燃气-蒸汽联合循环机组低压蒸汽管路吹洗措施

伍刚，刘岗，张少勇

（西安热工研究院有限公司，西安 710032）

燃气-蒸汽联合循环机组低压蒸汽管路吹洗措施

伍刚，刘岗，张少勇

（西安热工研究院有限公司，西安 710032）

介绍了2台不同参数的燃气-蒸汽联合循环机组余热锅炉蒸汽管路的吹洗过程，吹管过程分析比较表明：燃气轮机带一定负荷能够为余热锅炉蒸汽管路吹洗提供更高的吹洗蒸汽参数，缩短吹洗时间，节省除盐水；低压吹洗管路独立布置可以解决联合循环余热锅炉吹管过程中高、低压蒸汽系统相互影响的问题。吹管参数的选取可以为同类型机组提供借鉴。

燃气-蒸汽联合循环机组；余热锅炉；蒸汽管路；吹洗

0 引言

燃气-蒸汽联合循环发电机组作为一种污染小、效率高的发电形式，广泛应用于各类调峰、供热机组中。余热锅炉作为连接燃气轮机和蒸汽轮机的关键设备，对整个联合循环机组的经济、高效、稳定运行有至关重要的作用。

余热锅炉的特性需要适应燃气轮机的运行特征，这就决定了其换热方式、烟气流量、烟气参数和启动时间等特性与传统火力发电机组锅炉有明显不同。各种燃气轮机排烟参数的不同对余热锅炉提出了不同的要求，因此，在余热锅炉蒸汽管路吹洗过程中，吹洗参数、吹洗系统布置方式、吹洗质量检验标准等都有较大的区别［1-2］。

1 机组概况

华能北京热电厂燃气热电联产扩建工程＃1机组（以下简称机组甲）采用9F级“二拖一”燃气-蒸汽联合循环机组，采用F级多轴、单燃料、室内布置、快装式、干式低NOx燃烧重型燃气轮机，再热、双缸双排汽、背压供热、凝汽式汽轮机组，三压再热、无补燃、自然循环余热锅炉。

华能金陵燃气轮机热电联产工程第3套机组（以下简称机组乙）采用9E级“一拖一”燃气-蒸汽联合循环机组，采用E级多级、单燃料重型燃气轮机，高压、冲动、单排汽、单轴、可调整单抽凝汽式汽轮机组，三压、无补燃、双锅筒、除氧器一体式自然循环余热锅炉。

甲、乙2种机组余热锅炉主要参数（性能保证工况）见表1。

表1 余热锅炉主要性能参数对比

2 蒸汽管路吹洗过程

余热锅炉蒸汽吹管汽源可采用外供汽源（启动锅炉或临炉蒸汽），亦可采用自产蒸汽（即燃气轮机空转或带负荷时烟气通过余热锅炉产生蒸汽）［3-6］，根据现场情况，本文2台机组吹管均采用自产蒸汽。蒸汽管路吹洗分为稳压和降压两种基本方法［7-8］。稳压吹洗时参数变化小，水位变化缓慢，但是耗水量大、吹洗周期长、燃料消耗大；降压吹洗则是利用过热器及蒸汽管道内压力的突然变化，短时间内释放大量能量进行冲洗，操作简单、吹洗周期短、耗水量较小，但锅炉参数变化大，对操作人员技术水平要求较高。甲、乙机组均采用蓄能降压法进行蒸汽管路吹洗。

2.1 蒸汽管路吹洗范围及吹洗流程

机组甲蒸汽管路吹洗范围包括高压过热器、中压过热器、低压过热器、再热器、高压及其旁路蒸汽管道、冷段及热段再热蒸汽管道、中压及其旁路蒸汽管道、低压及其旁路蒸汽管道。减温水系统分别进行水冲洗和蒸汽反冲洗。

机组甲的高、中压过热器系统及主蒸汽管道吹洗流程如图1所示，低压过热器系统及主蒸汽管道吹洗流程如图2所示。

图1 机组甲余热锅炉高、中压管路吹洗流程

图2 机组甲余热锅炉低压管路吹洗流程

机组乙蒸汽管路吹洗范围包括高压过热器、低压过热器、高压及其旁路蒸汽管路、低压及其旁路蒸汽管道。由于机组过热蒸汽喷水减温器具有自逆止功能，蒸汽反冲洗无法进行，故减温水系统只进行水冲洗。

机组乙的高、低压蒸汽系统管路吹洗流程如图3所示。

2.2 吹洗参数的控制

图3 机组乙余热锅炉高、低压管路吹洗流程

在机组甲余热锅炉的吹洗过程中，燃气轮机不带负荷，高、中压系统临冲门开启前高压汽包压力为3.45MPa左右，高压过热器出口温度为277℃左右。低压系统临冲门开启前低压汽包压力为0.70MPa左右，低压过热器出口温度为220℃左右。

在机组乙余热锅炉蒸汽管路吹洗过程中，第2阶段燃气轮机发电负荷为8～10MW，高压系统临冲门开启前高压汽包压力为3.5MPa左右，温度为335℃左右。低压系统临冲门开启前低压汽包压力为0.5MPa左右，温度为218℃左右。

2.3 吹洗质量检验标准

机组甲采用三菱公司标准：靶板材质选用铜板，宽度为排汽管内径的8%，长度纵贯管子内径，表面不能有黑色氧化物覆盖；以管道中心为原点，半径为0.85倍管道半径的范围为靶板有效面积；在吹洗系数大于1的条件下，连续3次打靶合格；靶板上的撞击痕迹粒度在0.50mm以下；在6.4516 cm2靶板面积上，粒度为0.25～0.50mm的撞痕不超过1个；靶板表面无撞击颗粒留存。

机组乙采用DL 647—2004《电站锅炉压力容器检验规程》，具体质量标准为：被吹洗系统的吹洗系数大于1；靶板材质为抛光铝板，长度纵贯管子内径，宽度为管子内径的8%；连续2次靶板冲击斑痕粒度小于等于0.80mm，且斑痕不多于8个（粒度小于0.20mm的不计）。

3 蒸汽吹洗过程对比分析

3.1 吹洗效果

机组甲在高、中压汽包压力达到3.45MPa左右时开始进行高、中压蒸汽系统的吹洗，汽包压力降至2.70MPa左右时关闭临冲门，高压过热器吹洗系数为1.1左右，中压过热器吹洗系数为2.5左右。低压汽包压力达到0.60MPa左右时开始进行低压蒸汽系统的吹洗，待汽包压力降至0.45MPa左右时关闭临冲门，低压过热器吹洗系数为7.4左右。高、中压系统及低压系统分别进行打靶检验［9］。

机组乙在高压汽包压力达到3.50MPa左右时开始进行高压蒸汽系统的吹洗，高压汽包压力降至2.50MPa左右时关闭临冲门，高压过热器吹洗系数为2.0左右。低压汽包压力达到0.51MPa左右时开始进行低压蒸汽系统的吹洗，待汽包压力降至0.30MPa左右时关闭临冲门，低压过热器吹洗系数为1.2左右。

2台余热锅炉的蒸汽管路吹洗系数均大于1.0，且分别根据三菱公司标准及DL 647—2004《电站锅炉压力容器检验规程》进行检验，保证了余热锅炉的吹洗质量。

3.2 吹洗时间

机组甲高中压、低压蒸汽系统分别吹洗179次和93次，打靶合格，每小时吹洗4～5次。机组乙高、低压蒸汽系统分别吹洗171次和91次，打靶合格，每小时吹洗5～6次［10］。

2台余热锅炉吹洗过程中，由于机组乙燃气轮机已经带负荷，虽然两者临冲门开启时高压过热蒸汽压力基本相同，但机组乙高压过热蒸汽温度较机组甲高58℃左右，过热度更高，可以达到更好的吹扫效果。

同时，机组乙蒸汽吹扫期间，燃气轮机烟气温度高，高压汽水系统容积相对较小，升温、升压速度更快，吹洗间隔更短，可以节省吹洗时间，有利于缓解蒸汽管路吹洗期间机组乙化学制水能力不足的问题。

3.3 低压蒸汽系统的吹洗

机组甲低压蒸汽管道吹扫系统单独布置，由于低压系统额定压力低，吹扫参数很容易达到，而且因为是在额定压力下进行吹扫，吹洗系数很大，一般都在5.0以上，吹扫效果良好。

机组乙高、低压吹洗临时管路在靶板器前汇通，对蒸汽吹洗质量进行打靶检验时均出现同一情况：低压蒸汽系统压力升高速度快，低压汽包压力很快达到额定压力，必须开启临冲门泄压，造成靶板更换困难。

为了降低低压蒸汽系统的升温、升压速度，采取了开启过热器出口集箱排空门、加强排污、增加低压临冲门开启时间等措施，可以将时间延长至10min左右，但同时也带来以下问题：机组用水量大幅增加，增加吹管成本；汽包压力降低较大，引起蒸汽饱和温度下降过多、过快，增加对汽水系统的热冲击；增加运行人员吹管操作的工作量和工作难度。

4 结论

（1）2台余热锅炉高压系统吹洗压力均为3.50MPa左右，低压系统吹洗压力均接近低压汽包额定压力，参数选择合理、经济。

（2）燃气轮机带一定负荷能够为余热锅炉蒸汽管路吹洗提供更高的吹洗蒸汽参数，可缩短吹洗时间，节省除盐水。

（3）为了解决余热锅炉高、低压蒸汽系统临冲门启闭不同步造成的靶板更换困难，低压蒸汽系统吹洗临时管道可考虑单独布置。

［1］袁伟.300MW燃气-蒸汽联合循环发电机组170 t／h余热锅炉吹管方法的优化［J］.燃气轮机技术，2000，13（1）：49-51.

［2］谭振忠.燃气-蒸汽联合循环中蒸汽轮机发电机组的整体调试［J］.发电设备，2007，21（6）：449-456.

［3］陈贻城.9FA燃气-蒸汽联合循环机组余热锅炉吹管方法探讨［J］.福建电力与电工，2007，27（2）：41-43.

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［5］姚生龙，闫玉峰，孙亮，等.燃气-蒸汽联合循环机组余热锅炉吹管浅析［J］.发电与空调，2013，34（152）：35-37，41.

［6］韩兵.青海150MW燃气-蒸汽联合循环余热锅炉蒸汽吹管的优化及特点［J］.青海电力，2008，27（2）：38-41.

［7］王红雨，陈新宇，陈华春，等.超临界机组锅炉稳压法与降压法蒸汽吹洗的比较［J］.热力发电，2008，37（1）：72-74.

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［9］徐卫华.华能北京热电厂燃气热电联产扩建工程＃1机组锅炉专业调试报告［R］.西安：西安热工研究院有限公司，2012.

［10］李峰.华能金陵燃气轮机2×200MW级热电联产工程第3套机组锅炉专业调试报告［R］.西安：西安热工研究院有限公司，2013.

（本文责编：刘芳）

TM 611.31

：B

：1674-1951（2015）06-0036-03

伍刚（1981—），男，陕西西安人，工程师，从事大型汽轮机组、燃气轮机组及IGCC的调试和启动技术研究（E-mail：wugang＠tpri.com.cn）。

2014-11-18；

2015-03-03

刘岗（1987—），男，陕西西安人，工程师，工学硕士，从事大型电站锅炉及余热锅炉的调试和启动技术研究（E-mail：liugang＠tpri.com.cn）。

张少勇（1984—），男，陕西韩城人，工程师，工学硕士，从事大型电站锅炉及余热锅炉的调试和启动技术研究（E-mail：zhangshaoyong＠tpri.com.cn）。