超超临界机组锅炉吹灰汽源安全性研究与优化

刘海鹏　孔令忠　杜承德

摘 要：超超临界机组吹灰气源取自高压汽源，运行中发生泄漏后，威胁人员设备安全，并且影响机组经济性，通过调研同类型机组和参数，将吹灰汽源改为低再出口，保证吹灰参摄，消除炉外吹灰汽源管道泄漏隐患，提高机组的经济性。为超超临界百万千瓦机组吹灰汽源的优化和初始设计提供了安全性方面的借鉴。

关键词：吹灰汽源；过热器；裂纹

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2015.23.050

1 邹县发电厂超超临界机组锅炉吹灰器运行概况

邹县电厂#7机组1000MW锅炉是东方锅炉股份有限公司设计制造的高效超超临界参数变压直流炉，型号：DG3000/26.15-Ⅱ1型，于2006年12月投产，为国内首批投产的超超临界百万千瓦机组。该时期锅炉基本采用蒸汽吹灰系统，利用一定压力和干度的蒸汽，通过吹灰器对受热面进行积灰和结渣的清扫。

邹县#7锅炉吹灰汽源设计取自高温过热器进口连接管，在B-MCR工况下此处的蒸汽压力为26.5MPa，温度为538℃，减压阀后压力为2MPa～3MPa，温度250～350℃。因减压阀前后差压高达20MPa以上，减压阀前焊缝承受较大的拉应力，同时因减压站投停及减压阀开关频繁，减压阀前焊缝同时承受较强的交变应力。因此在机组运行中减压阀前焊缝易发生裂纹问题。#7炉投产以来，吹灰汽源减压阀前焊缝多次发生过裂纹问题，修补后的焊缝随运行时间的延长会发生再次裂纹，因该处焊缝为异种钢焊接，频繁的修复、热处理影响该部位焊缝的安全运行，并且因过热蒸汽压力高达26.5MPa，运行中炉外高温高压蒸汽泄漏，处理过程不得不降低机组负荷并采取带压堵漏的办法，严重威胁人身安全，并且采用未做功的过热蒸汽减温减压后作为吹灰蒸汽，也影响机组经济性。

2 锅炉吹灰汽源采取的优化措施

鉴于上述原因，对1000MW锅炉吹灰汽源的安全性进行研究并采取优化措施。通过调研目前国内投产的部分百万千瓦机组，有直接采用再热蒸汽作为吹灰汽源的运行经验，也有部分机组投运后将汽源由主蒸汽改为再热蒸汽。对于采用压力较低的再热蒸汽作为吹灰汽源，着重以从节能的角度考虑和以“保障人身安全”为选取原则。在机组运行中，吹灰器需要根据锅炉的运行情况定期投入，整个吹灰系统布置于炉外，提高炉外承压部件的安全可靠性对于保证人身安全至关重要。同时汽源的选取还必须保证吹灰蒸汽的压力、温度、流量参数，才能保证吹灰器的安全运行，即吹灰器枪管不被烧损，且在达到吹灰效果的同时不对受热面造成过度吹损。在调研过程中发现部分采用低再入口蒸汽作为吹灰汽源的机组出现屏过区域吹灰器多支烧损的现象，分析主要原因为百万机组炉膛宽，吹灰器长度过长，屏过区域炉膛温度高，吹灰器管材质量达不到设计要求，同时吹灰气源虽能保证吹灰器的压力、温度要求，但由于吹灰流量不能保证导致吹灰器烧损。

对邹县电厂1000MW锅炉再热器系统原设计参数与实际运行中各符合段锅炉再热器有关运行参数进行综合分析，按吹灰蒸汽过热度大于100℃的要求，低温再热器入口汽温346℃略偏低。低温再热器出口蒸汽温度在500℃以上，与原汽源温度基本相同，能满足吹灰器的要求。低温再热器出口蒸汽压力（60%～100%额定负荷）基本在2.7MPa～4.5MPa，能满足吹灰器的参数要求。

因此决定将#7炉吹灰汽源由高温过热器入口优化为低温再热器出口管道，接口位置确定在低温再热器出口混合集箱至高温再热器入口混合集箱导汽管，开孔位置在导汽管（炉后）正侧面。这样改动后保持蒸汽温度基本不变（即不降低蒸汽的过热度），汽源压力降低80%，减小减压阀前焊缝应力，提高了吹灰汽源的安全性，从而保障人身安全。从再热器减温水引一路水源作为吹灰蒸汽减温水。

因再热蒸汽压力较过热蒸汽低，为保证低负荷时段长伸缩吹灰器的正常投运，按照双减压站进行设计，在炉左和炉右对称位置各布置一套减压站。炉左减压站供左侧长吹和炉膛短吹汽源，炉右减压站供右侧长吹、空预器、GGH、脱硝吹灰汽源。同时为减小吹灰汽源管道阻力损失，保证吹灰流量，按照保证单台吹灰器安全运行的蒸汽流量进行核算，将减压站前汽源管道通流面积增大，管道规格由Φ114×24改为Φ133×10，同时将增加流量测点并引入DCS，以便对每只吹灰器的流量进行监测，防止流量低造成吹灰器烧损。

3 锅炉吹灰器改造后效果

吹灰汽源改造完毕后，适当提高了屏过区域吹灰压力和流量，并根据各负荷段压力，规定650MW以上投运高过、高再区域吹灰器。800MW以上方可投运屏过区域吹灰器，并连续监视吹灰流量，有效防止吹灰器烧损。

吹灰汽源改造一年运行后，未发生吹灰汽源减压阀前焊缝漏气现象，并且屏过区域吹灰器未发生烧损现象，停炉后对炉内受热面检查，仅有少量积灰现象。2015年同样对#8炉吹灰气源进行了改造，目前运行良好。

对于原设计采用过热蒸汽作为吹灰汽源的超超临界百万千瓦机组锅炉，将汽源优化改移至低温再热器出口，保持蒸汽温度基本不变（首先保证吹灰蒸汽的过热度）。汽源压力降低80%，通过双减压站设计、分区域供汽、缩短汽源管路长度、增大管路通流面积等措施保证吹灰器进汽压力和流量。在保证吹灰器进汽参数符合要求的前提下，减小减压阀前后压差，提高减压阀及前部管道的安全性，消除炉外吹灰汽源管道泄漏隐患，提高了工作人员的安全性。同时提高了机组的经济性。为同类型超超临界百万千瓦机组吹灰汽源的优化和初始设计提供了安全性方面的借鉴。

参考文献：

[1]邹县发电厂.1000MW集控运行规程.

作者简介：刘海鹏（1976-），本科，工程师，主要从事：电站锅炉运行、技术管理工作。endprint