組負(fù)荷也不可能一直在50%及以下，故采用冷再入口汽源能滿足鍋爐吹灰要求。

5 改造方案的實(shí)施

現(xiàn)場(chǎng)勘察汽動(dòng)引風(fēng)機(jī)小機(jī)高壓備用汽源從鍋爐左側(cè)13.7m 處經(jīng)過(guò)，在空氣預(yù)熱器對(duì)應(yīng)位置將此汽源接三通，引一路蒸汽管道至鍋爐右側(cè)70m 平臺(tái)吹灰減溫減壓站，從原屏式過(guò)熱器出口供汽管道處接入，替代原屏式過(guò)熱器汽源，管道設(shè)計(jì)值為φ114×7，材質(zhì)為20G，設(shè)計(jì)壓力6.19MPa，設(shè)計(jì)溫度383℃，考慮到原手動(dòng)截止閥、電動(dòng)截止閥、電動(dòng)調(diào)節(jié)閥均為高壓閥門，且均已有損傷，故將這三個(gè)閥門均更換為與現(xiàn)管道相匹配的閥門，電動(dòng)調(diào)閥后的蒸汽參數(shù)因與原設(shè)計(jì)一樣，故安全閥及其他附件不再作改動(dòng)。

6 改造后的運(yùn)行效果

2019 年10 月兩臺(tái)鍋爐先后進(jìn)行吹灰汽源改造，其中2#爐率先完成，并于2019 年11 月22 日啟動(dòng)并網(wǎng)，冷再吹灰汽源正式使用，記錄不同負(fù)荷下冷再吹灰汽源參數(shù)：264MW時(shí)為1.97MPa、367℃，330MW 時(shí)為2.49MPa、366℃，420MW時(shí)為3.2MPa、358℃。由以上數(shù)據(jù)可知，264MW 時(shí)汽壓低，不能滿足吹灰要求；330MW 時(shí)汽壓2.49MP，只有IK01、IK16 兩臺(tái)吹灰器不能滿足；420MW 時(shí)蒸汽參數(shù)能達(dá)到吹灰減溫減壓站后的額定值，能滿足鍋爐全部受熱面吹灰要求。由于330MW 以下負(fù)荷并不多，運(yùn)行中完全可以在330 ～420MW時(shí)對(duì)IK01、IK16 以外的其他受熱面進(jìn)行吹灰，在420MW 及以上負(fù)荷時(shí)對(duì)IK01、IK16 吹灰器進(jìn)行吹灰，這樣冷再入口汽源完全能滿足運(yùn)行要求。

7 經(jīng)濟(jì)分析

（1）檢修方面經(jīng)濟(jì)分析。改造前因屏式過(guò)熱器出口汽溫、汽壓高，吹灰減溫減壓站的電動(dòng)門、調(diào)整門幾乎每月需要檢修一次，每次人工費(fèi)及材料費(fèi)按目前價(jià)格需2000 元，每年每臺(tái)爐檢修費(fèi)用約2 萬(wàn)元。改造后基本上不用檢修，每年兩臺(tái)爐能節(jié)省檢修費(fèi)用4 萬(wàn)元。

（2）運(yùn)行方面經(jīng)濟(jì)分析。①每臺(tái)爐吹灰蒸汽年用量計(jì)算。根據(jù)吹灰器設(shè)計(jì)資料，空氣預(yù)熱器單次吹灰蒸汽總量為8812kg，脫硝單次吹灰蒸汽總量為11064kg，其余所有受熱面單次吹灰蒸汽總量為27740kg。2019 年每臺(tái)爐平均運(yùn)行6555.55 小時(shí)，空氣預(yù)熱器吹灰頻率為每天3 次，脫硝吹灰頻次為30 天1 次，其余受熱面吹灰頻次為4 天1 次，則空氣預(yù)熱器年吹灰蒸汽耗量7220938.3kg，脫硝年吹灰蒸汽耗量100737kg，其余受熱面年吹灰蒸汽耗量1894280.8kg，每臺(tái)爐年吹灰蒸汽耗量9215956kg。②冷再入口吹灰蒸汽用量折算為屏式過(guò)熱器吹灰蒸汽用量。2019 年每臺(tái)爐平均負(fù)荷為374.5MW，此負(fù)荷下屏式過(guò)熱器出口蒸汽參數(shù)為15.92MPa、554.5 ℃，焓值為3452.28kJ/kg；吹灰減溫水參數(shù)為6.6MPa、150.3℃，焓值為637.4kJ/kg；冷再入口蒸汽參數(shù)為2.8MPa、361℃，焓值為3145.39kJ/kg。因吹灰蒸汽年總量應(yīng)為屏過(guò)出口蒸汽年總量與吹灰減溫水年總量之和，由熱量平衡可計(jì)算出屏式過(guò)熱器出口蒸汽年總量為8211194kg，2019 年每臺(tái)爐年運(yùn)行6555.55 小時(shí)，折算成蒸汽流量為1252.56kg/h。③冷再汽源代替屏式過(guò)熱器汽源節(jié)約費(fèi)用。根據(jù)公司高壓缸效率可計(jì)算出每100t/h 屏式過(guò)熱蒸汽影響煤耗9g/kWh，則1252.56kg/h 屏式過(guò)熱蒸汽影響煤耗為0.1127g/kWh。2019 年公司發(fā)電量49.055 億kWh，則0.1127g/kWh 需標(biāo)煤552.85 噸，公司2019 年標(biāo)煤?jiǎn)蝺r(jià)680元/噸，則節(jié)約燃煤費(fèi)用37.6 萬(wàn)元。

8 結(jié)語(yǔ)

從實(shí)際運(yùn)行來(lái)看，將吹灰汽源由屏式過(guò)熱蒸汽改為冷再入口蒸汽能滿足運(yùn)行要求，改造后吹灰電動(dòng)門及調(diào)整門基本不用檢修，吹灰減溫水基本不用，每年能節(jié)省維護(hù)費(fèi)用4 萬(wàn)元，節(jié)省燃煤費(fèi)用37.6 萬(wàn)元。本次改造兩臺(tái)爐共花費(fèi)168 萬(wàn)元，基本上4 年就能收回成本。