锅炉转干态稳压吹管在百万机组的应用刁培超

锅炉转干态稳压吹管在百万机组的应用刁培超

刁培超

（西北电力试验研究院有限公司陕西西安710001）

摘要：为了满足超超临界锅炉制造厂对锅炉吹管的要求，设计采用一阶段稳压法进行蒸汽吹管。该方法可有效避免吹管水位剧烈波动造成的炉水泵频繁跳闸以及变应力对锅炉金属材料造成的损害，为百万机组在调试阶段稳压吹管做出成功的典范。

关键词：百万机组；锅炉吹管；过热度

1.锅炉系统概述

陕能清水川二期锅炉设计为超超临界参数变压运行螺旋管圈直流锅炉，单炉膛塔式布置形式、一次中间再热、四角切圆燃烧、平衡通风、机械排渣、全钢悬吊构造、露天布置，炉后尾部布置两台三分仓容克式空气预热器，锅炉制造厂为上海锅炉厂。锅炉制粉系统采用中速磨正压直吹式制粉系统，每台炉配备6台磨煤机，BMCR工况时，5台投运，1台备用。设计煤粉细度为R90=22%，均匀性系数为1.2。磨煤机采用上海重型机器厂生产的六台HP1263/Dyn型中速碗式磨煤机。一次风机、送风机及引风机均采用豪顿华工程有限公司生产的动叶可调轴流风机。锅炉点火系统在B层设置等离子点火装置，在ABCDEF层均设置有大油枪，每支油枪出力1t/h。给水系统设置3台35％容量的电动给水泵，设3级双列100％容量、卧式、双流程高压加热器，布置方式采用错层布置。

2.稳压吹管临时管道的选取

2.1凝汽器临时补水系统设计

为了满足吹管系数以及吹管导则中“稳压吹管时，锅炉蒸发量在BMCR工况的44%以上范围内一般可满足吹管系数要求。”的条件，原设计凝汽器正常补水无法满足稳压吹管补水流量，需要增加一路临时补水管道，从除盐水箱底部引出直接插入凝汽器。本工程临时补充采用酸洗时使用的循环泵，出口压力1.2MPa，补水量1200t，加上正式系统补水管道总补水量可达1800t以上，满足稳压吹管要求。

2.2吹管临时蒸汽管道选取

2.2.1所用临时管的截面积应大于或等于被吹洗管道的截面积。

2.2.2材质及壁厚选择：

◆主临吹门前临时管道，设计压力P>10MPa，t≥450℃；

◆主临时控制门后至高排逆止门临时管道，设计压力P>6.0MPa，t≥450℃；

◆中压联合汽门引出至排汽管临时管道，设计压力P>3.0MPa，t≥530℃；

结合以上要求，安装单位临时管道全部选取12Cr1MoV的合金钢。

3吹管过程控制与问题分析

3.1吹管过程控制

第一阶段采用降压与稳压相结合的方式进行吹扫。降压吹扫时分离器压力6.5MPa-7.5MPa，主汽温度控制在420℃左右。根据热力计算书查找，过热器总压降为1.9MPa，能够满足吹管系数的要求。在第一阶段吹管过程中，投运B、C层磨煤机，总给煤量为65t/h，省煤器进口给水流量约为900t/h-1000t/h。其中炉水泵出口流量大约为900t/h，锅炉补水在50t/h-100t/h。锅炉上水调阀开度为1%，实际反馈为0.7%。稳压吹管分离器压力4.22MPa，ABC三台磨煤机运行，总煤量190t/h，为了尽量减小启动系统361阀开度，锅炉上水调阀开度保证满足吹管系数且两个361阀处于关闭状态为基准。主汽温度在400℃，主要考虑到冷段材质为碳钢，且无减温水减温，吹管温度不宜超过430℃。为了达到稳压吹管系数1.0以上，将省煤器入口流量增加至1400t/h-1500t/h。（炉侧未设置主汽、再热蒸汽流量测点，吹管系系数必须采用省煤器给水流量进行计算。如果361阀开度过大，大量给水外排，虽然显示吹管系数达到1.0，实际蒸汽量却无法达到吹管要求且无法计算相差多少）。

在第二阶段吹管中，在煤量达到180t/h时，维持省煤器入口流量在1200t/h，逐渐增大给煤量，在煤量增加至200t/h时，开始有过热度，锅炉逐渐转为干态运行，此时过热度为7℃，给水温度63℃。为了提高过热度与吹管系数，将煤量增加至223t/h，给水流量增加至1300t/h，过热度增加至28℃，此时水煤比为4.7，过热器出口温度410℃。由于参数过低转入直流状态，水冷壁出口管壁温存在30℃的偏差。

第三阶段吹管，点火升压过程基本等同第二阶段，只是在压力达到稳压参数后，继续将临吹门全开。实际在临吹门后10s行程内，基本已无节流，分离器压力下降0.3MPa。维持水煤比将给水流量加至1350t/h-1400t/h，吹管系数满足吹管要求，此阶段分离器压力4.5MPa。给水流量增加后，水冷壁出口金属壁温偏差仍然存在，但管壁温度偏差较小。

3.2问题分析

在稳压吹扫中还存在一个普遍问题，冷段温度超温。锅炉热力计算书中规定BMCR工况下，再热器入口温度为349℃。再热器入口管道管材为A691Cr2-1/4CL22，材质等同于国内碳钢，根据冷端管道壁厚计算冷段入口温度应控制在380℃以内（考虑安全裕度），最大不超过400℃。中联门后临时管道，选用的管道材质为合金钢12Cr1MoV，壁厚为20mm，排气温度不宜大于530℃。在实际转干态稳压吹管中，中联门后管道能满足转干态稳压吹管要求，但冷段温度基本都在380℃以上，且冷段管道未设计减温水，只能通过控制主汽温度来控制再热器入口温度，在230t/h燃料维持干态时，主汽温度在410℃左右，减温水开度大概在15%-30%之间。再热器事故减温水基本全开，微量减温水全开，再热器出口温度也在460℃左右。在以后的临时管道设计时，考虑在冷段增加一路减温水来维持冷段温度。

4.稳压吹管质量控制点

第一，把握好干湿态转化点，计算大致煤量、水量，水煤比可按4.7计算；第二，主要监视水冷壁出口金属壁温，如偏差过大，及时转到湿态运行；第三，注意冷段温度，防止超温。第四，及时补水，维持热井水位。第五，选取合适的临时管管材与壁厚，防止超温。

5.结束语

清水川锅炉吹管，第一阶段稳压有效时间58分钟，第二阶段稳压吹管有效时间173分钟，第三阶段稳压吹管有效时间203分钟，总有效时间434分钟；第三阶段稳压后开始降压打靶，降压打靶第25次、26次连续合格，第25把0.2mm-0.8mm范围内斑痕2点，第25把0.2mm-0.8mm范围内斑痕1点。整个吹管过程共耗水22000吨，耗煤2700吨，耗油110吨。本次稳压蒸汽吹管满足吹管导则的要求，吹管效果良好，为以后百万机组蒸汽吹管做出了成功典范。

参考文献：

[1]《3192t/h超超临界压力直流锅炉热力计算汇总》上海锅炉厂

[2]《火力发电建设工程机组蒸汽吹管导则》中华人民共和国国家能源局