1000MW超超临界直流锅炉稳压和降压结合吹管方式

张 磊

（山东中实易通集团有限公司，山东 济南 250003）

1000MW超超临界直流锅炉稳压和降压结合吹管方式

张 磊

（山东中实易通集团有限公司，山东 济南 250003）

针对超超临界机组锅炉吹管，分析比较两种吹管方式的优缺点，提出稳压吹管与降压吹管打靶相结合的方式，并介绍了吹管参数的选择、吹管临时系统的要求以及吹管过程中的运行操作过程等方面内容。

超超临界锅炉；稳压吹管；降压吹管

1 机组概况

某电厂一期2×1000MW机组锅炉为东方锅炉厂生产的DG3002/29.3-Ⅱ1型超超临界直流炉，一次中间再热、单炉膛、平衡通风、固态排渣、露天布置、全钢构架，锅炉采用Π型布置方式。制粉系统采用中速磨冷一次风机正压直吹式系统，每台炉配6台中速磨煤机，设计为5台运行1台备用。锅炉燃烧系统采用低NOx燃烧器，分三层前后墙对冲布置，配有机械雾化方式大油枪40支，并在后墙最下层燃烧器配置8支气化小油枪。锅炉主要设计参数见表1。

表1 锅炉主要设计参数

烟风系统设计采用2台动叶可调轴流式一次风机，2台动叶可调轴流式送风机和2台动叶可调轴流式引风机平衡通风，空预器为四分仓容克式。

给水系统配置1台100%容量的汽动给水泵及同轴布置的前置泵。在1号高加出口到省煤器进口的给水管路上设有电动闸阀，并设有50%BMCR容量的启动旁路。

2 蒸汽吹管准备工作

2.1 吹管方式的选择

目前主要有两种锅炉吹管方式，即稳压蒸汽吹管和降压蒸汽吹管。

降压吹管是通过锅炉升压并维持在一个较高的蒸汽压力，然后快速全开吹管临时控制门，利用锅炉快速降压过程中蓄热闪蒸的大量蒸汽来进行短时间高速吹扫锅炉受热面。其优点是投入系统少，操作简单，燃料、除盐水消耗量少；每次冲管压力、温度急剧改变引起的热冲击和动力冲击有利于吹管效果。缺点是单次吹管时间短，动量下降较快，不利于输送及去除，特别是受热面蛇形管区域；吹管次数多，每次吹管，压力温度急剧变化对锅炉承压部件构成一次应力循环，造成寿命损耗。

稳压吹管是锅炉蒸汽压力、流量稳定情况下进行吹管，吹管过程中临时控制门全开。其优点是每次吹管持续时间长，有利于杂物的输送及去除，吹管次数少；锅炉负荷较高，需要投入煤粉系统，有利于相关系统的调试；因为锅炉负荷较高，故炉膛出口飞灰含碳量较降压吹管低，能有效防止尾部烟道二次燃烧，安全性提高。其缺点是小汽机和锅炉大量连续给水加热需要大量辅汽，在无其他汽源的前提下需要配备大容量的启动锅炉；投入系统多，对基建安装进度和生产准备要求较高；除盐水消耗量大，需要增加凝汽器补水能力，更改减温水管路，需要更多临时系统。

根据两种吹管方式优缺点综合考虑，本工程采用稳压吹管、降压吹管打靶相结合的吹管方式，既能保证吹管效果，又能减少对锅炉寿命造成的影响。

吹管具体流程为：分离器→过热器→主蒸汽管→临时电动控制门→集粒器→冷段再热管道→再热器→热段再热器管道→临时管→靶板→消音器排汽口，吹管期间合理安排高压、低压旁路管道和锅炉吹灰汽源等管道的吹扫，吹管系统如图2。

图1 吹管系统

2.2 吹管参数的选择

根据DL/T 1269—2013《火力发电建设工程机组蒸汽吹管导则》，稳压吹管系数

式中：K 为吹管系数；Db为吹管工况蒸汽流量，t/h；vb为吹管工况蒸汽比体积，m3/kg；D0为锅炉最大连续蒸发量工况蒸汽流量，t/h；v0为锅炉最大连续蒸发量工况比体积，m3/kg。

根据计算，当分离器出口压力大于6MPa时，锅炉稳压吹管系数K＞1，稳压吹管时分离器出口压力选择在 6～6.5M P a。

降压吹管按压降比计算吹管系数

式中：βΔp为压降比；ΔPb为吹管工况某区段流动压降（阻力），MPa；ΔP0为锅炉最大连续蒸发量工况该区段流动压降（阻力），MPa。

根据计算，当分离器出口压力大于7.5MPa时，降压吹管系数K＞1.4，满足导则中压降比不小于1.4的要求，降压吹管时分离器出口压力选择在7.5～8.0MPa，同时控制过热器出口蒸汽温度不超过450℃，再热器出口蒸汽温度不超过480℃。

2.3 吹管临时系统的准备

吹管临时系统按稳压吹管要求布置，同样适用于降压吹管。汽机高、中压主汽门室人工清理。在高压主汽门前接临时管，接临时电动门，接临时管至再热冷段汇通，在再热器入口前加装集粒器。从中压主汽门前接临时管，临时管引出墙外至零米，选取合适位置接消音器，在临时管至消音器之间选取合适位置装设靶板器。

稳压吹管系数K＞1时锅炉负荷在50%BMCR以上，此时至少需要1 500 t/h向凝汽器的补水能力，为满足补水要求，需要在原有补水泵基础上加装两台500 t/h的临时补水泵，用于从除盐水箱向凝汽器补水。

稳压吹管时锅炉热负荷较高，需要投入过热器、再热器减温水；原设计再热器减温水取自给水泵中间抽头，稳压吹管时过热器、再热器直接串联，再热器蒸汽压力高于给水泵抽头压力，为满足再热器减温水压力要求，需要将再热器减温水管道改接至给水管道上。

3 吹管过程

3.1 冷态冲洗

第一阶段：凝结水及低压给水系统水冲洗。启动凝结水系统运行，按凝汽器→凝结水泵→凝结水精处理旁路→轴加→低加→除氧器流程进行冲洗，当冲洗至凝结水及除氧器出口水中铁离子质量浓度小于1 000μg/L时，可采用循环冲洗方式，投入前置过滤器去除水中杂质，当除氧器出口取样铁离子质量浓度小于200μg/L时凝结水系统、低压给水系统冲洗结束，可以进行锅炉上水。

第二阶段：锅炉冷态冲洗。除氧器加热水温80℃以上，启动汽动给水泵，向锅炉上水，当启动分离器出口水铁离子质量浓度大于1 000μg/L时，炉水应自361阀经疏水箱排至机组排水槽，小于1 000μg/L时应将炉水自疏水箱回收至凝汽器，投入凝结水处理装置除去水中铁离子。当启动分离器出口水铁离子质量浓度小于100μg/L时，冷态冲洗结束。

3.2 锅炉点火及热态冲洗

启动风烟系统运行，投入大油枪进行暖炉，当空预器出口一、二次风温大于150℃时，投入微油油枪，在暖磨结束后投入F制粉系统运行，燃烧稳定后退出大油枪运行。

在热态冲洗过程中，维持分离器水温在190℃左右，当启动分离器出口水质铁离子质量浓度大于1 000μg/L时，炉水应由361阀经疏水箱排至机组排水槽，当铁离子质量浓度小于1 000μg/L时，炉水应自疏水箱回收至凝汽器，并投入凝结水处理装置开始循环清洗，当启动分离器出口水质铁离子质量浓度小于100μg/L时，机组热态冲洗结束，锅炉可以开始升温升压。

3.3 系统暖管及试吹

升温升压过程中，当分离器出口压力升至1MPa时关闭系统疏水及排汽，分离器压力升至1.8MPa时控制升温升压速度，保持吹管临时控制门旁路门开启状态，加强临时管道的暖管，当实测消音器处排汽温度大于140℃时，临时系统暖管结束，关闭各临时管道疏水阀。

锅炉按图2机组冷态启动曲线升温升压，升压至分离器出口压力2MPa、4MPa、6MPa时，分别进行试吹，每次试吹后应对临时管道及系统进行检查并确认正常后再继续升压。吹管管道系统检查完成后，锅炉降低负荷，在分离器出口压力2MPa时对过热器、再热器减温水管路进行反吹扫，吹扫检查合格后停炉，锅炉带压放水，恢复减温水管路。

图2 机组冷态启动曲线

3.4 稳压吹管

减温水管路恢复完成后，锅炉重新点火，冲洗，暖管及试吹。试吹结束后，锅炉按机组冷态启动曲线升温升压，逐渐增加燃料量和给水流量，升压至分离器出口压力3MPa时，开启吹管临时控制门2 s，此时应注意控制储水罐水位，陆续启动其他制粉系统增加燃料量，随着蒸汽压力升高，逐次开启吹管临时控制门，每次开门时间控制在2～5 s之间。

锅炉升温升压过程中，及时投入过热器减温水将高温过热器出口蒸汽温度控制在450℃以内，投入再热器减温水将高温再热器出口温度控制在480℃以内，同时进行必要的燃烧调整，控制汽温、汽压稳定在正常范围内。在锅炉热负荷达到30%BMCR时，锅炉开始由湿态转入干态运行，转态结束后停运炉水循环泵并投入暖管暖阀管路，分离器出口过热度宜控制在10～30℃。在吹管临时控制门完全开启后，逐渐增加燃料量至分离器出口压力6MPa左右，当吹管系数K＞1时，稳压吹管正式计时开始。

稳压吹管过程中应注意凝汽器液位，当凝汽器正常补水无法满足运行需要时开启临时补水泵进行补水，单次稳压吹管有效时长根据除盐水储量及吹扫效果宜控制在30～60min。吹管结束后逐渐减少燃料量，锅炉转入湿态运行，随分离器压力降低逐渐关闭吹管临时控制门，当分离器压力降至3MPa时打开高旁、低旁吹管临时控制门对高旁、低旁管路等需要吹扫管路进行吹扫，吹扫完成后，锅炉停炉，带压放水。

稳压吹管过程中应安排不少于2次、每次不少于12 h的停炉冷却，停炉冷却期间锅炉应带压放水。

3.5 降压吹管与打靶

在完成三次稳压吹管后进行降压吹管与打靶。逐渐降低燃料量，并随分离器压力降低逐渐关闭吹管临时控制门，保留一套制粉系统运行。当分离器压力升至7.5MPa左右时全开吹管临时控制门进行降压打靶。

全开吹管临时控制门会使锅炉压力快速降低，闪蒸的大量蒸汽使储水罐水位迅速膨胀，应注意储水罐会产生虚假水位，此时应反向操作，增大给水流量并关闭361阀，防止在关闭吹管临时控制门后储水罐水位迅速降低触发锅炉MFT保护动作，待储水罐水位稳定后再通过减少给水流量和调节361阀来控制水位。

全开吹管临时控制门时炉水循环泵入口压力迅速降低，需增加炉水泵过冷水流量并关小泵出口360阀，防止炉水循环泵入口汽化，影响泵的安全稳定运行。

当吹管系数K＜1时关闭吹管临时控制门并对其断电，取靶板检查，当靶板不合格时应根据靶板检查情况间隔几次降压吹管后再放入靶板进行打靶，调整燃料量控制每小时降压吹管次数不超过4次，直至连续两次打靶均合格。

3.6 吹管质量标准

吹管过程中应及时调整蒸汽参数以控制吹管系数，打靶后应对靶板情况进行联合检查，根据DL/T 1269—2013《火力发电建设工程机组蒸汽吹管导则》，吹管质量要求如下：

1）过热器、再热器吹管系数＞1.0；

2）靶板宽度应为靶板安装处管道内径的8%且不小于25mm，厚度不小于5mm，长度纵贯管道内径，靶板表面粗糙度应达到Ra100；

3）选择铝质材料靶板，应连续两次更换靶板检查，无0.8mm以上的斑痕，且0.2～0.8mm范围的斑痕不多于8点，0.2mm以下斑痕忽略不计。

4 结语

稳压吹管时间长，输送杂质能力强，热负荷高，温度、压力扰动小，有利于锅炉的保护，而降压吹管则可加强锅炉扰动，增强吹管效果，同时可减少锅炉频繁启停，选择较长时间的稳压吹管结合较少次数的降压吹管打靶，充分利用了两种方式的优点，达到良好的吹管效果，该组合方式可以为超超临界机组锅炉吹管提供参考。

［1］杨圣春，朱友良.超超临界1GW机组锅炉吹管方式选择与实践［J］.南京工程学院学报（自然科学版），2015，13（3）：43-47.

［2］胡志宏，郭磊，郝卫东，等.邹县电厂3 033 t/h超超临界锅炉吹管方案的探讨［J］.山东电力技术，2006（6）：3-6.

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［6］电力行业火电建设标准化技术委员会.火力发电建设工程机组蒸汽吹管导则：DL/T 1269—2013［S］.北京：中国电力出版社，2014.

The C ombine of S table P ressure and P ressure-reduction B lowpipe in 1 000MW U ltra-supercritical U nit

Z HANG Lei
（Shandong Zhongshi Yitong Group C o.，Ltd.，Jinan，250003，China）

Regarding the ultra-supercritical boiler blowpipe，comparative analysis for advantages and disadvantages of two types of blowpipe is carried out.A combination of regulated blowpipe and step-down blowpipe targeting is proposed.The aspects of the blowpipe parameters selection，the blowpipe temporary requirements of the system and the operation process in the star-up process are discussed.

ultra-supercriticalboiler；stable pressure blowpipe；pressure-reduction blowpipe

TM621

：B

：1007－9904（2017）08－0066－04

2017-03-13

张 磊（1989），男，工程师，从事火电机组锅炉调试工作。