1000MW超超临界机组锅炉冲管过程与分析

1000MW超超临界机组锅炉冲管过程与分析

方磊

方磊

（江苏省电力公司建设部江苏南京210024）

锅炉的过热器、再热器管内及其蒸汽管道，由于结构及布置等方面的原因，一般不宜进行化学清洗。安装结束后的火电机组锅炉和系统管道，不可避免地在炉管内和管壁上仍滞留或附着一些氧化铁等硬质异物，如让这些杂物遗留在受热面管道系统中，则当锅炉投入运行后，易造成过热器、再热器堵塞爆管；而一旦被蒸汽带入汽轮机，高速运动的硬质颗粒撞击到叶片表面时会产生凹坑或切削效应，将会产生很大的危害性。因此，新装锅炉在正式投运之前，必须清除在制造、运输、保管、安装过程中残留在过热器、再热器及管道中的各种杂物，如焊渣、旋屑、氧化铁皮、泥砂等。

1设备概况

某电厂超超临界机组锅炉为东方锅炉股份有限公司生产的超超临界参数变压运行、带中间混合集箱、垂直管管圈水冷壁直流锅炉、单炉膛、一次中间再热、采用前后墙燃烧方式、平衡通风、固态排渣、全钢悬吊结构Π型、半露天布置的燃煤锅炉。

2冲管理论简述

2.1蒸汽冲管工艺比较

稳压冲管是在锅炉蒸汽压力、蒸汽流量比较稳定的情况下进行的冲管，冲管时冲管控制门全开，锅炉水动力工况较稳定，可以稳定投入制粉系统。由于超超临界直流锅炉没有汽包，锅炉蓄热小，业界普遍认为稳压冲管是其最佳选择。

降压冲管是指锅炉事先维持一个较高的冲管压力，然后迅速全开临时冲管门，使得锅炉压力迅速下降，蒸发量瞬间骤增，从而实现对锅炉受热面的吹扫[1]。降压冲管是以锅炉产生的蒸汽为动力和蓄积的热量瞬间释放，对过热器、再热器管道内的杂质进行吹扫。

稳压冲管的优点：（1）每次冲管持续时间长，冲管次数少，以有效冲管时间论，稳压冲管1次相当于降压冲管多次，是更合理的方式；（2）对锅炉受热面等承压部件的热冲击应力较小，对启动分离器水位、锅炉启动循环系统的扰动小；（3）可以稳定投入制粉系统，既节约了燃油的耗量，又为整套启动奠定了良好的基础；（4）稳压冲管不用频繁的操作来维持压力和温度交变，操作相对简单，运行工况稳定。缺点：（1）稳压冲管对系统的扰动较小，不利于受热面氧化铁等杂物的掉落；（2）稳压冲管的连续操作需要大容量的除盐水，需要较大的水处理出力；（3）在满足冲管系数的条件下，需投用1台汽动给水泵，这就牵涉到了汽轮机真空系统、轴封系统在冲管前必须具备投运条件；（4）稳压冲管时管道受热膨胀的时间也较长，临时系统管道的膨胀推力有可能对正式管道系统产生影响。

降压冲管的优点：（1）降压冲管时冲管系数大于稳压冲管，每次冲管压力、温度急剧改变时引起的热冲击和动力冲击有利于冲管效果；（2）对辅助系统的要求较低，用水量需求相对较小。缺点：（1）降压冲管时分离器贮水箱水位波动较大，运行控制难度大；（2）每次冲管的时间很短，冲管次数多；（3）必须要有快速开启、工作可靠的临冲门，造价昂贵；（4）每次降压冲管，压力温度急剧变化，热冲击应力造成设备寿命损耗。

2.2蒸汽冲管的质量标准

“蒸汽冲管导则”中规定：冲管系数≥1.4；经连续2块靶板评定，整块靶板上可见冲击斑痕小于5点，最大冲击拉径小于0.5mm。

国外先进国家不倾向采用靶板评定，认为靶板评定有随机因素，不可靠。对于稳压冲管，德国标准较严格，其规范规定每天只能进行1次点火冲管，而后停炉冷却，次日再冲，如此重复直至靶板合格。该方法实际上已充分考虑了温度的冷热循环冲击，对改善冲管的效果有非常重要的意义。对于超超临界机组，当蒸汽温度达到600℃后，由于目前冲管时要连接专门的临时冲管系统，而这些系统的设计温度一般都在510℃及以下，否则造价过于昂贵。冲管温度就与运行温度差别较大，影响了实际冲管效果[2]。

在目前我国尚没有完善大容量超超临界锅炉蒸汽冲管质量评定标准的情况下，可两者结合，以靶板评定为主，结合冲管次数，根据排汽色质及冲管次数，作为冲管质量评定依据。

在本工程中，在被吹洗管的末段的临时排汽管内（或排气口处）装设靶板，在保证冲管系数的前提下，连续2次更换靶板检查，靶板上的冲击斑痕粒度不大于0.2～0.5mm，且斑痕不多于5点即认为冲洗合格。在冲管期间保证锅炉冷却次数，延长锅炉冷却时间，进一步提高蒸汽冲管质量。

3本机组冲管参数的选择及系统流程

3.1冲管系统流程

根据本工程的具体安装进度，结合上文对稳压冲管与降压冲管优缺点的分析，该机组的蒸汽冲管采用了稳压降压相结合的冲管方式。

流程1：降压冲洗过热器、主蒸汽管道。启动分离器→过热器系统→两路主蒸汽管道→临时管→临冲门→临时管→靶板器→临冲门→临时管→临时母管→消音器→排大气。

流程2：降压串联冲洗过热器、主蒸汽系统和再热器系统。启动分离器→过热器系统→两路主蒸汽管道→临时管→临冲门→临时管→靶板器→临冲门→临时管→高排逆止阀后→冷段再热管道→再热器系统→热段再热管道→临时管→堵板→靶板器→临时母管→消音器→排大气。

流程3：冲洗高压旁路。启动分离器→过热器系统→两路主蒸汽管道→高旁门→冷段再热管道→再热器→热段再热管道→临时管→堵板→靶板器→临时母管→消音器→排大气。

流程4：稳压串联冲洗过热器、主蒸汽系统和再热器系统（与流程2相同）。

4本机组冲管结果

本次冲管历时16天，且在整套启动期间未出现过一次爆管事故。具体来说以下几方面值得在以后的工程中借鉴：

（1）采用过热器系统和再热器系统串联冲洗的方法，冷再进口处安装集粒器，这样既保证过热器管路中的杂物不会冲到再热器中，又简化了管路，有效缩短了冲管时间，节省了工时，提高了冲管的效率；

（2）对冲管步骤进行了优化，在第2阶段冲管中先对过热器系统、再热器系统进行冲洗，冲洗再热器后期的同时对给水泵汽轮机进汽管路进行冲洗，节省了冲管时间；

（3）冲管采用等离子点火，从等离子煤粉点火装置的投用情况看达到了预期的效果，节省了燃油量；

（4）增加中间停炉冷却步骤，过热器和再热器系统在冲管基本合格后停炉冷却12h以上，温度改变时引起的热冲击和动力冲击有利于受热面氧化铁等杂物的剥落，提高了冲管效果；

（5）在采用稳压冲管时，1台汽动给水泵提前投入运行，既提高了给水流量，保证了稳压冲管系数，又为整套启动奠定了良好的基础。

参考文献：

[1]胡志宏，郭磊.邹县电厂3033t/h超超临界锅炉冲管方案的探讨[J].山东电力技术，2006（6）：3～6

[2]冯伟忠.新建超超临界机组锅炉及系统的清洁技术[J].中国电力，2009（6）：16

作者简介：

方磊（1982-），男，江苏南京人，工程师，从事输变电工程建设安全质量管理工作。