超超临界锅炉降压吹管与稳压吹管的对比陈文林;宁献武;李永刚【摘要】锅炉蒸汽吹管是新建机组投产前的一项关键步骤,通过对两个使用同样型式型号锅炉的电厂分别采用的降压和稳压方式蒸汽吹管的过程、工期、效果、资源消耗、运行操作等方面进行了对比,为同类型机组在选择吹管方式时提供借鉴.【期刊名称】《东北电力技术》【年(卷),期】2012(000)005【总页数】4页(P39-42)【关键词】超超临界;吹管;降压;稳压【作者】陈文林;宁献武;李永刚【作者单位】神华国华绥中发电有限责任公司,辽宁葫芦岛 125222;神华国华绥中发电有限责任公司,辽宁葫芦岛 125222;神华国华绥中发电有限责任公司,辽宁葫芦岛 125222【正文语种】中文【中图分类】TK223.27;TK228为了清除机组在制造、运输、保管、安装过程中以及经化学清洗后残留于过热器、再热器及蒸汽管道内的各种杂物 (沙粒、石块、铁屑、焊渣、氧化铁皮及其它杂物等)，防止机组运行中过热器、再热器堵塞爆管和汽机通流部分损伤，改善机组启动后汽水品质，提高机组的安全性和经济性，必须对新机组的热力系统进行蒸汽吹管，这也是新机组投产前的一项关键步骤。
然而吹管方式的选择也是至关重要，必须结合各自电厂的特点，选择合适的吹管方式，方能保证蒸汽吹管及后续工作的顺利进行［1］。
1 机组概况1.1 设备概况A、B电厂超超临界1 000 MW机组锅炉均为东方锅炉 (集团)股份有限公司制造的高效超超临界参数变压直流炉，为单炉膛、一次中间再热、平衡通风、前后墙对冲燃烧、运转层以上露天布置、固态排渣、全钢构架、全悬吊结构Π型锅炉。
旁路系统均为一级大旁路，启动系统为带炉水循环泵的内置式启动系统，水冷壁由下部带内螺纹的螺旋环绕管圈和上部垂直水冷壁构成，中间设置混合集箱。
垂直水冷壁出口进入水冷壁出口混合集箱，经引入管引入2台汽水分离器，分离出来的水进入储水罐，经内置炉水循环泵 (BCP)送回省煤器入口，蒸汽则依次经顶棚管、后竖井/水平烟道包墙、低温过热器、屏式过热器至高温过热器。
锅炉过热器减温水来自省煤器出口，再热器减温水来自给水泵中间抽头。
1.2 蒸汽吹管范围A、B电厂由于锅炉为同型式型号，因此蒸汽吹管的范围也相同。
a．从分离器到末级过热器出口集箱的过热器系统。
包括从分离器至高过出口集箱出口，包括顶棚过热器，水平烟道包墙过热器，前、后、侧墙和分隔墙过热器，低温过热器，屏式过热器，高温过热器以及过热器间的连接管及集箱。
b．主蒸汽管道。
c．冷段再热器管道。
d．从冷段再热器入口集箱到热段再热器出口集箱的再热器系统。
2 蒸汽吹管方式国内外目前降压蒸汽吹管方式和稳压蒸汽吹管两种方式均有实际应用的业绩，这两种方法各有优缺点，究竟哪种方式好，一直存在着分歧，因此降压和稳压相结合的吹管方式在国内也逐渐开始应用。
降压吹管是指锅炉吹管的控制门在关闭状态，然后锅炉点火在湿态运行状态下，维持一个较高的压力，然后迅速全开吹管控制门，利用降压过程中锅炉蓄热闪蒸产生的大量蒸汽，短时间高速冲洗蒸汽管路，从而实现对锅炉受热面的吹扫。
稳压吹管是在吹管控制门保持全开或一定开度的情况下，逐渐增加锅炉的燃烧率直至转干态运行，然后保持锅炉的蒸汽压力、温度在稳定状态，利用不断产生的蒸汽对锅炉受热面进行吹扫［1］。
3 吹管过程3.1 A电厂吹管过程 (降压吹管)本次吹管从开始上水冲洗至吹管结束，第一阶段共吹管46次，正式吹管38次，第一阶段吹管过程中对过热器一级和二级减温水进行了2次反冲洗，然后对锅炉全面放水冷却，对临时系统进行变更，第二阶段共吹管106次，正式吹管98次，对再热器事故减温水管路反冲洗了3次。
期间锅炉水动力工况稳定，锅炉启动系统、烟风系统、制粉系统、2台汽动给水泵等均进行了带负荷试运，一、二级减温水，再热器减温水、再热器烟气调节挡板、烟温探针、空预器吹灰、暖风器系统等均经历了热态运行，燃油系统、空压机系统、气力除灰系统、除渣系统均连续运行。
正式吹管期间每次吹管系数都达到了1以上，过热器吹管有效持续时间为284 min，过热器吹管系数最高为2.13，再热器吹管有效持续时间为249 min，再热器吹管系数最高为3.89。
3.2 B电厂吹管过程 (稳压吹管)本次吹管从开始锅炉上水冲洗至旁路吹管结束，锅炉共试吹管3次，正式吹管5次，在吹管期间对旁路系统进行了3次吹扫，对过热器和再热器减温水分别进行了吹扫，每次吹管完毕后均进行了带压放水，并对集粒器进行了清洁，其中有3次停炉冷却时间超过20 h。
期间锅炉水动力工况稳定，锅炉启动系统、微油点火系统、烟风系统、4套制粉系统、2台汽动给水泵等均进行了长时间的带负荷试运，一、二级减温水、再热器减温水、再热器烟气调节挡板、烟温探针、空预器吹灰、暖风器系统等均经历了热态运行，燃油系统、空压机系统、气力除灰系统、干除渣系统均连续运行。
正式吹管期间每次吹管系数都达到了1以上，过热器吹管有效持续时间为249 min，过热器吹管系数最高为1.121 2，再热器吹管有效持续时间为727 min，再热器吹管系数最高为4.66。
4 2种吹管方式对比4.1 工期与进度降压吹管一般分为两阶段进行，第一阶段进行一次汽水系统的吹管，第二阶段为一次汽、二次汽串联的吹管，在第一阶段与第二阶段之间需要对临时系统进行变更。
而稳压吹管由于有效时间较长，蒸汽量比较充足，因此一次汽、二次汽系统一般串联起来的吹管一次性进行，为了保证吹管效果，一般至少有1次不小于12 h的停炉冷却。
尽管降压吹管次数多，但每次有效时间很短、持续时间短;而稳压吹管尽管吹管次数少，但每次持续有效时间较长，再加上临时系统变更和停炉冷却的时间，综合来看，在总的工期方面降压吹管略少于稳压吹管，当然这也和安装单位洁净化施工的程度有很大的关系。
降压吹管所需要的燃烧率很低，投入系统较少，只需要投入1套制粉系统、甚至不投入制粉系统只投入燃油系统即可满足吹管要求，对于除灰、除渣等系统要求也不高，因此在机组安装后期，如果辅机部分系统的安装进度滞后，而又急于吹管，选择降压吹管方式就不受辅机安装进度的影响。
稳压吹管需要40%～50%的燃烧率，此时锅炉已转入干态运行，锅炉的启动部分操作已基本完成，所有锅炉侧辅机也基本都需要投入运行，同时对于配置30%容量以下电泵或没有配置电泵的机组，至少需要投入1套汽动给水泵系统，如果小汽机没有单独配置凝汽器，那么机侧的一些系统也要具备启动条件，因此稳压吹管对于机组辅机的安装进度要求相对较高，但也可以作为机组整套启动的预演，提前对一些系统和设备进行考验，如果能提前发现问题，在整套启动之前解决，可以减少整套启动的时间。
4.2 效果吹管参数的选择对于保证吹管系数、吹管效果至关重要，一般来说参数越高、效果越好，但对于降压吹管与稳压吹管的效果究竟孰优孰劣，业内一直存在着分歧。
降压吹管每次吹管压力、温度急剧改变引起的热冲击和动力冲击有利于提高吹管效果，但是每次吹管的时间很短，吹管次数多，同时每次吹管，压力温度急剧变化构成一次应力循环，对锅炉元件造成一定隐性的寿命损耗。
稳压吹管吹管次数少，每次吹管持续时间长，对锅炉启动分离器水位、厚壁承压部件的温度交变应力、锅炉炉水循环泵的扰动小，但正是这种持续的吹扫由于缺乏扰动，可能在一定程度上影响了吹管的效果。
通过表1可以看出，采用降压吹管的效果要略好于稳压吹管，在时间上要比稳压吹管略短，但每次吹管压力温度急剧变化构成一次应力循环，对锅炉元件造成一定隐性的寿命损耗无法量化。
另外锅炉蒸汽吹管的效果和安装单位洁净化施工、吹管参数的控制、运行操作水平等多方面因素有关，不好用数据加以量化，只能说这2种吹管方式都可以应用在超超临界锅炉上。
4.3 资源消耗降压吹管由于利用降压过程中锅炉蓄热闪蒸产生的大量蒸汽，短时间高速冲洗蒸汽管路，从而实现对锅炉受热面的吹扫。
因此其燃烧率相对较低，消耗的除盐水量也较少。
稳压吹管由于从点火至建立吹管参数期间，吹管控制门需要逐渐保持开启状态，因而不断产生蒸汽并向外排出，因此要消耗大量的除盐水及相对较多的燃料。
通过表2可以看出，降压吹管和稳压吹管相比，需要消耗的燃料总量相差不多，但是对于不同机组配置不同的点火方式，消耗燃油和燃煤的比例就大不相同，因此在选择吹管方式时要结合锅炉点火方式全面考虑吹管的燃料成本。
其实稳压吹管和降压吹管差别最大的是除盐水的消耗，由于各厂除盐水的供应能力不尽相同，通常成为1台机组选择吹管方式的重要因素，一些电厂由于没有大的除盐水储水箱或制水能力不足等原因，仅出于减少除盐水量消耗这一方面考虑，就放弃了稳压吹管而选择了降压吹管。
降压吹管大部分时间消耗很少的除盐水量，仅在吹管控制门开启后才大量排汽、补水。
相比之下稳压吹管由于吹管控制门开启较早，只要锅炉点火有蒸汽产生就会有除盐水的消耗，而且随着参数的表1 不同吹管方式吹管效果对比电厂吹管方式降压吹管稳压吹管A电厂 B/min 284 249过热器吹管系数最高 2.13 1.121 2再热器吹管有效持续时间/min 249 727再热器吹管系数最高 3.89 4.66正式吹管次数 126 5过热器吹管有效持续时间靶板情况铝制靶板优良铝制靶板优良表2 不同吹管方式燃料消耗对比电厂吹管方式降压吹管稳压吹管A电厂 B规大油枪点火消耗燃油/t 1 216.9 607.24消耗燃煤/t 1 517.5 2 818.82折算燃煤总量(按1 t油折算2 t煤计算)/t点火方式常规大油枪点火微油点火+常3 951.3 4 033.3逐渐提高，除盐水的消耗量逐渐增大，当达到正式吹管参数以后，其除盐水量消耗达到最大，如果不能保证有充足的除盐水供应，可能没有达到正式的吹管参数，就不得不停下来等待除盐水的补充，白白浪费了燃料和除盐水，因此除盐水的补水能力是选择吹管方式时需要考虑的一个重要因素。
4.4 运行操作降压吹管操作起来相对比较简单，相对比较复杂的是开闭吹管控制门和保持锅炉储水罐水位。
针对直流炉的特点，其汽水分离器储水箱容积较小，维持控制水位较难，在开关临冲门时水位极难控制，并且锅炉闪蒸的大量蒸汽使得汽水分离器储水箱水位迅速膨胀，形成虚假水位。
因此就需要运行人员能够做出准确的判断，给水调节尽可能避免大幅操作，可以按照水位变化趋势短时调整，一旦出现水位变化较快时应暂停甚至反向操作，直至控制住水位变化，但必须使得给水和蒸汽流量处于一个相对平衡的水平［2］。
稳压吹管操作相对比较复杂，需要一直增加直至锅炉转至干态运行，整个机组除了没有汽轮机未冲转、发电机未并网外，其余系统基本上都已投运，相当于整个机组启动的过程，因此操作相对比较多。
稳压吹管锅炉操作的重点是燃水比控制，在启动初期差别不大，而在后期尤其是干、湿态转换前后，在增加燃料的同时需要保持合适的燃水比，这对于稳定吹管参数、避免锅炉受热面超温至关重要。
