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660 MW超临界锅炉吹管技术的优化及探讨

2024-10-17 13 上传者：管理员

摘要：针对660 MW超临界机组不带循环泵的启动系统，探讨了锅炉的吹管技术，并对操作过程进行了优化研究。按照吹管操作的技术规范，在降压吹管过程中进行优化操作，包括锅炉水质冲洗、控制过热器出口温度及增加吹管有效时间，在整个吹管过程中，过热器的吹管系数达到1.4以上。经实践证明，优化后的吹管效果良好，为后续同类型机组的吹管操作提供运行数据。

关键词：
吹管操作
吹管系数
稳压吹管
超临界
降压
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吹管目的主要是去除制造、安装过程中管道内部存在的砂石、焊渣及氧化皮等杂物，确保汽轮机进汽的安全，尤其针对新建机组，这是一道必备环节[1]。吹管方式有稳压、降压和稳降结合法3种，采用稳压吹管，主要临时系统要求高、锅炉热负荷约50%,主要受制于化学制水的能力，要求比较高；采用降压吹管，利用锅炉储能快速释放产生蒸汽动量吹管，较稳压法要用水量小很多，制粉数量单套[2]。

鉴于现场制水能力和现场临时系统条件制约，某新建660 MW超临界对冲褐煤锅炉采用降压法吹管。本文主要探讨通过吹管操作过程优化，增加单次吹管有效时间，减少降压吹管压力快速释放造成对锅炉受热面寿命影响。

1、系统简介

本次吹管锅炉为东方锅炉厂生产的2×660 MW超临界锅炉，型号为DG2065/25.4-II12。锅炉设计的主要参数见表1。设计煤种为印尼褐煤，实际吹管用燃煤比设计煤种的水分和热值还高，工业分析具体见表2。

2、吹管操作

表1锅炉主要参数表

表2设计煤质和实际煤质

2.1 吹管的蒸汽流程

该机组采用降压一段式吹管，过热器、再热器系统串冲。依据最新吹管导则，过热器出口和再热器出口应分别装设靶板[2]。吹管时安装临时系统，如图1所示。

2.2 降压吹管的运行控制

超临界锅炉采用降压吹管时，应严格控制分离器压力下降值，相应饱和温度下降值应不大于42 ℃,注意储水箱水位在开关临吹阀过程中的控制，保证锅炉启动分离器安全[3]。严格控制给水流量在锅炉说明书保证值之上，确保水冷壁系统运行安全。

图1吹管时安装的临时系统

锅炉单次吹管主要操作过程为锅炉给水和临吹阀操作。过热器出口压力达到设计值，临吹阀打开前，提前增加锅炉给水，弥补临吹阀打开后蒸汽流量的损失。临吹阀打开后，储水箱由于压力突降导致大量水汽化。储水箱产生虚假水位，此时不能减少锅炉给水，相反需要继续保持锅炉补给水流量，监视储水箱水位不超过最高显示水位即可[4]。过热器出口压力降低到设计值，临吹阀关闭，注意储水箱水位降低幅度，水位降低较快时维持给水量继续不变。临吹阀全部关闭后，待储水箱和过热器压力接近，缓慢减少锅炉给水流量目标至正常运行时的数值，临吹阀关闭后若储水箱水位高可开启启动系统水位控制阀进行放水。

表3临吹阀门开关过程参数变化

当锅炉点火后，为了暖透吹管的临时系统管道，防止在吹管过程中发生水击现象，全开临吹门，当消音器及临时管道的温度达到140 ℃以上时，关闭临吹阀。当分离器出口压力达到3.5 MPa进行首次试吹，主要目的是检查锅炉受热面系统管道及吹管临时系统膨胀是否受阻及临吹管系统内是否存在积水，操作为保持给水量不变，临吹阀开到位后立即关上。分离器出口压力5.5 MPa, 进行第二次试吹，分离器压力降至3.7 MPa, 关临吹阀，进步检查临时系统膨胀和管道内部积水。当分离器出口压力7.5 MPa, 过热器出口温度360 ℃,进行第一次正式吹管，分离器出口压力降至4.82 MPa时关临吹阀，临吹阀全关时压力为4.35 MPa, 整个吹管过程中系数最高值为1.37。根据吹管导则要求吹管系数达到1.40,将分离器出口压力提高到8.3 MPa, 过热器出口温度达到380 ℃,吹管系数最高达到1.43,当吹管系数为1.05时，关闭临吹门。正常吹管过程中开门、关门及过程中相关参数变化，如表3所示。

3、吹管前后的操作优化

3.1 锅炉水冲洗优化

锅炉冷态上水前，将锅炉疏水扩容器至凝汽器管道管路和再热器减温水管道采用辅汽对管道进行吹扫，过热器减温水水侧在试转给水泵时进行冲洗。锅炉冷态冲洗时一开始锅炉上满水，到取样间取样查看炉水品质，采用停止上水，整炉放水，每次锅炉上好水后均取样，待水质化验铁离子浓度为5000 ppm以下时，采用边上水边排放。在这个过程中采用变流量冲洗，水流量约为300～1000 t/h, 给水流量1000 t/h左右保持3 min后，关闭给水旁路门，停止锅炉上水冲洗，待除氧器水位增长至2400 mm时继续冲洗，每次变化时间为8 min, 变流量冲洗一共18次缩短了冷态冲洗时间。热态冲洗根据锅炉说明书水中的沉积物在190 ℃时达到最大[5],主要维持顶棚出口温度190 ℃,给水流量大于370～600 t/h之间。整个第一阶段冷态和热态冲洗水量约3000 t/h, 相对锅炉水明书中要求约为4490 t/h节省了1400 t除盐水[5],同时冷态水冲洗时间也相对常规缩短了3 h完成。

3.2 吹管蒸汽温度控制

受制于吹管临时系统设计温度为500 ℃和再热器入口管道设计温度为420 ℃,锅炉吹管过程中控制过热器出口蒸汽温度小于420 ℃。吹管过程主要采取以下措施来控制。

(1) 提高给水温度，采用35 t启动锅炉供汽，根据设计要求主要用于除氧器加热、大机轴封用汽、空预器吹灰，单台磨煤机暖风器蒸汽启动过程耗量为4.9 t/h, 磨出口温度控制在65 ℃以上。启动初期给煤量控制15 t/h, 磨煤机出口温度稳定在69 ℃,控制升温升压速率，缓慢增加煤量，约投粉4 h空预器出口一次热风温大于暖风器出口一次风温度，切除暖风器，投用磨煤机主路一次热风，同时增加除氧器进蒸汽量，除氧器的水温温度正常吹管时维持85 ℃,最后稳定吹管时给煤量稳定在42～45 t/h, 磨出口温度为68 ℃,磨煤机入口风温度202 ℃,除氧器温度维持在85 ℃。

(2) 优化锅炉配风，锅炉燃料量不变时，通过调整锅炉配风，控制出口烟气温度进而影响蒸汽温度。吹管过程锅炉总风量控制在约1200 t/h, 其中一次风量约300 t/h, 二次风量约900 t/h, 省煤器出口氧量为14.8%。投入A层制粉系统，制粉系统一次主要确保燃烧喷口安全及制粉管道不积粉，控制A磨出口风速控制25～27 m/s, 给煤量控制在45 t/h时将A磨煤机入口风量控制在86 t/h; 上层的D层和B层为通风状态，控制每台磨煤机风量为107 t/h。二次风配风锅炉吹管过程主要保证投粉燃烧器层氧量充足，不运行制粉层可靠冷却，吹管过程二次风箱压力保控制400 Pa, A层投运煤粉燃烧器二次风风门开度约70%,其上一层和对侧二次风风门开度约20%,2层燃尽风风门开度控制在50%,并且根据炉膛出口烟气温度进行调整，其余二次风开度控制在10%。此时炉膛出口烟气温度可控制在约450 ℃,过热蒸汽温度在400～420 ℃。

3.3 吹管有效时间控制

降压吹管主要操作给水流量和储水箱液位调节阀，通过对比操作顺序吹管系数的变化，最后确定开临吹阀前先增加给水流量，给水流量直接输入给水调门指令由正常运行30%输至70%,同时关闭储水箱液位调节阀，一直维持这个给水量和储水箱液位调阀。在准备关临吹阀时，给水量调阀直接输入50%,待储水箱水位从高到低，再从低缓慢恢复根据经验及时控制给水量正常工况。通过该操作吹管有效时间每次增加15 s。同时防止防止过热器进水，吹管临冲阀门打开前维持储水箱液位7 m左右，同时吹管过程中打开顶棚过热器疏水阀。

4、结论

在吹管过程中，采用以上优化措施，节约除盐水冲洗用量；调整锅炉配风控制炉膛出口烟气温度，控制锅炉给水流量防止蒸汽带水同时增加吹管有效时间，整个吹管过程将蒸汽温度控制在锅炉吹管设计范围内。整个吹管过程总耗煤1340 t, 耗油量130 t, 除盐水耗量为11000 t。过热器和再热器同时连续打靶在第93次和第94次合格，满足最新吹管导则要求。同时本工程吹管实践及操作方法也为后续新建锅炉吹管提供经验。

参考文献:

[1]段永成.国产600 MW超临界机组直流锅炉启动系统[J].热能动力工程,2005,20(1):99~100.

[2]国家能源局.火力发电建设工程机组蒸汽吹管导则[S].北京:中国标准出版社,2013.

[3]严晓勇.600 MW超临界直流锅炉直接投粉一阶段降压吹管工艺[J].中国电力,2011.

[4]任杰.600 MW超临界锅炉降压吹管操作方法探讨[J].锅炉技术,2011.

[5]DG2112/25.4-Ⅱ2型锅炉运行说明书[Z].东方电气集团东方锅炉股份有限公司,2020.

文章来源:傅旭峰,汪泽明,鄢传武,等.660 MW超临界锅炉吹管技术的优化及探讨[J].电站系统工程,2024,40(06):25-26+29.