660 MW超超臨界機組鍋爐吹灰系統優化

鐘慶武

（廣東粵電大埔發電有限公司，廣東 梅州 514200）

某660 MW超超臨界機組鍋爐為π型爐，單爐膛、一次中間再熱、四角切圓燃燒方式。該鍋爐在爐膛、水平煙道、后豎井、省煤器、空預器區域設置了長伸縮式吹灰器和半伸縮式吹灰器，其中，爐膛部分設有72只墻式吹灰器，分3層布置，1層位于燃燒器的下方，其余2層位于主燃燒器與燃盡風燃燒器之間。在爐膛上部輻射區域、水平煙道部分及尾部煙道的低溫再熱器、低溫過熱器區域均布置有42只長伸縮式吹灰器。尾部煙道的省煤器區域布置有16只半伸縮式吹灰器。按照常規的吹灰方式，吹灰投入順序為順著煙氣流方向吹灰，依次對爐膛水冷壁、過熱器、再熱器、低再、低過、省煤器等吹灰。

1 存在的問題

按照如此順序吹灰會使主汽溫、再熱汽溫下降較多，不僅降低機組經濟性，甚至有可能造成汽輪機DEH應力裕度不滿足的情況。并且原先規定“投運煙道長伸縮式吹灰器、半伸縮式吹灰器，要求負荷不小于330 MW；投運爐膛墻式吹灰器，要求負荷不小于400 MW”。鑒于機組在350 MW負荷以下運行的時間較多，如此規定將造成鍋爐長時間無法投入吹灰器，給鍋爐受熱面帶來積灰、結焦等安全隱患。根據本鍋爐特性，長時間不吹灰，鍋爐后墻水冷壁垂簾管、后墻水冷壁懸吊管、低溫再熱器出口管壁溫度均會容易出現超溫的危險。本吹灰系統優化將著力解決上述幾個問題。

2 原因分析

通過理論分析和實際觀察得出，目前主要有4點原因造成吹灰，使主汽溫、再熱汽溫下降較多，分別為：①煤質造成原始熱量分配的問題，爐膛熱負荷強熱量分配多，其他受熱面熱量少，吹灰時容易造成汽溫大幅度下降；②前面受熱面吹干凈后，受熱面吸熱量增加，勢必造成進入后面受熱面的煙氣溫度下降，造成后面受熱面換熱強度下降，進而導致汽溫下降；③前面受熱面吹下的灰被煙氣攜帶到后面受熱面中，造成后面受熱面換熱強度下降，也造成汽溫下降；④吹灰蒸汽由低溫再熱器蒸汽減壓后，溫度遠遠低于爐內煙氣溫度。以上4種原因疊加，受熱面積灰越多，按照順著煙氣流方向吹灰，則主汽溫、再熱汽溫下降的幅度越大。所以一般當爐膛吹灰時，由于水冷壁吸熱量增加，中間點溫度會瞬時上升（但很快會被CCS協調控制修正回設定值），而主汽溫、再熱汽溫則會下降；當高溫過熱器區域吹灰時，主汽溫會有明顯的上升，但再熱汽溫則會下降，低再、低過、省煤器等尾部煙道區域吹灰時，對機組工況影響相對較小。

3 優化措施

3.1 吹灰前提高主、再汽溫

爐膛吹灰時，由于水冷壁吸熱量增加，過熱度會上升。為了避免過熱度被CCS協調修正，此時可以將過熱度設定值跟上當前數值，避免因增加給水量而導致主、再汽溫的下降，吹灰前可采取其他措施適當提高主、再汽溫，比如燃燒器擺角適當上擺等。

3.2 手動投入部分吹灰器

爐膛吹灰時，觀察主汽溫、再熱汽溫數值趨勢，當主、再汽溫下降幅度較大時，表明爐膛積灰量較多，此時暫停爐膛吹灰。手動投入部分高溫過熱器、高溫再熱器、低再、低過區域的吹灰，增強該區域受熱面的換熱強度，減緩溫度的下降。

高溫過熱器區域吹灰時，當再熱汽溫下降幅度較大時，表明高溫過熱器積灰量較多，此時暫停吹灰，手動投入低溫再熱器區域的吹灰，并且開大再熱器側的煙氣擋板開度，增強該區域受熱面的換熱強度，減緩再熱汽溫下降。

3.3 通過壁溫判斷受熱面積灰程度

本鍋爐經常出現鍋爐后墻水冷壁垂簾管、后墻水冷壁懸吊管、低溫再熱器出口管壁溫度高的情況。當發現壁溫較高且鍋爐排煙溫度也較高時，可以初步判斷為受熱面積灰較多。此時，可以通過局部吹灰操作來降低壁溫，具體操作如下：①鍋爐后墻水冷壁垂簾管、后墻水冷壁懸吊管壁溫度較高時，在負荷滿足的情況下可以嘗試投入一組爐膛吹灰，將水冷壁處的灰吹干凈，降低爐膛出口煙氣溫度；②低溫再熱器出口管壁溫度較高時，在負荷滿足的情況下，可以逐一手動投入低溫再熱器前面區域吹灰器，將低溫再熱器前面區域受熱面的灰吹干凈，降低進入尾部煙道的煙氣溫度。③排煙溫度較高時，有條件的應進行全鍋爐吹灰，降低煙氣溫度，這樣可以降低鍋爐各受熱面的壁溫，并且提高鍋爐效率，提高機組經濟效益。

3.4 修改吹灰的負荷要求

原先規定“投運煙道長伸縮式吹灰器、半伸縮式吹灰器，要求負荷不小于330 MW；投運爐膛墻式吹灰器，要求負荷不小于400 MW”，是基于擔心在較低負荷下吹灰會影響機組燃燒工況，通過試驗得出，在300 MW時長伸縮式吹灰器、半伸縮式吹灰器單吹時和350 MW時投入爐膛墻式吹灰器時，鍋爐燃燒工況穩定。因此，將原先規定修改為“投運煙道長伸縮式吹灰器、半伸縮式吹灰器，要求負荷不小于300 MW；投運爐膛墻式吹灰器，要求負荷不小于350 MW”，保證機組大部分時間都具備投運吹灰器的條件。

3.5 延長吹灰間隔

當排煙溫度不高時，申請將“每兩天需完成全鍋爐吹灰”拉長至“每四天完成一次全鍋爐吹灰”。此做法可以減少鍋爐的耗汽量、降低受熱面吹損、減少吹灰器維護工作量等，提高機組的經濟性。

4 安全、經濟效益

4.1 減緩主、再汽溫下降幅度

吹灰過程中，主、再汽溫由平均下降15～20℃減少到平均下降10～15℃，按照660 MW超超臨界機組耗差表，主汽溫度每下降10℃，煤耗增加0.7 g/（kW·h），再熱溫度每下降10℃，煤耗增加0.65 g/（kW·h），該優化操作與之前吹灰方式相比，可以使機組在吹灰過程中煤耗減少約0.675 g/（kW·h）。

4.2 降低鍋爐受熱面的壁溫

通過選擇性局部吹灰，降低鍋爐后墻水冷壁垂簾管、后墻水冷壁懸吊管、低溫再熱器出口管壁溫度，這些壁溫數值平均將下降20℃左右。

4.3 保證鍋爐投入吹灰的條件

放寬吹灰投入條件，使機組大部分時間都具備投運吹灰器的條件，避免長時間無法吹灰帶來受熱面結焦、積灰風險。

5 結束語

通過對吹灰系統進行優化，減緩了吹灰過程中主、再汽溫的下降幅度，降低了鍋爐受熱面的壁溫，并減少了鍋爐的耗氣量，減少了受熱面吹損，降低了吹灰器維護工作量，提高了機組經濟性和安全性。

［1］王立業.超臨界600 MW機組鍋爐吹灰優化［J］.熱力發電，2011，40（4）.

［2］趙運良.660 MW超超臨界鍋爐吹灰方式優化［J］.世界華商經濟年鑒·城鄉建設，2012（10）.

［3］甄玉波，戚彩蓮.660 MW超超臨界機組鍋爐受熱面壁溫、汽溫偏差大原因及應對措施［J］.山東工業技術，2017（2）.