600MW超临界锅炉降压吹管操作方法探讨.pdf

第 4 2卷第 4期 2 0 1 1 年 7月 锅 炉 技术 B 0I L ER TE CHN0L0GY VoI ． 4 2，NO ． 4 J u 1 ． ，2 0 1 1 文 章编 号 C N 3 l 一1 5 0 8 2 0 1 1 0 70 0 0 8 0 3 6 0 0 MW 超临界锅炉降压吹管操作方法探讨 任 杰 内蒙古 电力科学研究 院 ，内蒙古 呼和浩特 0 1 0 0 2 0 摘要 超临界锅炉采用不熄火不停泵的降 压吹管方 法是 目前国 内机 组普遍 采用 的方法 ， 而 由于带循 环泵 的启动系统 的复杂性使得吹管操作 比较繁琐 。 目前 国内普遍存在着 吹管操作方 法不规范 的现象 ， 对炉水 循环 泵安全存在严重 的影响 。根据某超临界锅炉 的吹管工作实践 ， 对 带循环泵 的启动 系统 的超临界锅炉 吹管操作 方法进行探讨 ， 重 点对 吹管过程 中启 动系统的运行和控制方式提出具体操作方法 。 关键词 超临界锅炉 ；降压吹管 ；启 动系统 中图分类号 T K2 2 9 ． 2 文献标识 码 A 0 前 言 当锅炉的安装工作结束 ， 锅炉作了水压试验 和化 学 清洗之 后 ， 发 电机 组 便进 入 了对 锅 炉 主要 辅机 及 系统 进 行 “ 分 部 试 运 ” 阶 段 ， 其 中 ， 锅 炉 的 首次 点 火 吹 管 是 新 建 机 组 投 运 前 的 一 项 重 要 工序 。 蒸 汽吹管 是 新 建 机 组 启 动 运 行 以前 必 须 进 行 的一项 十分 重 要 的 调 试 项 目。 它 是 以锅 炉 蒸 汽为 动力 ， 吹洗 过 热 器 、 再 热 器 及 其 相 关 的蒸 汽 管道在制造、 运输 、 存放及安装过程 中积存其 内 部的沙石 、 焊渣 、 锈垢及氧化皮等杂物 ， 使品质合 格的蒸汽进入 汽轮机 ， 保证机组 的运行 安全[ 1 ] 。 吹管工作 由于工况 变化剧烈对设 备寿命有很大 的影 响 。 目前 我 国超 临界机 组 不 断 增 多 ， 对 于 超 临界 锅炉 ， 吹管工序 的目的以及基本方法和程序与亚 临界 机组 锅 炉 并 无 不 同 ， 然 而 ， 所 受 重 视 的程 度 却 明显 不同 ， 其 中有 国 内对 于超 临 界 锅 炉 的 吹管 积 累经验 不足 的 因素 ， 另 一 方 面确 实 存 在 有一 些 问题 ， 需要慎重考虑 。原 电力部 的 火 电机组启 动蒸 汽 吹管 导 则 ， 主 要 适 用 于 1 0 0 MW 及 以上 采用汽包锅炉的国产机组， 而对于其它机组为参 照执行 ， 并没有对超临界机组锅炉吹管的细节规 定__ 2 ] 。 目前从吹管方法看 ， 既有采用熄火降压方 法 ， 也 有按 “ 稳 压法 ” 制订 吹 管 方案 。从 实 际情 况 看， 大多数 电厂 由于工期等现场 因素的制约 ， 采 收稿 日期 2 0 0 90 92 7 作者简介 任杰 1 9 7 3 ， 男 ， 高级工程师， 现从事锅 炉试验工作 。 用不熄 火 不 停 泵 的 吹 管方 案 。本 文 主 要 探 讨 不 熄火 不停 泵的 降压 吹管 方 案 ， 由于其 系统 复 杂 使 得吹管操作 比较繁琐， 存 在着吹管操作方法极不 规范 的现 象 ， 本 文根 据 某 超 临界 锅 炉 的吹 管 工作 实践 ， 对带循 环 泵 的启 动 系统 的超 临界 锅 炉 吹 管 操作 方法进 行 探讨 ， 目的 是最 大 限度 地 减 少 吹 管 过程对设备寿命 的损害， 把影 响机组 安全运行的 因素 消除 在调试 阶段 ， 从 而保 证 机 组 的安 全 稳 定 运行 。 1 系统介绍 直流锅炉与传统的锅炉一样 ， 给水从给水泵 来 ， 经 给 水 调 节 阀 ， 流 量 孔 板 进 入 省 煤 器 、 水 冷 壁。直流锅 炉的启动系统与传统 的汽包 炉有着 明显 的不 同 ， 对 于 带 循 环 泵 的启 动 系 统 而 言 ， 在 循环 泵投 运 的情况 下 ， 能 回 收大 部分 的工 质 和 热 量 。带循环 泵 的直 流锅 炉 启 动 系统 由分 离器 ， 贮 水箱 ， 过冷 水管 道 3 8 3 、 循环 泵 出 口管道 3 8 1 、 高水位控制管道 3 4 1 、 循环泵旁路管道 3 8 2 及 暖管 系统 管道 3 8 4 组 成 ， 示 意 图见 图 1 。 由水 冷 壁来的汽水混合物进入分离器 ， 分离 出来 的蒸汽 像传统锅炉一样进入过热器 ， 分离出来 的水返 回 贮水箱。直流锅炉以直流方式运行 ， 给水在省煤 器中加热 ， 进入炉膛水冷壁人 口集箱 ， 然后 在水 冷壁中上升， 最终转化成蒸汽从分离 器进入过热 器， 水冷壁 中的水量 等于进入 锅炉 的给水 流量 ， 亦即仅仅一次通过。 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 第 4期 任杰 6 0 0 MW 超 临界锅炉 降压 吹管 操作 方法探讨 省 煤 器 炉 膛 顶棚管 分离器 l 储 。 管 J 至对 流烟道包墙 3 8 至二级喷水减温器 至冷凝器 3 4 1高水位控制管道 sz末 舭 J 豁 出 口 泵 { 一 管 道 ’， l 给 水 泵 图 1 带循环泵的超临界直流锅炉启动 系统 循 环泵 运行 时 ， 要 求 有 一 个最 小 净 正 吸 人 压 头 NP S H 以防止水泵中产生汽蚀。锅炉启动期 间水是冷的时候 ， 锅炉的布置设计保证 了循环泵 的压头 不低 于 NP S H。随着 锅 炉 加 热 ， 循 环 泵 进 口处水 的密度降低 ， 为了防止压力降到 NP S H 以 下 ， 设 置 了一条 安全 的最 小过 冷水 管路 。 2推荐的降压 吹管操作 方法 本 文 针对 带 启 动循 环泵 的超 f 临界 直 流 锅 炉 的启动系统操作方法进行论述 ， 其他类型直流锅 炉可以作为参考 。目前应用 的吹管方式按 吹管 压 力变 化 有 2种 选 择 一 种 是 降压 吹 管 ， 另 一 种 是稳压吹管 ， 降压 吹管是通过选定 的压力 降， 利 用锅炉容积 的蓄热产生大量 的蒸汽 ， 短时 间高速 冲洗蒸汽管道 ， 达到洗净管道 的 目的。稳压吹管 是在保证吹管系数大于 1的前提下 ， 控制锅炉燃 料量 ， 使其压力在一 段时间 内保持 相对稳定 ， 利 用锅炉产生的大量高速蒸汽 冲洗蒸汽管道， 达到 清洗管道的 目的。超临界压力锅炉的吹管方式 ， 由于其蓄热能力小 ， 理论上采用稳压吹管效果 比 较好 ， 且 吹管 导则 中也建 议采 用稳 压 吹管 。但 是 ， 由于受到制水 能力和制粉系统运 行 的限制 ， 很少能够实现真正的稳压吹管 ， 实际吹管 中降压 吹管方式比较多 。采用不熄火吹管时， 为保证锅 炉循环泵安全， 就要保证储水 罐水位 ， 这就存在 一 个 水 位调 节 的 问题 ， 就要 协 调 控 制 好 锅 炉 给水 泵 、 循环泵 、 储水罐疏水流量之间的关 系， 操作起 来难度加大 。在锅炉进行降压吹管时， 锅炉产生 大量蒸汽使得储水箱产生虚假水位 ， 使水位控制 困难 ， 如果 控 制 不 好 ， 会 引 起 水 冷 壁 内 工 质 流 量 分配不均 ， 水冷壁可能有局部超温现象发生。对 于直流锅炉而言， 吹管过程实际上 已包括 了从凝 结 水清 洗 开始 的冷态 启动 程序 。 2 ． 1点火 前 的冲洗 超临界直流锅炉对 给水品质有严格 的要求 ， 在锅炉点火前 ， 给水品质必须达到标准 。为了使 水质达到启动点火和蒸汽吹管的条件 ， 避免 系统 及设备带入水中的铁重新污染水质， 同时防止滤 网堵塞引起水泵跳 闸， 吹管前应对凝结水 系统和 锅炉给水 系统进行水 冲洗。在进行凝 结水系统 水冲洗 时， 当前 置 过 滤 器 进 口水 铁 含 量 大 于 5 0 0 g ／ L时， 暂不投凝结水除盐装置 ， 利用旁路， 冲洗水 可 从 除氧 器 直 接 排 放 。 当前 置 过 滤 器 进 口水铁质量浓度小于 5 0 0 g ／ L时 ， 冲洗水通过前 置过滤器及精除盐系统 ， 返 回凝汽器 ， 循环冲洗， 除氧器 可不 再排 放 ， 使 铁 质 量 浓度 继 续 下 降 。 当 前 置过 滤器 进 口水铁 质量 浓度小 于 2 0 0 g ／ L时 ， 凝结水系统 冲洗结束 。冲洗过程 中投 入加氨设 备 ， 控制 冲洗水 p H 值 为 9 ． 0 ～ 9 ． 3 。凝 结水 系统 冲洗结束后 ， 除氧器 即投入蒸汽加热进行给水除 氧 ， 直到 除 氧器 出水 含 氧 小 于 3 0 g ／ L后 即对 锅 炉给水系统进行冷态 冲洗 。冲洗 中维持 除氧器 的最低除氧温度并投入加药设备 ， 当锅炉汽水分 离器 出 口水质 含 铁质 量浓度 大 于 5 0 0 g ／ L时 ， 应 进行排放， 含铁质量浓度小于 5 0 0 g ／ L时进行 回 收 。当循环清洗进行 到省煤 器入 口水质含铁 量 小于5 0 t g ／ L时 ， 分离 器 出口含铁质量浓度小 于 1 0 0／ z g ／ L， 锅 炉 清 洗 完 成 ， 可 以进 入 点 火操 作 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 1 0 锅 炉 技术 第 4 2 卷 程 序 。 2 ． 2 吹管 中的操 作 对超临界锅炉采用 降压吹洗方案时 ， 应注意 分 离器 储水 箱水 位 的控 制 ， 保 持 炉水 循 环 泵 安 全 运 行 的最低 水位 。 1 为 确 保 锅 炉 水 冷 壁 安 全 ， 防 止 超 温 损 坏 ， 在 锅炉 运行 中应 保证 省 煤 器 入 口流 量 在 本 生 流量以上 ， 通过调整给水旁路调节门和炉水循环 泵 出 口调节 门来 保持 省 煤 器入 口流 量 ； 为 保 持 省 煤 器入 口流 量首 先应 防止 炉水 循 环 泵 跳 闸 ， 运行 中应保 持贮 水箱水 位在 最低 安全 水位 以上 。 2 锅 炉 蒸 汽 压 力 达 到设 计 的 吹 管 压 力 后 准 备打 开临 时吹 扫 电动 门开始 吹 管 ， 开 临 吹 门前 应提 前增 加 上 水 量 ， 给 水 流量 增 至 3 0 0 t ／ h时开 启临冲门， 然后继续增加给水流量直至 5 0 0 ～5 5 0 t ／ h 。超 临界锅 炉 启动 系统容 积小 ， 必须 提前 增加 给水 补充 吹 管造成 的汽 水损 失 。 3 临 吹门开 启 后储 水 箱 压 力迅 速 回落 ， 水 箱内存水瞬间大量水汽气化 ， 储水箱产生虚假水 位现象， 水位迅 速升高， 此时不但不 能减小给水 流量 ， 反而要保 持给水流量 ， 监视 分离器水位不 超过 最高 水 位 即 可 。此 时 应 联 锁 打 开 循 环 泵 过 冷水 电动 阀 ， 防止循 环泵 受到 汽化 的伤 害 。 4 锅炉蒸汽压力降落到 吹管结束压力后 准备关闭临时吹扫 电动门， 在关 临冲门过程 中仍 保持 给水 流 量 不 变 。关 临 吹 门 时应 注 意 贮 水 箱 水位 降低 幅度 ， 水位 降低 较 快 时停 止 继 续关 临 冲 门 ， 临时 吹扫 电动 门应 设 计成 具 有 中停 功 能 的 电 动门， 根据储水箱水 位降落情况采用 中停方式保 持储水箱水位 ； 若水位有降至循环泵低水位跳 闸 趋势 时 ， 可适 当开启 临 冲 门 ， 维 持 储 水箱 水 位 ， 防 止炉 水循 环泵 跳 闸 。 5 临时吹扫 电动门全部关闭后， 储水 箱内 部 虚假水 位现 象并 不 会 马上 消 失 ， 只 有 当储 水 箱 压 力开始 回升后 虚假 水 位 才 能消 失 ， 所 以临 冲 门 全关后应继续保持给水流量 ， 直 至储水箱水 位稳 定后再减少给水流量 ， 吹管结束后若储水箱水位 高可开启溢流放水 。 6 吹 管 前 及 时适 当增 加 给 煤 量 稳 定 过 热 器温度 ， 吹管结束后给煤量减 回至吹管前水平。 7 在 进 行 汽 温 调 整 时 ， 为保 证 吹 管 效 果 ， 提 高 主汽 温 度 ， 将 再 热 烟气 当板 关 至 1 0 ， 过热 挡板 全 开 ， 同时 在 升 压 期 间将 过 热 器 疏 水 阀 打 开 ； 另外一 个关 键 因 素就 是 保证 贮 水 箱 低水 位运 行 ， 防止 吹 管 过 程 中蒸 汽 带 水 ， 对 提 高过 热 蒸 汽 汽 温有一 定 的效果 。 2 ． 3 吹 管注 意事项 1 在 临 冲 门开 启 过 程 中 ， 如 大 流 量 上 水 时 ， 电泵再 循 环 门 应关 闭 ， 保 证 电泵 流量 稳 定 无 超负荷现象。 2 吹 管 过 程 中要 保 证 储 水 箱 水 位 和 省 煤 器入 口流 量 ， 要 求锅 炉 调 水 人员 与 汽 机监 视 给 水 人员 互相 联 系 ， 开 临 吹 门 前 先 加 给 水 ， 调 整 水 位 保证贮水箱水位和省煤器入 口流量正常 。 3 通 过 烟 气 挡 板 和 燃 烧 调 整 保 证 过 热 蒸 汽温 度 至 3 5 0℃ 以上 。 4 开 临吹 门前若 增 给水 量过 早 ， 导 致 贮 水 箱水位偏高 ， 开 临吹门时蒸汽带水， 汽水 分离器 出 口汽温 和过 热器 出 口温度 因 蒸 汽带 水 下 降 ， 因 此开临吹 门前贮水箱水位 最好保持在6 0 0 0 mm 以 下 。 5 开临冲门前应提前增 加给煤量， 保证蒸 汽温 度 ， 根 据 开 门 时 间长 短 ， 关 门前 提 前 减 少 保 持汽 温高 些 ， 同 时关 门后 防 止 汽 压 升 高 快 ， 水 箱 水位 不宜 控制 。 3 几种需要探讨的降压吹管操作方法 3 ． 1通 过 关 小炉 水 循 环 泵 出 口调 节 门控 制储 水 箱水 位 开临 吹 门前 ， 增 加 给 水 流 量 后 ， 将 炉 水 泵 出 口调 节 门关 小 ， 以控 制 储 水 箱 水 位 。关 临 吹 门 时 ， 保 持给 水量不 变 ， 逐 渐 开 炉水 泵 出 口调 节 门 ， 炉水 泵再 循 环 全 关 后 减 给 水 流 量 。我 们 认 为 这 种操作 导致 炉水 循 环 泵再 循 环 门反 复 打 开 关 闭 ， 使水 箱水 位波 动较 大 ， 不 宜 采用 。因 为在 开 炉 水 泵 出 口调 节 门时 ， 由 于炉 水 泵 突 然 打 水 ， 造 成 水 箱水 位降 低 过 快 ， 导致 炉 水 泵 跳 闸 ， 而且 造 成 炉 水循 环泵再 循环 门反 复开 关 ， 造 成 炉水 循 环 泵 再 循环 门损 坏 。 3 ． 2 临吹 门打 开后 ， 循环 泵过冷 水 电动 门关 闭 临吹 门打 开后 ， 储 水 箱 内存 水 由于 压力 迅 速 降低将发生汽化 ， 循环泵过冷水 电动门若保持关 闭状 态 ， 可 能导 致循 环 泵 由于 汽蚀 损 坏 。此 时应 联锁 打开循 环泵 过冷 水 电动 门 。 3 ． 3 修 改保护 定值 临吹 门全关 后 水 位波 动 较 大 ， 为 防止 循 环 泵 由于 水 位 低 而 跳 闸 ， 将 储 水 箱 水 位 跳 闸 值 由 下 转第 1 4页 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 1 4 锅 炉 技术 第 4 2卷 Th e De s i g n Ch a r a ct e r i s t i c s o f To wer Ty p e Boi l e r P r es s u r e P a r t s HONG M e i ， ZH OU S hu gu a ng S h a n g h a i B o i l e r W o r k s ，Lt d ． ，2 5 0 H u a n i n g Ro a d，M i n h a n g，S h a n g h a i 2 0 0 2 4 5 ，Ch i n a Ab s t r a c t To we r t y p e b o i l e r h a s a we l l t h o u g ht f u l s t e a m t e mp e r a t u r e r e gu l a t i o n s y s t e m ，a n d a l s o ha s a s t r o n g a bi l i t y o f s e l f - d r a i n i ng wa t e r ．On a c c o u n t o f t h e i n s t a l l a t i o n O f d i s k s p r i n gs be t we e n t i e r o d a n d b o i l e r s u pp o r t i n g g r i d t h e a l t e r n a t i n g l o a d s a r e d i s t r i bu t e d a l mo s t e v e n l y a mo n g a l l t i e r o d s ． The d i s k s p r i n g s c o mp e n s a t e d d e f o r ma t i o n o f t h e b o i l e r s t e e l s t r u c t u r e r e s ul t i n g f r o m wi nd o r e a r t h q u a k e ．I n t h i s p a p e r ， t h e d e s i g n c h a r a c t e r i s t i c s o f t h e s p r a y c o o l e r ， wa t e r - d r a i n i n g g a s - v e n t i n g s y s t e ms 。s u s p e n s i o n s y s t e m f o r 1 0 0 0 MW t o we r t y p e b o i l e r we r e i n t r o d u c e d ．I t i s h e l p f u l t o i n c r e a s e u n d e r s t a n d i n g o f t o we r t y p e b o i l e r f o r d o me s t i c c us t o me r s ，a nd p r o v i d e s o me u s e f u l r e f e r e n c e s f o r s i mi l a r b o i l e r p r e s s u r e p a r t p r o j e c t s ． Ke y wor ds u l t r a s u pe r c r i t i c a l ；t owe r t y pe b o i l e r；p r e s s ur e pa r t 上接 第 1 0页 1 2 0 0 mm 改为 6 0 0 mi l l ， 并 且 增加 延 时 6 0 S 。由于 水位跳闸定值由循环泵厂家给定 ， 主要保证循环泵 有足够 的吸入 水头 ， 防止 循环 泵 由于 汽蚀损 坏 ， 所 以不应修 改跳 闸定值 而牺牲循环泵 的安全 。 吹管中解除锅炉主保护 MF T省煤器入 口流 量低保护， 虽然消除 了锅炉跳 闸的危 险， 但为锅 炉水 冷 壁超 温损坏 埋下 了隐患 。 4 结论 超临界燃煤机组采用不熄火不停泵 的降压 吹管方法 ， 可明显缩短调试时 间， 但 由于 降压 吹 管操 作复 杂 ， 参 与 系 统 众 多 ， 应 在 具 体 操 作 上 提 前做 好方 案 ， 保 证 锅炉 水 冷 壁 和炉 水循 环泵 的安 全 。 以上 介 绍 国 内 超 临 界 机 组 锅 炉 降 压 吹 管 操 作方法， 可以作为我国超超临界锅炉吹管方案设 计 的参考 。 参 考文 献 [ 1 ]中华人民共和国 电力工 业部 ．火 电机组启 动蒸汽 吹管导则 [ s ] ．北京 中国标准出版社 ， 1 9 9 8 ． [ 2 ]韩肇俊 ， 王光华．超临界锅炉机组的吹管E J ] ．中国特种设 备 安 全 ． Di s c u s s i o n o f Op e r at i o n Me t h o d f or Su p e r cr i t i c al Boi l er St e p - d o w n Bl o w p i p e REN J i e I n n e r M o n g o l i a El e c t r i c Po we r Re s e a r c h I n s t i t u t e ，Ho h h t 0 1 0 0 2 0，Ch i n a Ab st r a ct I n b o i l e r of s u pe r c r i t i c a l no n s t op of f t h e pu m p a nd b l o wpi p e s t e p ～ d own u ni t i s c u r r e nt l y wi de l y us e d me t ho d，a nd be c a u s e o f t he c i r c u l a t i n g p ump wi t h t h e c ompl e x i t y o f t he s t a r t i ng s ys t e m t o m a ke bl o wp i pe r e l a t i v e l y c umbe r s o me op e r a t e ． At p r e s e nt ，t he r e i s a c o nt e x t o f t he no n s t a nd a r d me t h o d i n bl o wpi pe，l e a di n g a s e r i o us i nf l ue n c e on s e c ur i t y o f t h e c i r c u l a t i n g p u mp ，i n a c c o r d a n c e wi t h t h i s a r t i c l e r e l y i n g o n a s u p e r c r i t i c a l b o i l e r o f t h e bl o wp i pe p r ac t i c e，i t i s a bo ut t he c i r c ul a t i ng pu m p wi t h t he s t a r t o f t he s u pe r c r i t i c a l bo i l e r s y s t e m bl owp i pe t o e x pl o r e me t h o ds o f o pe r a t i o n，f oc us i n g o n t h e bl o wp i p e o f s t a r t i ng t h e pr o c e s s of s ys t e m op e r a t i o n a nd c on t r ol l i ng me t h od s t o g i v e a s p e c i f i c op e r a t i on a l me a n s ． Ke y w o r ds s up e r c r i t i c a l u ni t ； s t e p do wn b l o wp i pe ； s t a r t u p s y s t e m 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m