1000MW二次再熱機組π型鍋爐吹管技術(shù)研究

摘要：新建火電機組的吹管過程十分關(guān)鍵，與常規(guī)機組相比，二次再熱機組的蒸汽參數(shù)更高，熱力系統(tǒng)更復(fù)雜，其吹管調(diào)試的要求更高。以國產(chǎn)首臺1000MW二次再熱π型鍋爐為研究對象，綜合考慮項目實際情況，提出兩段式降壓吹管調(diào)試工藝，第一階段對過熱器進行吹掃，第二階段將過熱器、一次再熱器和二次再熱器串聯(lián)吹管。實際吹管過程能夠較好地滿足吹管導(dǎo)則相關(guān)質(zhì)量要求，保證了機組啟動運行順利，為后續(xù)同類型機組的吹管調(diào)試提供經(jīng)驗。

關(guān)鍵詞：二次再熱π型鍋爐過熱器降壓吹管

中圖分類號：TK229.2文獻標(biāo)識碼：B

ResearchonPipe-BlowingTechnologyforπTypeBoilerof1000MWDoubleReheatUnit

FANGJunting

SchoolofInformationandConstructionEngineering，AnhuiOpenUniversity，Hefei，AnhuiProvince，230022China

Abstract：Theblowingprocessofnewlybuiltthermalpowerunitsiscrucial.Comparedwithconventionalthermalunit，thesteamparameterofdoublereheatunitishigher，thethermalsystemismorecomplex，therequirementsforpipe-blowingdebuggingarehigher.Takingthefirstdomesticallymade1000MWdoublereheatπtypeboilerastheresearchobject，andtakinginto accounttheactualsituationoftheprojectcomprehensively，two-stagepressure-reductionpipeblowingdebuggingprocessisproposed.Firststagethesuperheaterispurged;Secondstage，connectthesuperheater，primaryreheater，andsecondaryreheaterinseriesforblowingpipes.Theblowingprocesscanbettermeetthequalityrequirementsproposedintheblowingguidelines，ensuringthesmoothstart-upandoperationoftheunit，andprovidingexperienceforthesubsequentblowingdebuggingofsimilarunits.

KeyWords：Doublereheat;πtypeboiler;Superheater;Pressure-reductionpipeblowing

與常規(guī)超超臨界機組相比，二次再熱機組的蒸汽參數(shù)更高，其鍋爐側(cè)增加了一級再熱器，機組的熱力系統(tǒng)更為復(fù)雜，因此對鍋爐的調(diào)試及運行提出了更高的要求[1-2]。為保障機組安全穩(wěn)定運行，新建機組調(diào)試運行中的鍋爐吹管過程十分關(guān)鍵。由于鍋爐在建造、運輸及安裝過程中的各類原因，其過熱器和再熱器等各類管道中可能會殘留有焊渣、氧化皮以及其他施工雜物等。根據(jù)《電力建設(shè)施工技術(shù)規(guī)范第5部分：管道及系統(tǒng)》[3]、《火力發(fā)電建設(shè)工程機組蒸汽吹管導(dǎo)則》[4]要求，在火力發(fā)電機組調(diào)試過程中，需要對鍋爐過熱器、再熱器及其他相關(guān)管路進行蒸汽吹掃，清除相關(guān)管道內(nèi)部殘留的氧化皮、焊渣和其他雜物，提升蒸汽品質(zhì)，防止鍋爐發(fā)生爆管事故以及由于蒸汽品質(zhì)不合格造成的汽輪機通流損傷，有效提高發(fā)電機組運行的安全性和經(jīng)濟性。鍋爐蒸汽吹管是利用鍋爐自身產(chǎn)生的蒸汽對過熱器、再熱器及相關(guān)管道進行蒸汽吹洗、并將蒸汽通過臨時管路和排汽口排出的一種方法。

1鍋爐主要設(shè)備概況

某電廠1000MW機組鍋爐型號為HG-2764/33.5/605/623/623-YM2，該鍋爐為哈爾濱鍋爐廠制造的二次中間再熱、超超臨界壓力變壓運行、帶內(nèi)置式再循環(huán)泵啟動系統(tǒng)的直流、單爐膛雙切圓的π型鍋爐。該鍋爐為我國首臺1000MW二次再熱π型鍋爐，其鍋爐吹管無相同類型機組調(diào)試經(jīng)驗可供借鑒，在參考國內(nèi)已投產(chǎn)的其他類型二次再熱機組鍋爐吹管經(jīng)驗的基礎(chǔ)上[5-6]，對此鍋爐完成吹管調(diào)試，為后續(xù)同類型鍋爐提供啟動調(diào)試經(jīng)驗。

鍋爐過熱器系統(tǒng)采用三級布置結(jié)構(gòu)，汽溫調(diào)節(jié)方式為煤水比調(diào)節(jié)；高壓再熱器和低壓再熱器系統(tǒng)均采用兩級布置結(jié)構(gòu)，高壓末級再熱器和低壓末級再熱器布置在水平煙道，高壓低溫再熱器布置在尾部前煙道，尾部后煙道布置低壓低溫再熱器，其“煙氣再循環(huán)系統(tǒng)+燃燒器擺角+再熱器尾部煙氣擋板”共同組成再熱汽溫的組合式調(diào)溫方式，鍋爐設(shè)計參數(shù)如表1所示。

2吹管方案

2.1吹管方式

根據(jù)吹管導(dǎo)則，當(dāng)前鍋爐吹管方式從管道串聯(lián)方式分類，可分為一段吹管和兩段吹管；從鍋爐釋放輸出蒸汽的方式分類，可分為從穩(wěn)壓吹管和降壓吹管。由于本項目鍋爐過熱器及再熱器系統(tǒng)總阻力較大，鍋爐蓄熱能力偏小，同時綜合考慮項目化學(xué)制水能力，本項目采用兩段式降壓吹管方式[7-8]。其中：第一階段僅吹掃過熱器系統(tǒng)，直到靶板合格，第一階段同步吹掃高壓旁路；第二階段將串聯(lián)吹掃過熱器系統(tǒng)和兩級再熱器系統(tǒng)，在二次再熱器進口處加裝集粒器，直到靶板合格，第二階段同步吹掃中壓旁路和低壓旁路。

2.2吹管參數(shù)

根據(jù)各級受熱面和管道的設(shè)計參數(shù)要求，以及各臨時管道的材質(zhì)要求，吹管壓力需要根據(jù)吹管系數(shù)決定，即在吹管系數(shù)大于1.0的前提下計算吹管壓力。降壓吹管時，啟動分離器壓力控制在8.0～9.0MPa，后期可根據(jù)吹管系數(shù)進行適當(dāng)調(diào)整，當(dāng)啟動分離器壓力小于7.0MPa時，應(yīng)關(guān)閉吹管臨沖門。

吹管期間，需把握好吹管時間節(jié)奏，即每小時吹管次數(shù)不宜超過4次；同時，調(diào)整燃燒確保鍋爐各受熱面不發(fā)生超溫情況，并且防止蒸汽帶水。

2.3吹管路線

采用兩段式降壓吹管方式，具體吹管線路如圖1所示。

2.3.1第一階段過熱器吹管

過熱器：鍋爐啟動分離器→各級過熱器→過熱器集汽集箱→主蒸汽管道→超高壓主汽閥前→臨時管道→1號、2號臨沖門→臨時管道→1號靶板器→臨時管道→消音器→排汽口排出。

高壓旁路：鍋爐啟動分離器→各級過熱器→過熱器集汽集箱→主蒸汽管道→高壓旁路→高旁閥（假閥芯）→臨時管道→高旁臨沖門→臨時管道→2號靶板器→臨時管道→消音器→排汽口排出。

2.3.2第二階段再熱器吹管

過熱器與再熱器串聯(lián)：啟動分離器→各級過熱器→過熱器集汽集箱→主蒸汽管道→超高壓主汽閥前→臨時管道→3號、4號臨沖門→一次低溫再熱進口管路→一次低溫、一次高溫再熱器→一次高溫再熱管路→臨時管道→集粒器→二次低溫再熱進口管路→二次低溫、二次高溫再熱器→二次高溫再熱管路→臨時管道→2號靶板器2→臨時管道→消音器→排汽口排出。

中壓旁路：啟動分離器→各級過熱器→過熱器集汽集箱→主蒸汽管道→超高壓主汽閥前→臨時管道→3號、4號臨沖門→一次低溫再熱進口管路→一次低溫、一次高溫再熱器→一次高溫再熱管路→兩路中壓旁路→兩路中旁閥（假閥芯）→臨時管道→中旁臨沖門→臨時管道→2號靶板器→臨時管道→消音器→排汽口排出。

低壓旁路：啟動分離器→各級過熱器→過熱器集汽集箱→主蒸汽管道→超高壓主汽閥前→臨時管道→3號、4號臨沖門→一次低溫再熱進口管路→一次低溫、一次高溫再熱器→一次高溫再熱管路→臨時管道→集粒器→二次低溫再熱進口管路→二次低溫、二次高溫再熱器→二次高溫再熱管路→兩路低壓旁路→臨時管道→2號靶板器→臨時管道→消音器→排汽口排出。

2.4吹管前準(zhǔn)備

吹管前按照調(diào)試方案完成相關(guān)電動閥門驗收和連鎖保護試驗，同時對各臨沖門進行聯(lián)合驗收，各臨沖門開關(guān)時間如表2所示，臨沖門開關(guān)時間驗收合格。

3吹管過程及控制

3.1鍋爐冷、熱態(tài)沖洗

啟動電動給水泵，待鍋爐上滿水后進行兩次整體置換沖洗，再進行大流量冷態(tài)開式?jīng)_洗，直至冷態(tài)沖洗水質(zhì)合格。投入微油系統(tǒng)，鍋爐點火后調(diào)整燃燒，控制分離器溫度170℃左右。啟動爐水循環(huán)泵，開始熱態(tài)開式?jīng)_洗，當(dāng)儲水罐出口水質(zhì)Fe＜100μg/L時，水質(zhì)合格，鍋爐熱態(tài)沖洗結(jié)束。

3.2鍋爐升溫升壓及第一階段試吹管

依據(jù)冷態(tài)啟動升溫升壓曲線進行鍋爐升溫升壓速度控制。當(dāng)分離器壓力達到0.5MPa時，注意臨時管道暖管。當(dāng)消音器處排汽溫度高于120℃時，除汽機本體疏水外，其余各路疏水可逐步關(guān)小直至關(guān)閉，此時鍋爐開始升壓，在升壓時應(yīng)注意控制主汽溫度的溫升。根據(jù)爐膛熱負(fù)荷的需要，投入A制粉系統(tǒng)。

鍋爐升溫升壓過程中，每提高1.0MPa的壓力，對鍋爐本體系統(tǒng)和臨時管道系統(tǒng)的各處支撐和膨脹進行檢查。在分離器壓力2.0MPa時開啟第一次試吹管。試吹完成后，檢查臨時系統(tǒng)和臨時管道，重點查驗支吊架受力和管道膨脹情況，檢驗臨時系統(tǒng)能否滿足繼續(xù)提高壓力試吹。繼續(xù)在分離器壓力3.5MPa、5.0MPa、7.5MPa、8.5MPa下進行多次試吹，每次試吹結(jié)束后均要求檢驗臨時系統(tǒng)，確保能夠進一步提高壓力進行試吹。

3.3第一階段過熱器吹管

試吹結(jié)束后，由施工單位全面檢查臨沖系統(tǒng)，開始第一階段過熱器系統(tǒng)正式吹管，吹管期間維持A制粉系統(tǒng)運行。當(dāng)分離器出口壓力升高至8.5MPa時，開啟臨沖門進行吹管操作，此時運行人員須對分離器及貯水箱水位進行關(guān)注，及時補水。當(dāng)分離器出口壓力降低至7.0MPa時，臨沖門關(guān)閉，給水流量隨分離器及貯水箱水位回升時逐步減少，維持水位整體穩(wěn)定。待分離器出口壓力再次達到8.5MPa時，重復(fù)吹管操作步驟，直到放置的靶板連續(xù)兩次合格，結(jié)束第一階段鍋爐過熱器吹管，共吹管61次。

第一階段完成后，鍋爐緩慢降溫減壓，當(dāng)鍋爐分離器壓力降低至2.0MPa時，吹掃各級過熱器減溫水調(diào)門后管道，直至吹掃合格。

3.4第二階段再熱器吹管

第二階段吹管前，對再熱器前臨沖門打開20s，對再熱器系統(tǒng)進行暖管，待再熱蒸汽管道充分暖管后，關(guān)閉各再熱器疏水系統(tǒng)。維持A磨煤機運行，分別在分離器壓力2.0MPa、3.5MPa、5.0MPa、7.5MPa、8.5MPa進行試吹管，試吹完成后進行系統(tǒng)檢查，開始第二階段正式吹管。第二階段共進行兩次停爐操作，每次停1b6537398f80adb4d690952c31a6e438爐時間均大于12h，停爐期間對集粒器進行人工清理，鍋爐整爐換水，同時管道冷卻有利于氧化皮脫落，提高了吹管效果，有效減少吹管時間。

第二階段再熱器吹管過程與第一階段類似，第二階段共吹管113次，其中第112、113次連續(xù)兩次打靶合格。

4結(jié)論與建議

（1）根據(jù)鍋爐的結(jié)構(gòu)特點和本調(diào)試工程的實際情況，結(jié)合國內(nèi)已投產(chǎn)的部分二次再熱機組調(diào)試經(jīng)驗，制定了國產(chǎn)首臺1000MW二次再熱π型鍋爐的兩段式降壓吹管調(diào)試工藝，并成功進行了實踐。

（2）吹管過程中運行人員需要掌握開啟和關(guān)閉臨沖門操作時的貯水箱水位變化規(guī)律，時刻關(guān)注水位情況。特別是由于壓力快速降低造成工質(zhì)汽化而產(chǎn)生的“虛假水位”情況，運行人員需準(zhǔn)確判斷真實水位并及時進行補水操作，防止水位過低造成爐水循環(huán)泵跳閘等事故。

（3）吹管過程分為過熱器和再熱器兩個階段，整個吹管過程能夠較好地完成吹管導(dǎo)則中的質(zhì)量要求，保證機組順利啟動運行，為后續(xù)同類型機組的吹管調(diào)試提供經(jīng)驗。

參考文獻

[1]笪耀東，馬少海，李軍.我國超超臨界二次再熱鍋爐的發(fā)展和技術(shù)特點[J].中國特種設(shè)備安全，2020，36（9）：1-5，14.

[2]王月明，牟春華，姚明宇，等.二次再熱技術(shù)發(fā)展與應(yīng)用現(xiàn)狀[J].熱力發(fā)電，2017，46（8）：1-10，15.

[3]國家能源局.電力建設(shè)施工技術(shù)規(guī)范第5部分：管道及系統(tǒng)：DL5190.5-2019[S].北京：中國電力出版社，2020.

[4]國家能源局.火力發(fā)電建設(shè)工程機組蒸汽吹管導(dǎo)則：DL/T1269—2013[S].北京：中國電力出版社，2014.

[5]李貴鵬.1000MW二次再熱塔式鍋爐吹管技術(shù)研究[J].山東電力技術(shù)，2021，48（11）：77-80.

[6]劉帥，蔣森年，呂當(dāng)振，等.1000MW機組雙切圓鍋爐穩(wěn)降壓聯(lián)合吹管技術(shù)[J].熱力發(fā)電，2020，49（3）：148-154.

[7]劉東，崔曉光，葉羅.1000MW超超臨界二次再熱機組鍋爐蒸汽沖管[J].電力科技與環(huán)保，2019，35（1）：43-45.

[8]張幼林，劉嘉.二次再熱機組二段吹管方法的選擇[J].鍋爐制造，2022（1）：22-23.