吹灰汽源故障期間保證鍋爐安全運(yùn)行的要點(diǎn)分析

張峰瑞

摘要：本文分析了200MW等級(jí)電站鍋爐在運(yùn)行中發(fā)生吹灰汽源故障時(shí)，保證鍋爐的安全運(yùn)行的注意事項(xiàng)。并對(duì)備用吹灰汽源的選擇進(jìn)行了分析。同時(shí)提出在機(jī)組停運(yùn)后，進(jìn)行相應(yīng)的技術(shù)改造和檢修的建議。

關(guān)鍵詞：電站鍋爐;吹灰;汽源故障;安全運(yùn)行

引言

某電廠1號(hào)機(jī)組在運(yùn)行中發(fā)生吹灰汽源電動(dòng)門門芯脫落。由于該電動(dòng)門是低進(jìn)高出閥門反向安裝，門芯脫落時(shí)，門芯會(huì)被蒸汽壓死，只有進(jìn)行閥門解體檢修才能徹底解決該故障。而由于該電動(dòng)門前兩道手動(dòng)隔絕門均因磨損、內(nèi)漏，導(dǎo)致隔絕不嚴(yán)密，因此機(jī)組運(yùn)行中該故障不能徹底解決。

而鍋爐長(zhǎng)時(shí)間不進(jìn)行吹灰，將會(huì)使減溫水流量增加和排煙溫度升高，影響機(jī)組經(jīng)濟(jì)型;還會(huì)使?fàn)t內(nèi)受熱面超溫，造成超溫爆管，使鍋爐被迫停運(yùn);同時(shí)，空預(yù)器長(zhǎng)時(shí)間不吹灰，還會(huì)使空預(yù)器積灰堵塞和可燃物聚積，造成引風(fēng)機(jī)搶風(fēng)、喘振和尾部二次燃燒。

可見，鍋爐長(zhǎng)時(shí)間不吹灰，嚴(yán)重影響鍋爐運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性和安全性。而如何在吹灰汽源故障時(shí)，保證鍋爐的安全運(yùn)行，成為了機(jī)組計(jì)劃停運(yùn)前最重要的工作。

1 鍋爐蒸汽吹灰系統(tǒng)簡(jiǎn)介

該電廠1號(hào)鍋爐為超高壓鍋爐，吹灰系統(tǒng)汽源來(lái)自低溫過(guò)熱器出口集箱，壓力約13.7-14.68MPa，溫度約375-406℃。經(jīng)過(guò)兩道手動(dòng)門和一道電動(dòng)門后，再經(jīng)一道氣動(dòng)調(diào)節(jié)門減壓至1.4MPa，分三路供入吹灰用汽管道。

這三路用汽管道分別為左/前爐膛吹灰器和左側(cè)長(zhǎng)行程吹灰器用汽管道、右/后爐膛吹灰器和右側(cè)長(zhǎng)行程吹灰器用汽管道、空預(yù)器吹灰器用汽管道。每一路用汽管道都有一道手動(dòng)門將其隔絕。系統(tǒng)底部接有四路吹灰疏水閥門和管道，疏水引至鍋爐定排擴(kuò)容器。

空預(yù)器吹灰器還有一路來(lái)自1號(hào)機(jī)輔助蒸汽聯(lián)箱的汽源，該汽源為機(jī)組啟動(dòng)吹灰汽源，機(jī)組正常運(yùn)行時(shí)，該路汽源的手動(dòng)門和電動(dòng)門均保持關(guān)閉。通向空預(yù)器吹灰器的兩路汽源均有逆止門防止蒸汽互通。

2 采用輔助蒸汽汽源投入空預(yù)器連續(xù)吹灰

該機(jī)組空預(yù)器采用容克式回轉(zhuǎn)式空預(yù)器，考慮在機(jī)組啟動(dòng)初期，為防止可燃物粘附在表面上，即可使用輔汽汽源投入空預(yù)器連續(xù)吹灰，因此，進(jìn)行合理的系統(tǒng)隔絕和運(yùn)行方式的改變，可以保證投入空預(yù)器吹灰。以確?？疹A(yù)器壓差在正常范圍內(nèi)。

首先，進(jìn)行合理的系統(tǒng)隔絕。應(yīng)保證低過(guò)出口聯(lián)箱到吹灰汽源兩道手動(dòng)門關(guān)閉嚴(yán)密，并關(guān)閉低過(guò)汽源到空預(yù)器吹灰供汽分路手動(dòng)門，之后才能打開輔汽到空預(yù)器吹灰供汽手動(dòng)門。這樣就能保證高壓系統(tǒng)蒸汽不進(jìn)入低壓系統(tǒng)，輔助蒸汽只供空預(yù)器吹灰器使用。

其次，要保證合理的輔汽壓力，保證吹灰效果的同時(shí)，也要防止吹灰用汽拉低輔汽聯(lián)箱的壓力，使其他輔汽用戶運(yùn)行發(fā)生異常。因此，要在負(fù)荷達(dá)到130MW以上，且輔助蒸汽壓力在0.4MPa以上時(shí)方可使用輔汽汽源對(duì)空預(yù)器進(jìn)行吹灰，否則輔汽汽量小、壓力低，無(wú)法采用此方式吹灰。在吹灰時(shí)，每次也只允許投入一臺(tái)吹灰器，吹完一側(cè)空預(yù)器的冷端和熱端后，再投入另一側(cè)空預(yù)器的吹灰器。

另外，還要防止吹灰蒸汽帶水而影響吹灰效果。蒸汽帶水會(huì)和空預(yù)器中積灰混合成濕灰，造成空預(yù)器堵塞。而蒸汽中的水主要來(lái)自于兩方面，第一方面，投入吹灰前，系統(tǒng)暖管產(chǎn)生的疏水;第二方面，長(zhǎng)時(shí)間吹灰，由系統(tǒng)散熱而蒸汽凝結(jié)產(chǎn)生的凝結(jié)水。

對(duì)于第一種疏水，可以對(duì)空預(yù)器吹灰前，對(duì)空預(yù)器吹灰器供氣管道充分進(jìn)行疏水，在疏水管道溫度達(dá)到200℃以上，對(duì)應(yīng)過(guò)熱度達(dá)到50℃時(shí)，在開始吹灰即可。

對(duì)于第二種凝結(jié)水，可以在進(jìn)行空預(yù)器連續(xù)吹灰時(shí)，每吹灰兩個(gè)輪回，打開空預(yù)器吹灰管路疏水門一次，放凈凝結(jié)水，即可保證蒸汽中不帶水。

最后，從系統(tǒng)疏水開始，到吹灰結(jié)束的整個(gè)吹灰過(guò)程中，要關(guān)注系統(tǒng)各參數(shù)變化，防止吹灰對(duì)整個(gè)機(jī)組帶來(lái)不良的影響。主要包括：

a）輔汽聯(lián)箱壓力不得低于0.6MPa

b）小汽輪機(jī)工作狀態(tài)（包括轉(zhuǎn)速、同轉(zhuǎn)速時(shí)調(diào)門開度變化、給水泵的流量以及本體振動(dòng)等）

c）SCR區(qū)供氨母管壓力不應(yīng)低于0.18MPa

d）氨區(qū)蒸發(fā)罐熱水溫度不低于60℃，氨區(qū)蒸汽管道壓力不超過(guò)0.8MPa。

通過(guò)以上的措施，使用輔汽汽源順利投入了空預(yù)器連續(xù)吹灰，使空預(yù)器煙氣側(cè)壓差維持在了額定以下。

3 尋找備用汽源對(duì)爐膛水冷壁進(jìn)行吹灰

在確定吹灰蒸汽無(wú)法恢復(fù)后，要積極的尋找備用汽源通入吹灰系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)爐膛的吹灰。在運(yùn)行中的機(jī)組上找到合適的吹灰汽源接口，并實(shí)行改造，將蒸汽引入吹灰系統(tǒng)并不容易?？梢钥紤]的汽源主要有：低過(guò)（或低再）出口放空氣管道、再熱器出口向空排汽管道、輔汽供空預(yù)器吹灰蒸汽管道。但這三路蒸汽管道各有弊端。

首先，是低過(guò)（或低再）出口放空氣管道。其閥門是機(jī)組啟停期間，壓力在0.5MPa時(shí)操作的，在升壓后一般不進(jìn)行操作。如果高壓時(shí)操作，對(duì)設(shè)備和人身安全都有未知的隱患。而且該蒸汽管道直徑為φ10mm，通入直徑為φ80mm的管道，經(jīng)過(guò)計(jì)算，低溫過(guò)熱器汽源的供汽能力尚且無(wú)法保障，且不論壓力更低的低溫再熱器汽源。

第二種，是再熱器出口向空排氣管道。由于其蒸汽溫度可以達(dá)到再熱蒸汽的額定溫度540℃，溫度過(guò)高，將會(huì)影響吹灰器的安全。處在高溫?zé)煔庵械拇祷移鳠o(wú)法得到及時(shí)冷卻，需要采用較好的吹灰器材質(zhì)來(lái)保證吹灰器的安全。[1]而現(xiàn)有的吹灰器限制溫度要低于370℃，因此，無(wú)法采用該路汽源。

最后一種，是輔汽供空預(yù)器吹灰蒸汽管道。如果采用此路汽源，則需要將原吹灰汽源至空預(yù)器吹灰管道的逆止門拆除以確保蒸汽能逆流到原來(lái)的吹灰汽源母管中。

采用輔汽汽源，除了要做到空預(yù)器吹灰時(shí)的隔絕原系統(tǒng)、保持輔汽聯(lián)箱壓力穩(wěn)定、充分疏水外，還要提升輔助蒸汽的壓力，以保證吹灰效果。在提升輔汽壓力時(shí)，除了要考慮輔汽聯(lián)箱本身的承壓能力外，還要考慮各用戶的通汽管道的承壓能力。由于輔汽供氨區(qū)制氨蒸汽管道的設(shè)計(jì)壓力限制在0.8MPa，也就造成輔汽壓力最高不能高于0.8MPa。

由于輔汽的供汽能力有限，從現(xiàn)有的0.6MPa提升到0.8MPa，經(jīng)過(guò)現(xiàn)實(shí)嘗試，吹灰效果提升并不理想，甚至由于吹灰系統(tǒng)管道無(wú)法充分暖管，使吹灰蒸汽帶水。但卻需要隔絕汽輪機(jī)的軸封用汽和給水泵小汽輪機(jī)用汽，以避免干擾。因此采用輔汽汽源進(jìn)行爐膛吹灰，也并不理想。

因此，機(jī)組運(yùn)行中，無(wú)法找到合適的汽源進(jìn)行全爐膛吹灰。

4 在不能進(jìn)行爐膛吹灰時(shí)要采取防止結(jié)焦的措施

首先，把控好入廠燃煤的第一道關(guān)。在采購(gòu)燃煤時(shí)，入廠煤的灰渣熔點(diǎn)溫度控制在鍋爐設(shè)計(jì)煤質(zhì)的水平，即1500℃以上，從煤質(zhì)源頭避免鍋爐結(jié)焦的風(fēng)險(xiǎn)。

其次，為防止鍋爐在爐膛不能吹灰期間發(fā)生結(jié)焦的現(xiàn)象，要保持鍋爐富氧燃燒。通過(guò)重新修訂負(fù)荷和氧量控制的曲線，保證在機(jī)組帶最高負(fù)荷時(shí)，鍋爐爐膛出口氧量不低于2.0%。具體可按以下控制：

a）機(jī)組負(fù)荷在170MW以上時(shí)，控制氧量在2.0%-2.5%之間;

b）機(jī)組負(fù)荷在150-170MW之間時(shí)，控制在2.5%-3.0%之間;

c）機(jī)組負(fù)荷在130-150MW之間時(shí)，控制在3.0%-3.5%之間。

最后，還要做好燃燒調(diào)節(jié)，密切關(guān)注空預(yù)器壓差、減溫水流量和管壁超溫的情況，發(fā)現(xiàn)異常及時(shí)調(diào)整。

5 機(jī)組停運(yùn)后的改造和閥門檢修工作建議

該鍋爐使用的吹灰汽源壓力等級(jí)為過(guò)熱蒸汽壓力，也是造成磨損嚴(yán)重、隔絕不嚴(yán)，導(dǎo)致無(wú)法檢修的原因之一，同時(shí)也是對(duì)高品質(zhì)汽源的浪費(fèi)。因此應(yīng)考慮在機(jī)組停運(yùn)后，將吹灰汽源改造至壓力等級(jí)較低的低溫再熱蒸汽。比較理想的位置為低溫再熱器出口集汽聯(lián)箱。

針對(duì)隔絕不嚴(yán)的問(wèn)題，應(yīng)舉一反三，檢查高壓蒸汽和給水系統(tǒng)隔絕門的磨損泄漏情況，例如連續(xù)排污手動(dòng)門、過(guò)、再熱減溫水手動(dòng)門等。利用機(jī)組的停運(yùn)后的檢修機(jī)會(huì)，對(duì)泄漏的隔絕門進(jìn)行檢修。

6 總結(jié)

鍋爐長(zhǎng)時(shí)間不吹灰存在很大的安全隱患。在吹灰汽源故障時(shí)，首先，要投入空預(yù)器吹灰，保證空預(yù)器不發(fā)生堵塞，也就確保了煙風(fēng)系統(tǒng)的正常運(yùn)行。其次，要積極查找備用汽源，重新投入爐膛吹灰。如果不能投入爐膛吹灰，則要采取必要的措施防止結(jié)焦。最后，在機(jī)組停運(yùn)后，進(jìn)行技術(shù)改造和合理的維護(hù)，確保之后不發(fā)生類似事件。

參考文獻(xiàn)：

[1]?劉彥鵬，等.電站鍋爐蒸汽吹灰汽源選擇問(wèn)題研究.華電技術(shù)，2013（7）：7 – 9，12.

（作者單位：河北大唐國(guó)際唐山熱電有限責(zé)任公司）