1.神華國華孟津發(fā)電有限責(zé)任公司；2.河南電力建設(shè)調(diào)試院

摘要：根據(jù)超臨界直流鍋爐的運行特點，通過對常用的兩類啟動系統(tǒng)的鍋爐吹管工藝優(yōu)缺點的分析和比較，提出了超臨界直流鍋爐優(yōu)化吹管策略。改進后的直流鍋爐吹管方法不但增強了吹洗效果，而且縮短了鍋爐吹管試運時間，降低了穩(wěn)壓吹管試運燃油消耗，保證直流鍋爐穩(wěn)壓吹管安全運行，具有一定的經(jīng)濟性。

關(guān)鍵詞：超臨界；直流鍋爐；蒸汽吹管；技術(shù)改進

1前言

鍋爐吹管是在新建火電機組投運前必須進行的一項重要工作，對提高機組運行的安全性有重要意義。鍋爐蒸汽系統(tǒng)吹掃可以清除在制造、運輸、保管、安裝過程中殘留在過熱器、再熱器系統(tǒng)及蒸汽管道中的各種雜物，如砂粒、石塊、旋屑、氧化鐵皮等，防止機組運行過程中過熱器、再熱器爆管和汽機通流部分損傷，有效改善機組運行期間的蒸汽品質(zhì)。

直流鍋爐吹管主要有降壓吹管和穩(wěn)壓吹管兩種方法。降壓吹管是指鍋爐事先維持一個較高的吹管壓力，然后迅速全開臨時吹管門，利用降壓過程中鍋爐蓄熱閃蒸產(chǎn)生的大量蒸汽，短時間高速沖洗蒸汽管路。這種方法僅需要開閉臨時吹管門和保持鍋爐水位等操作，操作簡單，對控制系統(tǒng)要求不高，但每次沖管的有效時間很短，吹管次數(shù)多，操作頻繁，對臨控門的要求高，燃油用量大，多次吹管易造成管道熱應(yīng)力疲勞，影響管道壽命。穩(wěn)壓吹管是在鍋爐的蒸汽參數(shù)比較穩(wěn)定的情況下進行的，吹管時吹管臨控門全開，給水在鍋爐水冷壁中連續(xù)蒸發(fā)，連續(xù)不斷地沖洗蒸汽管道。這種吹管方法吹掃能力增強，吹管次數(shù)少，機組試運范圍大，節(jié)約燃油，但對控制系統(tǒng)要求較高，若操作不當(dāng)，易造成鍋爐滅火和受熱面管壁超溫等事故。通過諸多方面比較，可以看出，直流爐吹管以穩(wěn)壓吹管為宜。但如何提高吹管系統(tǒng)的可靠性，預(yù)防鍋爐滅火和受熱面超溫事故，仍需要做進一步研究。

本文根據(jù)多年的調(diào)試經(jīng)驗，結(jié)合孟津2×600MW超臨界機組實際情況，對鍋爐穩(wěn)壓吹管方法進行了改進和優(yōu)化，克服了上述缺點，使穩(wěn)壓吹管順利進行。

2直流鍋爐吹管系統(tǒng)簡介

到目前為止，河南省已經(jīng)投產(chǎn)的20余臺600MW級直流鍋爐基本上有兩種爐型：一種是DG-1900/25.4-Ⅱ型，一次中間再熱、超臨界壓力變壓運行的本生直流鍋爐，單爐膛、平衡通風(fēng)、固態(tài)排渣、全鋼架、全懸吊結(jié)構(gòu)、Π型露天布置。另一種是HG-1950/25.4-YM型超臨界燃煤變壓運行直流爐、單爐膛、光管螺旋管圈水冷壁、一次再熱、平衡通風(fēng)、前后墻對沖燃燒、半露天島式布置、固態(tài)排渣、全鋼構(gòu)架、全懸吊結(jié)構(gòu)Π型鍋爐。這兩種鍋爐的啟動系統(tǒng)都設(shè)計了內(nèi)置式啟動分離器，分離器布置在鍋爐的前部上方，其進口為水冷壁出口匯集箱，下部與儲水罐相連。鍋爐的汽水流程以內(nèi)置式汽水分離器為界設(shè)計成雙流程的鍋爐啟動系統(tǒng)。根據(jù)是否設(shè)計有爐水循環(huán)泵，在吹管過程中水循環(huán)有所不同。

3吹管工藝的改進

針對目前穩(wěn)壓吹管方法的存在一些問題，提出了改進的穩(wěn)壓吹管方法，即用分離器在微濕態(tài)狀態(tài)下的蒸汽穩(wěn)壓吹管方法，并設(shè)計出了適用于微濕態(tài)吹管的控制回路。主要考慮了以下幾點。

3.1微濕態(tài)吹管原理

根據(jù)儲水箱水位與361閥開度對應(yīng)關(guān)系，適當(dāng)控制給水流量，保持儲水箱水位在合適的高度，恰當(dāng)控制361閥的開度，使鍋爐汽水分離器微濕態(tài)運行，保證了鍋爐整個水冷壁內(nèi)工質(zhì)處于欠飽和狀態(tài)，有效避免了水冷壁過熱超溫現(xiàn)象。

3.2控制系統(tǒng)設(shè)計思路

給水控制。根據(jù)實際應(yīng)用情況，由于動力汽源問題，試運期間只能夠啟動一臺汽動給水泵。因此，電動給水泵可與汽動給水泵并列運行，用流量自動平衡方式匹配兩泵的出力。給水泵再循環(huán)自動控制系統(tǒng)可設(shè)為自動方式，或手動放在50%位置，大流量時關(guān)閉再循環(huán)閥。儲水箱水位控制系統(tǒng)（361閥控制）設(shè)為自動。主給水旁路投自動。

燃燒控制。燃料量控制在72 t/h ～150 t/h標(biāo)準(zhǔn)煤，對應(yīng)于蒸汽流量400 t/h～900 t/h。燃燒控制的主要要點是把握水煤比合適。首先有一個大致的匹配比例，然后根據(jù)儲水箱水位適當(dāng)調(diào)節(jié)給水量。

通過對自動控制系統(tǒng)改進，在鍋爐吹管期間，保證自動控制系統(tǒng)的投入，對穩(wěn)定鍋爐運行，減少鍋爐滅火，特別是由于給水流量低鍋爐滅火，起到很大作用，為鍋爐穩(wěn)壓吹管奠定基礎(chǔ)。

微濕態(tài)控制。按照直流鍋爐特點，穩(wěn)壓吹管時由于蒸發(fā)量超過30%BMCR，鍋爐運行應(yīng)該進入到直流狀態(tài)。根據(jù)儲水箱水位與361閥開度成比例關(guān)系，適當(dāng)控制給水流量，保持儲水箱水位在合適的高度，使361閥有一個微小的開度，使鍋爐汽水分離器呈微濕態(tài)運行，保證了鍋爐整個水冷壁內(nèi)工質(zhì)處于欠飽和狀態(tài)，有效避免了水冷壁溫超溫現(xiàn)象。

3.3加強壁溫監(jiān)視

吹管期間，除了必要地改進控制措施外，還需要加強受熱面壁溫監(jiān)視，且設(shè)置專門監(jiān)視員，一旦發(fā)現(xiàn)有超溫現(xiàn)象，馬上采取必要措施。

4應(yīng)用舉例

圖1 吹管系統(tǒng)簡圖

以某發(fā)電公司2×600MW機組為例進行了驗證。吹管系統(tǒng)圖如圖1所示。在機組調(diào)試過程中采用微濕態(tài)穩(wěn)壓吹管方法，分兩個階段。第一階段吹掃后，拆除集粒器進行第二階段吹管。主要考慮因素如下：

吹管流程。超臨界直流鍋爐吹管流程為：分離器 →各級過熱器 →過熱器出口集汽集箱 →主蒸汽管道 →主汽門臨時假閥 →臨時管 →臨時控制閥 →臨時管（集粒器）→冷段再熱管路 →各級再熱器 →熱段再熱管路 →中壓主汽門臨時假閥 →臨時管（靶板）→消音器 →排大氣。

吹管壓力計算。由于鍋爐BMCR工況與汽機VWO工況對應(yīng)，吹管參數(shù)計算結(jié)合鍋爐BMCR工況與汽機VWO工況下的有關(guān)熱力計算數(shù)據(jù)。

過熱器壓降 1.79MPa（BMCR）

再熱器壓降 0.19MPa（BMCR）

主汽管道壓降1.20MPa（VWO、BMCR）

冷段壓降0.19MPa（VWO、BMCR）

熱段壓降 0.12MPa（VWO、BMCR）。

主汽門、臨控門、中聯(lián)門、臨時管道壓降 0.5MPa（估算）。

按《吹管導(dǎo)則》，整個吹管流程平均吹管系數(shù)選取1.4，中聯(lián)門排汽背壓假定為0.50MPa。

管道壓降為：

分離器壓力為：

第一階段吹管。鍋爐在完成必要吹管準(zhǔn)備后，逐步增加燃料，并開大臨控門開度，直到分離器壓力升至6.1MPa，吹管系數(shù)滿足吹管要求，維持臨控門不變，吹管開始，吹洗40min～60min后（視凝汽器補水情況），鍋爐降壓，逐步關(guān)臨控門，分離器壓力降到2MPa時，全關(guān)臨控門，鍋爐熄火。鍋爐吹管時需4套制粉系統(tǒng)投入運行。吹管結(jié)束后，鍋爐停爐冷卻，在下次點火前要求過熱器、再熱器金屬溫度降低到200℃以下，停爐期間鍋爐全面放水。

第二階段吹管。拆除集粒器，并恢復(fù)系統(tǒng)準(zhǔn)備第二階段吹管，開始第二階段吹管。第二階段吹管具體操作同第一階段相同。

在吹管過程中，控制系統(tǒng)投入可靠穩(wěn)定，鍋爐燃燒穩(wěn)定，蒸汽受熱面管道未出現(xiàn)超溫現(xiàn)象，鍋爐蒸汽吹管工作順利完成。

5結(jié)論

通過改進鍋爐吹管過程的控制方案，有效避免了吹管時鍋爐頻繁滅火現(xiàn)象的發(fā)生，保證直流鍋爐穩(wěn)壓吹管安全運行；采用微濕態(tài)穩(wěn)態(tài)鍋爐吹管方法，保證了吹管效果，縮短了鍋爐吹管時間，節(jié)降低了燃油消耗；通過加強監(jiān)視手段，有效避免鍋爐燃燒受熱面超溫現(xiàn)象。本文敘述方法具有一定實用價值，可為同類型鍋爐吹管時提供參考。

參考文獻：

[1]崔明儒主編.火電機組啟動蒸汽吹管導(dǎo)則.北京：中華人民共和國電力工業(yè)部，1998

[2]樊泉桂主編.鍋爐原理.北京：中國電力出版社，2004

[3]孟津電廠鍋爐技術(shù)說明書