严寒地区结冰季节火电机组调试的技术措施.pdf

第 2 8卷／ 2 0 0 8年第 6期 湖南电力 安全与综合 严寒地区结冰季节火电机组调试的技术措施 张新闻 湖南省 火电建设公 司，湖南 株洲4 1 2 0 0 0 摘要 根据北疆地区冬季的气候特点和现场工程的实际状况，总结分析了结冰气候条 件下火电机组调试的新特点 ，调试前应具备的基本条件及准备工作 ，强调 了火电机组锅 炉水压试验 、酸洗、动力场试验、锅炉点火运行 、仪表管防冻、循环水投运等调试各阶 段 需要采取的技术措施。 关键词冰冻季节；火电机组调试；技术措施 中图分类号 T M 6 2 1 文献标识码 B 文章编号1 0 0 8 -01 9 8 2 0 0 8 0 6 -00 4 1 - 0 4 1 工程概况 湖南火电建设公司承接 的新疆天业 1 2 0万 t 化 工项 目配套 自备电厂工程的设备安装及整套启动调 试任务。根据 建设 方要 求 ，工程 在 2 0 0 7年 底及 2 0 0 8年初必须投产 2台机 组 ，以确保 能满足化工 区设 备 的 调 试 及 生 产 要 求。工 程 规 模 为 4 1 3 5 MW 国产燃 煤高 温超高 压凝 汽式 带 调整 抽 汽机组，同时建设与工程配套的辅助与附属公 用生产设 施。为 了保 证 扩建 工程 在 2 0 0 7年 底 至 2 0 0 8年初有 2台机组投人生产运行，以确保能向 化工区提供 电源及热源。必须在冬季冰冻期 间进行 机组的施工与调试。 新疆北部地 区的石河子市 ，属于火 电施工的三 类地区 ，冬季气候非常寒冷 ，并兼有风沙 ，不适于 工程继续施工及调试。从石河子的地理位置及气象 资料来看 ， 石河子市位于新疆天山北麓中段，准噶 尔盆地南缘，属典型的温带大陆性气候，冬季长而 严寒 ，夏季短 而炎热 ，年平均气温 6～6 ． 6 ℃。根 据水文气象资料记载 ，石河子地区累年最大积雪深 度达 5 4 c m， 最大冻土深度达 1 4 0 c m ，最长结冰持 续时间为 1 6 8 d ，极端最低气温为 一3 6 ． 8 E，累计 年最冷月平均气 温为 一1 5 ． 3 ℃ 1月 。一般这里 到 1 O月份气温将降至O c C 以下，l 0 月中或 l 0 月底 就会开始下雪 ，此后气温在 一 9～一 2 0 cIC 之间，l 2 月到次年 1 月份进人最冷的季节。根据工期安排 ， 机组的安装及调试必定处于冰冻时期，而且会进入 收稿 日期 2 0 0 8 5 - 0 9 石河子最严寒 的季节。根据 以往新疆地 区的施工经 验 ，在这个时期工程施工及调试应当停止。 2 冬季施 工及调试 的特点 在北疆地区严寒 的气候条件下 ，施工及调试与 其它地区比较有如下特点 1 严寒 季节 ，气 温低 到 一l 0 ℃ ～2 0 E，积 雪不融化 ，有冻土层 ，室外有水 的地方都会结冰 ， 因此特别需要注意防冻。 2 冬季气候空气 湿度小 ，特别干燥 ，很容 易发生火灾。 3 室 内生活和工作场所 ，需要取暖设施 。 4 气温太低 ，室外土建 、焊接、高处作业 、 电缆敷设等都不能进行。 5 人 在寒 冷的环境里 ，工作效率 下降 ，且 安全风险增加 ，需要更加注意安全施工。 6 楼梯、平 台、道路 不能 沾水 ，一旦有水 马上就会结冰，必须采取防滑措施。 7 为了保证人员及设备的安全，需要采取 许多特殊措施，调试的准备时间加长，准备措施更 多。 、 3 冬 季调试 的准备工作 在进入调试阶段前，应编制好整套启动调试方 案及分部试运计划。工业水、辅助蒸汽、暖通等系 统等的安装、调试及试运等工作要安排在结冰季节 到来前完成。在调试方案 中要针对冬季气温超低 的 41 安全与综合 湖南电力 第 2 8卷／ 2 0 0 8年第 6期 特点 ，制定防冻措施及反事故措施 。 进入冬季前 必须做好充 足的 防风 、 滑、防雨雪及防火的物资、设备准备。 满足酸洗、系统水冲洗加热的需求。 防冻、防4 ． 2 保证工业水系统不问断运行 1 在下雪前必须 完成整个主厂房 、锅炉房、 凉水塔、各辅助系统建筑的土建施工， 完成各厂房 的封闭。 2 必须完成室外道路及管沟 、电缆沟 、综合 管架的施工 ，为在冰冻到来前完成室外的管道安装 及电缆的敷设等工作创造有利条件。 3 未完工的门洞、沟道、窗户等必须加设临 时门及封板，防止室外冷空气进入室内。 4 厂房等建筑的进、出口安装好f lj 并加设门 帘等物 ，当采暖系统未投入时 ，建筑物 内必须安装 临时采暖用管道和设备，以保证室内必须的安装及 调试温度。 5 现场应在固定位置放置足量 的灭火器材 ， 防止火灾的发生、蔓延 ，并有专职安全员监管现场 的消防设施。进入机组整套启动时 ，消防系统要完 成安装及调试工作 ，能随时投入灭火。 6 在进入冬季前必须作好充足的材料物资准 备。 7 为保证冰冻季节调试工作的顺利进行 ，保 证安全及调试质量，需要组织有力的调试技术力量 及调试管理组织机构。 4 冬季机组调试的技术措施 4 ． 1 保证辅助蒸汽汽源的可靠供应 机组的辅助蒸汽系统不设辅助蒸汽联箱 ，只设 辅助蒸汽供热母管，1 ～ 4号机组辅助蒸汽母管之 间用隔离阀分隔。辅助蒸汽系统不设启动锅炉，其 汽源来 自老厂 的辅助蒸汽系统。每台机组的 3段抽 汽从汽机抽出后 ，分 1 路经抽汽逆止阀、抽汽电动 关断门与辅助蒸汽母管相连。 该工程没有启动锅炉 ，辅助蒸 汽来 自 1 k m处 老厂机组的辅助蒸汽系统。要在冰冻到来前向机组 供汽，首先要完善辅助蒸汽系统母管的安装及试 压 ，到各支管及机组供汽母管之问的隔离阀要经过 试压检查 ，确保 阀门能关闭严密 ，然后完成对辅助 蒸汽系统的吹扫，辅助蒸汽系统管道要做好保温措 施。系统投入运行后 ，要 与老厂做好协调 联络工 作， 在冰冻季节时不能随便中断蒸汽的供应，确保 能够向暖通系统及机组的临时采暖系统供热，以及 4 2 工业水来 自循环水 ，排水 回至循环水 回水管 ， 设置2台工业水泵，在2台机组冷却水系统之问设 有联络阀门。汽轮发 电机组冷油器 、发 电机空气冷 却器和给水泵电机空气冷却器直接采用循环水冷 却 ，不经过工业水泵 ，并 回至循环水排水母管。 工业水是设备试运的前提 ，在试运时必须确保 工业水系统的可靠运行 ，能够不问断地供水 。在设 备分部试运前 ， 首先应结束整个工业水系统的安装 工作 ，不能 留缺 口，不能在工业水 系统 投入运行 后， 还有过渡的工作未完，需要停止工业水系统的 运行来进行过渡。工业水系统涵盖面广 ，一旦停止 运行 ，需要放 出系统内的水并把水疏干净 ，防止残 存在管道内的水结冰。管道内积水一旦结冰 ，轻则 堵死管道 ，且融冰非常困难 ；重则把管道冻裂 ，造 成设备损坏。 工业水系统一旦停运 ，短时问内就应紧急启动 备用供水系统，使工业水流动起来。在 1 ， 2号机 组工业水系统之间设有联络阀，当2个系统投入运 行后 ，把系统之间的联络 阀开 1 ／ 3 ，当 1台机组的 工业水泵都停止运行后 ，可以由另 1台机组 的工业 水暂时补充 。如果发生管道 、法兰 、仪表取样点泄 漏需要停运处理 ，不能及时恢复时 ，则必须做好系 统的放水措施 ，并用压缩空气把系统管道 内的水排 挤干净 。特别需要检查室外管道及室内漏风 口处容 易结冰的地方 ，要把有结冰可能的设备冷却水从轴 承和冷却器中放干净。 系统安装前 ，必须对阀门进行试压 ，确保阀门 能关闭严密 ，质量可靠。系统安装完毕后 ，首先用 压缩空气系统对系统试压 ，检查系统 的泄漏点。工 业水管道室外部分 ，必须做好保温措施 。 4 ． 3暖通系统投入 要在冰冻前完成暖通系统管道及设备的安装及 调试工作 ，保证在气温降至 O C前能向锅炉房、汽 机房、控制室、电子设备间、配电间、各外围辅助 系统建筑物等供热，提高室内温度 ，保障施工及调 试的正常开展。 4 ． 4 保证压缩空气系统正常供气 压缩空气系统的干燥装置要可靠投入， 保证压 缩空气中不带水。布置于室外的压缩空气母管、储 气罐要保温，其目的是防止压缩空气携带的水分在 2 0 0 8 N o ． 6 HUNAN EL EC T RI C P OWE R Vo l _ 2 8 低温下凝结于管道及储气罐中。 4 ． 5 锅炉水压试验后防冻措施 锅炉水压一般不在结冰的时候进行 ，防止意外 造成管道冻裂。要抢在气温下降到5 ℃以前的时候 完成试压工作。水压试验完成后的锅炉防腐保养， 一 种措施是采用充氮气保养，试验完成后，利用氮 气把汽水系统中的除盐水顶出，保持氮气的压力在 0 ． 0 2 0 0 ． 0 4 9 M P a ，氮气纯度大于 9 9 ％，这种方 法可以防止管道结冰。第二种方法是充氨 一 联胺保 护液，充保护液则需要采取防冻措施。考虑到在冰 冻季节不能停工的实际情况，为了保证设备安装的 正常进行 ，必须采取供暖措施 ，所 以采用了充保护 液防腐的保养措施 。 a ．封闭厂房内的正式暖通设施投入，在锅炉 房 0 m、运行层 的墙边暖气片投入 ，如果 暖气片的 数量不够 ，室温低 ，则需要在锅炉 0 m及运行层锅 炉四周布置临时采暖管排 ，用辅助蒸 汽进行加热 ， 保持锅炉房的室温在 5 C以上。 ’ b ．在炉膛 内部 ，设 置临时采暖管圈 ，通人辅 助蒸汽，提高炉膛温度。同时，要保持烟道的微量 自然通风，使烟道尾部的温度在 1 0～ 2 0 ℃之间。 c ．每天有专人监 视炉膛及烟道 的温度 ，检查 临时采暖设施的工作情况，并做好检查记录。 4 ． 6 设 备试运 要检查设备的润滑油、冷却水是否在低温下发 生凝固和冻结。启动设备前 ，要保持润滑油温度， 使润滑油的粘度不能太高，保证设备能充分得到润 滑。有专门稀油站的设备如送、引风机，必须投入 油站的油循环，投入加热器，保证油温在要求的工 ’作温度范围。检查轴承冷却水或冷油器的冷却水是 否发生结冰，冷却水不流动或冷却水流量小等情 况 。 4 ． 7 锅炉酸洗后防冻措施 要在结冰季节完成锅炉酸洗并保证质量 ，一是 要准备充足的辅助蒸汽 ，并保证连续供汽 ；二是酸 洗装置要布置于室内， 管道做好保温措施；三是酸 洗时严格按酸洗的方案进行操作 ，保证酸洗各阶段 酸洗介质的温度。酸洗完成后，锅炉的防腐保养措 施， 仍采用充氨 一 联胺溶液保护法，锅炉温度的维 持仍采用设在炉膛内的临时加热管圈，防止了保护 液结冻 。 4 ． 8 仪表管的防冻措施 在严寒地区，仪表管应当设计伴热装置，但是 该工程考虑是封闭式厂房并有采暖系统，没有设计 仪表取样管的伴热装置。实际运行情况是，在机组 运行时，尽管有暖气片、锅炉及汽轮机设备散热可 以提高室温，但由于锅炉房及汽轮机房室内门窗及 未封闭孔洞漏风 ，在几次气温低于 一 2 0 C时 ，锅炉 0 m及运 行层 、汽机 房 0 m 的温度 有时仍 会低 于 O C，造成仪表管冻结，致使水、汽系统压力、流 量测量失灵 ，影 响机组安全运行 。 仪表管临时防冻 ，在没有火灾安全隐患的条件 下，可以在仪表管附近生火炉提高温度，使仪表管 不冻 。如果是在燃油系统或主机油系统附近 ，生火 炉会造成安全 隐患 ，则必须I 时敷设伴热管 ，并敷 设保温。 4 ． 9锅炉空气动力场试验 锅炉空气动力场试验前 ，需要对送风机 、引风 机 、排粉风机进行试运 。如采用充氮气保 护法 时， 启动风机不会导致锅炉内结冰 ，风机试运对锅炉影 响不大 。但 因采用的是充保护液的方法 ，考虑到风 机试运会造成炉膛温度降低，依靠炉膛内临时采暖 器无法保证锅炉不结冰，需要做别的防冻措施，增 加很多准备工作 ，所以把风机试运和空气 动力场试 验一起进行 。在动力场试验时 ，必须拆除设在炉膛 内的临时采暖器。为保证锅炉不结冰，利用邻炉加 热装置 向锅炉通 人辅助蒸汽加 热 ，提高锅炉 的温 度。在再热器进 口处接人一临时管 ，向再热器 中通 入辅助蒸 汽加热。系统排汽 门打开。通 过试验检 测 ，风机启动后锅炉壁温可 以保持 6 0 ℃以上 ，尾 部烟道空气温度达 4 0 C，可 以保 证锅炉不 冻。在 风机启动运行后 ，要严密监视炉膛及烟道中的温度 及金属壁温。 4 ． 1 0 锅炉点火运行 锅炉点火前 ，投人邻炉加热装置 ，提高炉膛温 度 ，在锅炉起压后 ，汽包壁温达 到 1 0 0 o C以上 ，有 利于锅炉点火。送风机进 口风道设有室内、室外风 切换挡板 ，这时切换挡板要在室内风位置 。送风机 人口再循环风管要打开，以提高空预器的进 口风 温 ，防止空预器进 口低温结露产生腐蚀 。在锅炉负 荷上升后，这时送风量要增加，如果全部采用室内 风，会造成锅炉房内负压，室外冷空气进入锅炉房 内，降低锅炉房温度。随着负荷上升 ，锅炉的温度 进一步提高，这时候需要调整送风机人口风道切换 ． 43 安全与综合 湖南电力 第2 8-／ 2 0 0 8 年第6期 挡板的位置， 使用一部分室外风。 4 ． 1 1除灰系统 进入冰冻季节后，电除尘器灰斗及省煤器灰斗 气化风要持续投入 ，气化风要投加热器 ，保持风温 1 8 0 c C 左右，让干灰保持流动性，不发生板结。输 灰管道要做好保温措施 。除灰压缩空气要投入干燥 装置 ，保 证输 灰压缩 空气干燥。在锅炉停止运行 后， 要保持除灰系统持续运行，把灰斗、仓泵、输 灰管道 内的干灰输送 干净。停止除灰 系统运行 时， 要用压缩空气把输灰管内的干灰吹扫干净 ，防止干 灰在管道内板结 ，堵塞输灰管。 4 ． 1 2 锅炉停炉检修 短时间停炉检修 ，锅炉采用 “ 带压放水余 热 烘干法”保护。放水时应控制锅炉汽包上下壁温 差不超过制造厂规定的允许值 。在此条件下 ，充分 利用炉膛余热烘干受热面上的残留水分。放水后打 开各部位的空气门和放水 门，通过 自然通风带走锅 炉内的湿蒸汽。 当锅炉通风冷却到能够进人检修时 ，停止引风 机的运行。停运的送风机 、引风机、排粉风机等设 备 ，要保持冷却水不间断流动。 4 ． 1 3 磨煤机试运 磨煤机位于锅炉 0 m层 ，周围温度较低。在启 动磨煤机前，要关闭磨煤机稀油站的冷却水，油站 开启加热器提升油温到 2 5 ℃ 以上 ，再开启低压油 泵进行油循环。在稀油站运行时 ，投入加热器联锁 回路 ，以便根据油温 自动投、退电加热器。在磨煤 机启动前 ，要关闭磨煤机轴承冷却水 ，让轴承的润 滑油温度不至于被冷却水降低，增加润滑油的粘 度， 使润滑油回油不畅通，积聚在轴承箱内导致润 滑油渗漏出来 。在磨煤机投入前，润滑油回油管温 度比较低，会导致润滑油在里面流动迟缓 ，因此需 要采取保温措施 。在启动时如果 出现流动不畅通的 现象 ，需要采取临时伴热的措施 ，提高回油管的温 度。当磨煤机停止运行后 ，一般应保持润滑油系统 持续运行 。 4 ． 1 4 制粉系统启动运行 制粉系统启动时，粉仓到排粉机人 口的吸潮门 要打开 ，以吸走系统 内的潮湿空气。首次启动制粉 系统前，要对磨煤机进行暖磨，这时只启动排粉 机，给煤机不启动给煤 ，开启热风，使粗粉分离 器、细粉分离器温度提高 ，防止粗 、细粉分离器出 4 4 ． 口因潮气结冰，制粉时煤粉粘结，堵塞出口。长时 间停运检修磨煤机后，也要暖磨后才能启动制粉系 统 。 4 ． 1 5 循环水 系统投运 循环水系统管道在冬季结冰前要完成管道、阀 门的安装及试压工作，并经过质量验收。进入冰冻 季节后 ，在系统试运前 ，循环水系统不应充水。只 有当循环水系统设备 ，包括凉水塔 、前池 、前池 闸 板、循环水泵、循 环水 泵出 口蝶阀安装及调试完 毕，具备启动试运的条件时，循环水系统方能进 水。在系统进水前 ，循 环水 管底部的排水 门要打 开，以便排出漏人循环水管中的水。 当循环水泵试运正常后 ，要保持循环水泵的持 续运行 ，维持循环水系统的不断循环。循环水 回水 设有旁路 ，使回水不上凉水塔 ，在汽轮机启动前循 环水回水走旁路 ，不致循环水温降低结冰。 在 1 ，2号机组循环水系统之间设有联络蝶阀 ， 在运行时让联络 门保持 l 0 。 左右 的开度 ，让运行机 组的循环水与未运行机组 的循环水进行部分交换 ， 提高未运行机组的循环水温。冬季运行时 ，在凉水 塔下部通风 口铺设遮帘，通过遮帘控制凉水塔的通 风量 ，用以调节循环水温度 。 4 ． 1 6 冬季防火措施 在机组整套启动前 ，必须完成消防系统的安装 及调试工作 。在锅炉房燃油区、汽机房的油系统区 域 ，必须防止灭火器及灭火用砂箱 。在运行区域如 锅炉房 0 m、运行层平台，必须把所有堆积的保温 材料清理干净 ，特别是在燃油管道排污 口、管道下 方 、油枪下方 ，不能堆放保温材料及包装材料。挡 风用的门帘是易燃物品，很容易起火 ，在施工时要 防止火星飞溅到门帘上。在火灾危险区域 ，禁止使 用火炉取暖。在机组调试及试运期间 ，要有专人巡 视火灾易发区域。 4 ． 1 7 室外设备需要设置暖房 ，配置采暖设施 ，用 以保证设备的安全运行 。 5 结束语 经过细致 的调试准备工作及采取 了各项技术措 施，保证了机组调试期间的设备与人身安全，1 ， 2 号机组按期于 2 0 0 7年 1 1 月及 2 0 0 8年 1月顺利完 成 7 2 2 4 h试运。通过这 2台机组的调试 ，积累 了在严寒地区冰冻季节的施工与调试经验。