1000MW超超临界机组锅炉吹灰汽源节能优化改造

1000MW超超临界机组锅炉吹灰汽源节能优化改造

邱家煜

（广东粤电靖海发电有限公司广东惠来515200）

摘要：电站锅炉节能技术已经成为当今主要的技术研究方向，锅炉蒸汽吹灰是清除炉膛、受热面结渣和积灰，以提高受热面换热效率的一项常规运用的措施，它是以消耗蒸汽及损失蒸汽所携带的能量为代价。在保证锅炉及吹灰系统安全、稳定运行的前提下，选择低品质再热蒸汽代替高品质过热蒸汽作为吹灰汽源，同时采用蒸汽引射器降低系统的节流损失，以实现节省锅炉蒸汽吹灰的能耗具有十分重要的意义。

关键词：吹灰汽源，节能，蒸汽引射器；

1设备概述

某电厂一期#3、4锅炉为东方锅炉股份有限公司制造的DG3000/26.15-II1型超超临界参数变压直流锅炉，锅炉本体吹灰器的蒸汽汽源引自锅炉屛式过热器出口，设计蒸汽压力为26.42MPa，蒸汽温度约为551℃，减温水压力为20MPa，减温水温度为186℃。蒸汽吹灰系统主要由汽源管道、减压站、减温器、吹灰器组件及枪管等组成。吹灰器布置在锅炉炉膛、水平烟道、后竖井包墙、空气预热器、脱硝系统中，通过定时吹扫，防止锅炉受热面结焦、清除积灰。

2原吹灰系统存在的问题

原吹灰汽源由屏式过热器出口接出，蒸汽压力高，做功能力强，而吹灰器提升阀对汽源压力需求约1.8～2.7MPa，工作温度需求为340~370°C。该汽源需使用减压站进行减压减温，造成较大能耗损失，而且减压设备维护工作量大，故障率高，也容易吹损系统管路，该汽源的使用存在如下问题：

1）高温高压的过热蒸汽没有做功就减温减压用于蒸汽吹灰，影响了锅炉的热效率；而且减压阀前后压差高达8倍，内部介质对阀门及管道冲刷严重，阀门内漏频繁，增加工质泄漏损失，降低运行经济性。

2）高参数蒸汽在减温后蒸汽中带水，对沿程管道冲击严重，容易造成沿程管道拉裂，吹灰器枪管开裂，造成设备损坏，影响机组安全，同时也增加了维护工作量。

3）屏式过热器出口蒸汽参数较高，减压调节阀门泄漏后，由于个别吹灰器提升阀结合面不严密，会使蒸汽持续吹扫某受热面局部范围，不仅增加了四管泄漏的可能性，还降低了机组的经济性。

所以以过热蒸汽作为吹灰汽源，不仅经济性低，安全风险也大，还给设备带来很大的损坏隐患和大量的维护工作。选择再热蒸汽替代过热蒸汽做为吹灰汽源从经济性和安全性的角度看，能够有效减少蒸汽携带能量损失，降低发电蒸汽热耗损失，降低发电煤耗，提高机组安全性和经济效益。

3新汽源的选择

初步研究表明，要满足吹灰汽源节能优化的需要，最好使用再热蒸汽作为吹灰汽源，吹灰汽源要满足全负荷安全吹灰的需要，就需要有较高的过热度，另一方面吹灰蒸汽的温度应与水冷壁或受热面的壁温相差不大，避免受热面管材吹灰引起管材温度上下波动，诱发材料疲劳失效。通过现场勘测和对当前变负荷再热蒸汽运行参数的资料收集，得到不同负荷下，锅炉低温再热蒸汽进出口温度和压力的参数如表1所示。

表1实际运行低温再热蒸汽进出口温度和压力参数表

由表1得知，要实现再热蒸汽代替过热蒸汽做为吹灰汽源这一目标，可通过将两股不同温度和不同压力的再热蒸汽汽源进行混合得以实现，并且两股蒸汽的比例能够有效调节，这样就能在蒸汽能量损失较小的情况下，实现锅炉全负荷安全吹灰。

4蒸汽引射器的运用

混合后的蒸汽温度和压力是新吹灰汽源系统的关键，混合方式直接决定混合后蒸汽参数的温度和压力即吹灰蒸汽品质，也影响了吹灰器的安全投用和吹灰效果。为实现两股蒸汽均匀混合从而产生新的、节能的、符合吹灰器运行参数的吹灰汽源，采用了蒸汽引射器，利用高压蒸汽引射低压蒸汽，并在引射器出口实现不同温度、不同压力的两股蒸汽均匀混合，从而得到新的吹灰汽源，蒸汽引射器具有以下优点：1)简化系统构成和操作工作量，可靠性高，减少工程造价和维护检修工作量；2)减少节流损失和蒸汽品质的降低，提高系统节能效率、吹灰系统安全性、经济性和低负荷适应能力。

5吹灰汽源节能优化改造及成效

通过充分的勘察和验证后，2018年一期#3、4锅炉于机组检修期间实行吹灰汽源节能优化改造，并于改造投运后的性能测试中获得良好效益评价，改造中保留了原汽源管路做为备用汽源，改造后系统图如图1所示。

图1吹灰汽源节能优化改造后系统图

一期#3、4炉再热蒸汽吹灰汽源的投运，满足全时段蒸汽蒸汽压力、过热度的要求，又能满足吹灰效果，解决了原过热蒸汽吹灰汽源参数高能耗大、蒸汽带水等在安全性、可靠性和经济性方面存在的多项不足。且实际运行可以满足机组负荷≥400MW时锅炉半长吹、短吹及空预器吹灰可程控运行，机组负荷≥500MW时锅炉长吹灰器可程控运行，改造效果良好。吹灰汽源节能优化改造前后部分工况比对表如下表2：

表2节能改造前后吹灰器部分工况比对表

6结论

采用低再进出口蒸汽的混合汽源作为新吹灰汽源和蒸汽引射技术，是一种新的安全节能的吹灰汽源项目。不仅能够保证汽源温度介于再热器入口温度和出口温度之间，满足锅炉受热面对吹灰温度的要求；另一方面蒸汽压力适当，既不会因节流而造成大量能耗损失，又避免了原高参数吹灰蒸汽内漏或蒸汽带水而造成受热面管、空预器蓄热元件、吹灰枪外管以及调节阀等设备损坏维修，很大的提高了设备的使用寿命和减少维护工作量。按吹灰器设计蒸汽耗量计算，每天吹灰汽耗量142.72t，折算后汽耗量5.95t/h，锅炉热耗率降低4.94kJ/kWh，折算发电煤耗降低0.18g/kWh，加上设备的损耗和维护费用，年合计节支约150万。

本吹灰汽源的节能优化项目，使用蒸汽参数更低的再热在蒸汽汽源作为锅炉吹灰蒸汽主要汽源，能够满足电站锅炉对吹灰蒸汽汽温、汽压的合理调节需求，减少了高品质蒸汽的浪费和设备的损耗，提高了机组的安全性、经济性和设备使用寿命，对同类型机组有借鉴和推广作用，在当前严峻的行业形势下，为节能降耗做出了积极的贡献。

参考文献：

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作者简介：

邱家煜（1983-），男，汉族，广东惠来人，工程师，主要从事火力发电厂锅炉设备检修管理工作。