中國能源建設集團浙江火電建設有限公司 劉華生 毛忠軍
新安裝的火力發(fā)電機組在制造、運輸、保管、安裝過程中殘留在過熱器、再熱器及管道中的各種雜物,這些雜質(zhì)在機組運行過程中會引起受熱面管子堵塞、超溫甚至爆管,或直接被帶入汽輪機內(nèi),危及汽輪發(fā)電機組的安全穩(wěn)定運行。因此在新機組投產(chǎn)時必須進行鍋爐吹管,將鍋爐及蒸汽管路系統(tǒng)吹掃干凈。上海中電投漕涇電廠一期(2×1000MW)工程超超臨界汽輪發(fā)電機組(以下簡稱漕涇),鍋爐為超超臨界參數(shù)變壓直流爐,一次再熱、平衡通風、露天布置、固態(tài)排渣、全鋼構(gòu)架、全懸吊結(jié)構(gòu)塔式鍋爐。機組在BMCR 工況下過熱蒸汽流量、過熱器出口蒸汽壓力、過熱器出口蒸汽溫度、再熱蒸汽流量、再熱器進出口蒸汽壓力、再熱器進出口蒸汽溫度分別為2955.6t/h、27.56MPa(g)、605 ℃、2447.9/2377.4t/h、6.20/6.00MPa(a)、377/603 ℃。漕涇#2機組鍋爐燃燒器分四角布置、切向燃燒,采用正壓直吹式制粉系統(tǒng)、配有6套正壓直吹式制粉系統(tǒng),并在B1、B2層布置微油點火系統(tǒng)。
上海漕涇電廠#2機組鍋爐蒸汽吹管采用一次系統(tǒng)和二次系統(tǒng)串沖的方法,高旁、小機高壓進汽管路在主再熱系統(tǒng)吹掃過程中穿插進行。大機沖洗采用穩(wěn)壓沖洗,臨時管道直接與主蒸汽、再熱蒸汽管道焊接連接,不進高中壓汽門。一、二次系統(tǒng)吹管流程:分離器-過熱器-主蒸汽管道-零充門-過熱器靶板-冷再管道-集濾器-再熱器-再熱管道-靶板-排氣管-消音器。
吹管參數(shù)主要指吹管蒸汽壓力、蒸汽溫度和壓降幅度。根據(jù)國家相關(guān)規(guī)范要求吹管系數(shù)K ≥1,并有一定積累時間,這樣可充分利用鍋爐蓄熱能量,提高吹洗效果,減少吹管次數(shù)。根據(jù)鍋爐吹管方案確定各吹管參數(shù)及臨時管道的材質(zhì)要求,在保證吹管系數(shù)≥1的前提下,穩(wěn)壓吹管期間鍋爐汽水分離器壓力為4.5~5.5MPa,在此過程中通過過熱器減溫器嚴格控制主蒸汽溫度在450℃以內(nèi),調(diào)節(jié)控制再熱蒸汽溫度在500℃以內(nèi),吹管過程注意監(jiān)視鍋爐爐膛壁溫和主汽、再熱蒸汽溫度、壓力。
吹管過程中的鍋爐所需水量的多少是能否正常穩(wěn)壓吹管的主要制約因素。漕涇電廠#2機組冷態(tài)沖洗1000噸、熱態(tài)沖洗1500噸、沖管時1500噸、停爐放水用1200噸,共計5200噸;之后每天用水約3000~3500噸。其中鍋爐點火初期需水量800~950t/h,正式吹管過程中需水量1200~1300t/h。每次吹管耗水量大約4000t。因給水量大所以需增加一路#3除鹽水箱至除氧器平臺的補水管,并增加二臺Di250、P2.0MPa、400~600t/h 給水泵,另自小漕涇(漕涇電廠2×1000MW 工程附近一小型熱電廠)增加一路除鹽水引至#2凝補水箱,加裝輸送泵120t/h。電廠#2機組配備2臺50%汽動給水泵,1臺30%電動給水泵。單臺汽動給水泵額定流量1940t/h。
蒸汽流量是影響穩(wěn)壓吹管質(zhì)量的關(guān)鍵因素,需控制好水煤比,以便使鍋爐穩(wěn)壓吹管時轉(zhuǎn)干態(tài)直流運行。點火初期補水量為800~950t/h,同時注意啟動循環(huán)泵流量與給水泵流量的匹配調(diào)節(jié)。隨著磨煤機投入逐步退出油槍。當?shù)谌_磨煤機投入并將煤量增加至110t/h 后退出微油點火模式,同時調(diào)整再循環(huán)量及給水量。逐步調(diào)整煤水比(一般在6~7左右),并以減溫水為輔助手段將給水量穩(wěn)定在1300t/h,此時燃煤量約200t/h,鍋爐轉(zhuǎn)干態(tài)直流運行,退出啟動循環(huán)泵運行,正式吹管開始。
鍋爐穩(wěn)壓吹管過程中,主要是將低溫再熱器的入口溫度控制在420℃以內(nèi),即不要超過再熱冷段管道的設計溫度[1]。機組正常運行時,主蒸汽經(jīng)過汽機高壓缸做功才到再熱冷段管道,蒸汽的焓降較大,蒸汽溫度不會超溫,而在穩(wěn)壓法串聯(lián)蒸汽吹管時蒸汽通過管道擴容產(chǎn)生的焓降較小,一般過熱器出口溫度與再熱冷段溫度的最大差值不會超過30℃,所以通過控制過熱器出口的汽溫不要超過450℃,便可有效控制再熱器入口蒸汽溫度超溫[2]?,F(xiàn)場通過投用過熱器一、二級減溫水能相對方便的控制主蒸汽溫度,此時需注意減溫后的溫降情況,適當?shù)囟嘤靡患墱p溫水。根據(jù)過熱器減溫水投入減溫情況,必要時投入再熱器減溫水,以便控制再熱器進口蒸汽溫度不超過420℃,同時可通過降低風量、制粉系統(tǒng)的調(diào)整、降低燃料投入的速率及二次風配風的調(diào)整等手段控制再熱器出口蒸汽溫度在500℃左右。
以下是漕涇電廠#2機組穩(wěn)壓吹管過程參數(shù)控制情況:汽水分離器出口壓力5.4~6.0MPa、過熱器出口蒸汽壓力1.0~1.3MPa、分離器出口壓力4.5~5.5MPa、省煤器出口流量1200~1400t/h、過熱器溫度450℃左右、再熱器入口溫度420℃以內(nèi)、再熱器出口520℃左右??卮胧涸跐駪B(tài)時,用一級減溫水后溫度為300℃,二級減溫水后為340℃,并保證有20℃以上的過熱度,再通過燃料量的增減來控制。
圖1 吹管期間蒸汽壓力、溫度控制曲線圖
鍋爐吹管前臨沖門開關(guān)試驗已完成,正式吹管前需進行試開關(guān),確保臨沖門開關(guān)正常、開關(guān)時間滿足要求。鍋爐上水,首先進行鍋爐60℃溫態(tài)水沖洗。進行鍋爐蒸汽吹管前條件檢查確認,五方簽字確認后進行鍋爐首次微油點火,投用B 層4支油槍,投入B 層制粉系統(tǒng),確保鍋爐燃燒穩(wěn)定,升溫升壓。當分離器壓力至1.0~1.5MPa 左右進行第一階段穩(wěn)壓吹管,維持分離器壓力15分鐘以上,同時檢查鍋爐膨脹、吹管系統(tǒng)的膨脹、支吊架及吹管系統(tǒng)周邊、消音器等安全情況。在分離器出口溫度達260~290℃進行鍋爐熱態(tài)沖洗。繼續(xù)升溫升壓,分離器出口壓力至2.5~3.5MPa 進行第二次穩(wěn)壓試吹管。分離器出口壓力至4.5~5.5MPa,進行正式穩(wěn)壓吹管維持分離器出口壓力15~20分鐘(視給水量定)后停爐冷卻12小時。再次點火啟動重復以上操作,至連續(xù)兩次打靶合格以后進行高壓旁路的吹洗,具體為15分鐘后開啟高壓旁路并維持5分鐘后停爐。再次點火啟動重復以上操作,直至靶板合格。
漕涇電廠第一次穩(wěn)壓沖管時,因除氧器臨時補水泵電流過大,引起二臺臨時補水泵同時起跳。原因分析:凝補水泵向凝汽器補水流量控制過小,除氧器臨時補水泵補水流量過大,造成過流;補水泵動力電纜接法有問題,二路電源接進同一開關(guān)柜。解決辦法:派專人負責補水泵并制定電流比不超280A;電源分別接進二個容量相等的開關(guān)柜,做到一機一閘一保護。
穩(wěn)壓法蒸汽吹管時間持續(xù)長,要求的連續(xù)補水量大,化學除鹽水箱應儲存足夠的補充水,凝汽器、除氧器處于高水位運行狀態(tài)。為延長有效吹管時間,必要時需考慮加裝除鹽水箱到凝汽器或除氧器的臨時補水管道。管道受熱膨脹的時間也較長,臨時系統(tǒng)管道的膨脹量比一般情況要更大一些,因此在進行吹管臨時系統(tǒng)設計、校核和安裝時,要高度重視管道的膨脹余量,保證臨時系統(tǒng)管道的膨脹推力不要傳遞到正式系統(tǒng)、設備上。穩(wěn)壓法蒸汽吹管過程中,只有控制好水煤比,才能確保實現(xiàn)鍋爐轉(zhuǎn)干態(tài)直流運行,因此控制水煤比是穩(wěn)壓法蒸汽吹管的關(guān)鍵。穩(wěn)壓法蒸汽吹管時臨時管與正式管道是否通過汽門進行過渡連接,各有優(yōu)缺點,又同時存在對汽機軸系影響的不確定性,可根據(jù)工程具體施工進度及工期的要求擇優(yōu)選擇。