超超临界二次再热锅炉吹管工艺探讨
- 格式:docx
- 大小:29.25 KB
- 文档页数:5
超超临界二次再热机组锅炉吹管工艺探讨
张晓东;薛宏涛
【期刊名称】《电力勘测设计》
【年(卷),期】2024()3
【摘要】超超临界二次再热机组项目建设在我国飞速发展,但锅炉的蒸汽吹管工艺至今仍未见详尽、可适用的技术导则作为支撑,各个项目采取的吹管方式不尽相同。
本文通过对比不同项目超超临界二次再热机组锅炉蒸汽吹管的方式和过程,结合实
际情况,探讨适用于多数二次再热机组锅炉的吹管工艺。
【总页数】5页(P41-45)
【作者】张晓东;薛宏涛
【作者单位】中国能源建设集团西北电力试验研究院有限公司
【正文语种】中文
【中图分类】TM621
【相关文献】
1.二次再热超超临界百万机组锅炉水冷壁裂纹成因及无损检测探讨
2.二次再热超超临界机组锅炉壁温测点设计优化
3.超超临界二次再热机组塔式锅炉再热器管壁温
度优化调整试验4.二次再热超超临界机组再热蒸汽温度控制探讨5.660 MW超超
临界二次再热机组高效灵活塔式锅炉热偏差全过程管控实践
因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
超超临界二次再热锅炉技术研究进展超超临界二次再热技术作为煤炭清洁高效利用技术备受关注。
本文介绍了二次再热技术的原理,分析了二次再热锅炉关键技术,并简要介绍了全球二次再热技术的应用情况,中国二次再热技术在机组容量及蒸汽参数等方面,处于世界领先地位。
标签:超超临界锅炉;二次再热;技术改造0 引言我国一次能源呈现“富煤、贫油、少气”的分布特点,煤炭处于我国能源结构的主导地位。
从统计数据来看,截止2016年末,我国发电装机容量16.5亿千瓦,其中燃煤机组装机容量9.5亿千瓦,占总装机容量的57.6%。
到2017年末,我国发电装机容量17.8亿千瓦,其中燃煤机组装机容量10.2亿千瓦,占总装机容量的57.3%。
虽然燃煤机组装机容量占比略有下降,但是装机容量依然增长了7.4%。
显然,我国电力生产中煤电依然处于重要地位。
因此,煤炭的清洁高效利用成为了主要发展趋势,其中超超临界二次再热技术作为目前切实可行的煤高效利用及节能减排发电技术,成为目前的研究热点。
1 二次再热技术简介二次再热技术是在常规一次再热基础上,锅炉增加了一级再热系统,汽轮机增加了超高压缸。
蒸汽在超高压缸中做功后进入锅炉进行一次再热,然后进入高压缸,在高压缸中做功后进入锅炉进行二次再热。
图1为二次再热的热力系统图。
图2为二次再热循环的T-S图。
如图所示,二次再热循环在原朗肯循环的基础上又加入了一级高参数的循环,相当于提高了循环的平均吸热温度,在平均放热温度不变的情况下,机组循环热效率提高。
文献[1]中指出,二次再热循环热效率比一次再热高1.5%-2%,CO2减排约3.6%。
此外,与一次再热机组相比,二次再热技术还可以提高汽轮机低压缸的排汽干度,有利于机组的安全运行。
2 二次再热锅炉关键技术二次再热机组的热力系统决定了二次再热锅炉与常规的一次再热锅炉有很大的不同,目前世界上发展二次再热技术锅炉的关键技术有以下几个方面。
2.1 蒸汽参数的合理选择对于二次再热机组,蒸汽参数的合理选取有利于提高机组效率,保障机组的安全运行。
二次再热机组锅炉三段吹管技术研究王林;刘辉;刘超;高景辉;赵志丹;王红雨;孟颖琪【摘要】Due to the higher thermal efficiency and the lower pollutant emissions,the double-reheat cycle technology is getting moreapplied in the industry..Therefore,the steam blowing process for the new units with double-reheat cycle calls for urgent study.In this paper,an ultra-supercritical 660 MW double-reheat boiler is taken as the studyobject.Based on the routine one-staged and two-staged pipe-blowing techniques,the three-staged pipe-blowing with pressure-reduction steam is proposed in accordance with the arrangement of the boiler heating surfaces.The results of the target plate test show that the number of the flushed spots are less than 5 and the diameters of the spots are all smaller than 0.5 mm,which completely meets the requirements of the national codes.The three-staged pressure-reduction pipe-blowing method,which produces good blowing quality,can provide practical reference for subsequent units with double reheat technology.%二次再热技术因其较高的热效率和较低的污染物排放正得到越来越广泛的应用.针对新机组的蒸汽吹管工艺亟待探讨,以二次再热超超临界660 MW锅炉为研究对象,在传统一段吹管、二段吹管方法的基础上,结合大容量超超临界二次再热锅炉受热面布置的实际,提出三阶段降压法蒸汽吹管工艺,较好地适应了新机组新技术的变化. 实际靶板检验结果表明:斑痕数均少于5点,斑痕粒径均小于0.5 mm,完全符合国家规范要求,吹洗质量优良. 提出并成功运用的三阶段降压法吹管工艺可为后续二次再热机组吹管提供实际参考.【期刊名称】《中国电力》【年(卷),期】2017(050)007【总页数】6页(P69-73,78)【关键词】火力发电;二次再热循环;超超临界机组;三段吹管;降压法【作者】王林;刘辉;刘超;高景辉;赵志丹;王红雨;孟颖琪【作者单位】西安热工研究院有限责任公司,陕西西安710054;西安热工研究院有限责任公司,陕西西安710054;西安热工研究院有限责任公司,陕西西安710054;西安热工研究院有限责任公司,陕西西安710054;西安热工研究院有限责任公司,陕西西安710054;西安热工研究院有限责任公司,陕西西安710054;西安热工研究院有限责任公司,陕西西安710054【正文语种】中文【中图分类】TK229.2当前火电行业承受着日益巨大的环保压力,推广应用清洁高效的燃煤发电技术是火电产业未来发展的主要出路[1-3]。
二次再热超超临界锅炉屏式过热器爆管原因分析及处置深摘要:新建燃煤发电机组锅炉在安装过程中,对锅炉内部清洁度施工管理要求较高,若锅炉内部异物检查措施不完整、管控力度不够、异物清理不彻底,会导致受热面管堵塞爆管。
本文通过某新建电厂2*1000MW二次再热机组#3锅炉屏式过热器异物堵塞爆管的案例,介绍了屏式过热器异物堵塞爆管的原因、异物残留的种类、处置方法及锅炉清洁度施工的控制措施,为国内同类新建发电机组的锅炉清洁度控制提供经验借鉴与参考。
关键字:二次再热过热器爆管异物堵塞1、前言新建燃煤发电机组锅炉在安装过程中,对锅炉内部清洁度施工管理要求较高,若锅炉内部异物检查措施不完整、管控力度不够、异物清理不彻底,会导致受热面管堵塞爆管。
作为百万超超临界锅炉,汽温、汽压等参数随着机组容量的加大而升高,同时锅炉受热面一般设计有较多节流孔,都无形中提高了对锅炉受热面的清洁度要求。
锅炉安装过程中内部清洁度的控制要从设备到货直至启动试运行,形成一套完整的异物检查、清理措施,彻底清除设备内异物,才可避免锅炉因异物堵塞造成的爆管事故发生。
2、设备概况某电厂二期工程3、4号炉是东方电气集团东方锅炉股份有限公司设计、制造的2台1000MW的二次再热高效超超临界参数变压运行直流锅炉。
过热器系统按烟气流程依次为:屏式过热器、后屏过热器、高温过热器、包墙过热器。
其中屏式过热器布置在炉膛上部区域,在炉深方向布置了2排,两排屏紧挨着布置,每一排管屏沿炉宽方向布置19片,共38片屏,每屏22根管。
屏式过热器蛇形管均由集箱承重并由集箱吊杆传至大板梁上。
为调整流量使同屏各管的壁温比较接近,在屏过进口集箱上设置了有φ20mm、φ18mm、φ16mm、φ14mm、φ13mm、φ12.5mm、φ11.5mm、φ11mm、φ10.5mm和φ10mm十种规格不同的节流孔。
3、背景介绍#3机组于2021年7月28日完成168小时试运行后停机消缺,2021年8月25日再次启动,26日17:28分#3炉大包顶部测点发出泄露报警,同时现场检查发现大包四周有蒸汽冒出,初步怀疑大包内有受热面泄露,继续监测运行至2021年8月30日,冒汽现象未消失,且随机组负荷加减变化,判断大包内泄露概率较大,为防止伤害扩大,决定停机查漏、消缺。
二次再热机组降压吹管优化方案摘要:近年来,随着社会的发展科学技术的发展也有了很大的创新。
蒸汽吹管是新建电站锅炉投运前的重要试运步骤之一。
吹管质量的控制和吹管工艺的正确实施对锅炉和汽轮机的安全运行有着直接影响。
目前国内外主要有两种电站锅炉吹管工艺,即降压蒸汽吹管法和稳压蒸汽吹管法。
传统的降压蒸汽吹管技术在我国已经基本成熟,而稳压蒸气吹管技术,尤其是超临界直流锅炉的稳压吹管技术还在起步阶段,而对于配炉水循环泵启动系统的超临界直流锅炉,目前使用稳压吹管的成功实例和经验不多。
本文着重对配锅炉水循环泵启动系统的HG-1964/25.4-YM17型超临界直流锅炉的吹管工艺和流程进行了研究,并对吹管过程中的注意事项进行了探讨。
关键词:二次再热机组;降压吹管;优化方案引言蒸汽吹管是关系到机组安全高效运行的重要基建环节。
针对二次再热机组降压吹管系统复杂,吹管次数多,吹管有效时间短,吹管工期长等问题以及热力系统的参数特点,提出在降压吹管系统设计时,将过热器系统和一次再热器系统视为一体,将临吹门设置在一次再热器出口的优化方案。
该方案优于将临吹门设置在过热器出口的常规方式,可以大幅提高吹管时锅炉的蓄热容量,从而提高吹管的效率和质量。
1二次再热机组降压吹管优化方案1.1“二段法”降压吹管吹管临时系统设计特点:1)将过热器系统和一次再热器系统通过临时管道联通为一体,并在一次再热器入口处加装集粒器,以收集再热器前蒸汽管道内的杂质;2)在一次再热器出口设置临吹门;3)拆除高旁阀阀芯,吹管期间高旁管道处于贯通状态,视为主蒸汽管道的一部分。
需要注意的是,过热器系统和一次再热器系统之间的临时管道、短管、大小头、集粒器、堵板、法兰等材料设计工作压力应不小于10MPa、工作温度应不低于450℃,其他部分的设计和要求可参照《导则》执行。
一阶段用于吹扫过热器、高旁、一次再热器及其蒸汽管道系统,至打靶合格。
一阶段吹管蒸汽流向如下:分离器来汽→过热器系统→主蒸汽管道(含高旁)→临时管道→集粒器→一次再热器系统→临吹门→临时管道→靶板器→消音器→排大气。
第46卷 第8期 热 力 发 电V ol.46 No.8收稿日期:2017-04-30国内首台二次再热机组锅炉 混合吹管实践及优化高景辉,王 林,杨 博,张亚夫,赵志丹,王红雨,孟颖琪(西安热工研究院有限公司,陕西 西安 710054)[摘 要]为探索适用于超超临界二次再热机组的锅炉吹管工艺,以我国首台投产的二次再热机组锅炉为研究对象,提出并实践了一种降压法混合式管道吹洗方案。
该方案综合了“一段吹管”的系统形式和“两段吹管”的操作特点,即将过热器、一次再热器、二次再热器及其附属管道一次性串联,吹扫时则分3部分进行,各部分独立打靶验收。
针对新工艺实践过程中出现的吹管系数不达标问题,进行了现场测试和理论分析,提出了提高汽水分离器出口压力、增加临吹门开启个数等措施,基本消除了阀门的阻塞流效应,保证了管道的吹洗效果。
最终靶板检验结果表明,降压法混合吹管实现了对二次再热机组锅炉各受热面的高质量吹扫,该吹管工艺对同类机组具有实际参考意义。
[关 键 词]二次再热;锅炉;过热器;再热器;降压吹管;混合吹管;阻塞流 [中图分类号]TK229.2 [文献标识码]B [文章编号]1002-3364(2017)08-0107-06 [DOI 编 号]10.3969/j.issn.1002-3364.2017.08.107Practice and optimization of combined pipe-blowing method for domestic firstdouble-reheat unitGAO Jinghui, WANG Lin, YANG Bo, ZHANG Yafu, ZHAO Zhidan,WANG Hongyu, MENG Yingqi(Xi’an Thermal Power Research Institute Co., Ltd., Xi’an 710054, China)Abstract: To explore suitable pipe-blowing methods for ultra supercritical double-reheat units, a decompression combined pipe-blowing method was proposed and put into practice on the domestic first double-reheat boiler. This new method is a combination of “one section pipe-blowing ” method ’s structure and “two-section pipe-blowing ” method ’s operating characteristics. The superheater, primary reheater, secondary reheater and its associated pipelines were connected in series in one time. The whole system is divided into three parts, and each part is purged and targeted separately. For the problem that the steam purge coefficient does not satisfy the standard, field test and theoretical analysis were carried out. Some measures, such as increasing the separator outlet steam pressure, opening multiple valves simultaneously, were taken into practice to eliminate the blocking flow effect and guarantee the purging quality. The final target plate tests results show that, the depression combined pipe-blowing method completed the purging of double-reheat boiler heating surfaces with high quality. This method can provide practical reference for other similar units.Key words: double reheat, boiler, superheater, reheater, pressure reducing blowpipe, combined pipe-blowing, blocking flow当前我国火电产业正面临空前巨大的环保压力[1],推广应用更加清洁高效的热电技术迫在眉睫[2-3]。
超临界直流锅炉吹管工艺优化及控制一、背景介绍超临界直流锅炉(Ultra-Critical DC Boiler,以下简称UCDB)是一种具有高效性能的新型可再生能源发电设备,具有高温高压、高效率、低污染优势,目前已经发展成为全球可再生能源技术的主流之一。
为了实现UCDB分布式发电系统的高效运行,超临界直流锅炉吹管工艺优化及控制具有重要意义。
二、吹管工艺优化及控制原理UCDB采用吹管发电方式,其吹管的布局与直流发电的其他电力设备不同,需要进行优化设计。
UCDB吹管工艺优化及控制原理主要有两种:一是采用数值模拟进行优化,确定最优的发电参数、吹管布局和最优的控制系统;二是采用实时监测技术,对系统运行状态进行检测并实现智能化在线控制。
三、吹管工艺优化及控制优点1. 安全可靠:UCDB采用高品质和高度精确的直流吹管布线,通过设置安全保护和故障报警装置,保证系统的安全运行。
2. 高效率:UCDB采用智能化运行控制系统,同时并行计算机模拟和优化,有效提高系统发电效率。
3. 节能降耗:UCDB吹管可以实现一次性获取发电热能,结合优化控制和节能技术,可以节约能源开支,减少环境污染。
四、吹管工艺优化及控制方法1. 吹管布局优化:UCDB采用数值模型,将发电热量传递过程包括流动特性、热物理特性等统计特征定量描述,从而确定优化的吹管布局;2. 动态调节:采用实时监测技术,可以监测系统温度、压强、功率等参数,通过调节吹管结构及控制参数,使系统的发电效率达到最大。
五、未来发展UCDB吹管工艺优化及控制技术可以为新能源发电系统提供可靠、稳定、可持续的发电能源,是保证可再生能源发展发挥巨大价值的关键技术。
未来,将加强对UCDB吹管工艺优化及控制研究,逐步地进行无线终端控制、。
超临界中间再热机组吹管技术摘要:吹管是新建汽轮发电机组运行前关键工序,目的是吹扫机组锅炉过、再热器及其相关蒸汽管道系统,清除其在制造、运输、保管、安装过程中遗留的各种杂物,避免机组运行时过、再热器爆管和汽轮机通流零部件损伤,提高机组的安全性和经济性,改善运行期间的蒸汽品质。
本文通过茂名电厂600MW 超临界中间再热机组吹管实例,分析、总结超临界、中间再热机组吹管技术。
关键词:汽轮发电机组;超临界;再热;吹管正文1 吹管方式目前,常用吹管方式有三种:一步吹管法、二步吹管法、混合吹管法。
一步吹管法是过热器、再热器用串联的方式吹管,二步吹管法是过热器、再热器用并联方式单独吹管,混合吹管法是先用一步吹管法吹管合格后,再用二步吹管法分别对过热器、再热器吹管。
附图1:一步吹管法吹管系统图相同吹管参数下,混合吹管法结合两种方式吹管,吹管质量最好,但临时系统复杂,吹管周期长。
一步吹管法串联过热器、再热器吹管,吹管阻力比二步吹管法吹管阻力大,吹管动量小,同时上级系统杂物随吹管蒸汽进入再热器,吹管质量比二步吹管法吹管质量稍差。
但一步吹管法系统简单,吹管周期短,且增加吹管系数和加装集粒器能弥补吹管动量不足和杂物带入再热器,因此茂名电厂600MW 机组吹管选择一步吹管法吹管。
2 一步吹管法吹管系统一步吹管法吹管系统如附图1,过热器来蒸汽通过主蒸汽正式管,由主汽门引出进入临时管系统,经过主汽临冲门、集粒器进入再热蒸汽冷段正式管、低再、高再、再热蒸汽热段管,最后由中压主汽门引出进入排汽管系统,经过靶板、消声器排大气。
高旁管吹管临时管由高旁阀前引出,经高旁临冲门,接中压主汽门后排汽管道系统。
为防止高旁吹管蒸汽逆流,在中压主汽门后安装止回阀。
2.1 临时管道、支架附图2:集粒器结构图连接主汽门和冷段正式管道的临时管道设计压力≥9.8MPa,温度≥450℃。
连接主汽门和集粒器的临时管道管径与主蒸汽相同,连接集粒器和冷段正式管道的临时管道管径与冷段正式管道相同。
超临界压力锅炉的吹管荣 伟(湖南省电力试验研究院,湖南 长沙410007) 中图分类号:T K 228 文献标识码:B 文章编号:100820198(2005)S 220049202收稿日期:20052072180 前 言 随着我国经济的进一步发展,电力工业也进一步发展壮大,机组由小容量发展到大容量,锅炉压力由中压、高压、超高压发展到亚临界、超临界,甚至超超临界,设备更新换代越来越快,发展大型超临界压力机组已成为了我国“十五”期间重点发展的目标。
机组基建调试行业面临许多新的研究课题,超临界压力锅炉的吹管就是之一,它作为机组调试阶段的一个重要步骤也越来越得到业内的重视。
1 吹管的方式选择 新安装的锅炉机组在向汽轮机供汽之前,必须通过对蒸汽管路的冲洗,使在安装时遗留在蒸汽管路的什物及粘附于管路内壁的焊渣、锈垢、氧化铁皮等杂物能被高速蒸汽流冲刷干净,保证机组能安全可靠地运行。
目前已知的锅炉吹管,按压力变化的选择有降压吹管与稳压吹管2种,按吹管的过程选择有一阶段吹管与多阶段吹管2种。
降压吹管是通过特定的压力降低,利用锅炉容积的蓄热闪蒸产生大量的蒸汽,短时间高速冲洗蒸汽管路,达到干净管路的目的。
稳压吹管是利用锅炉投入一定的燃料,在保持吹管系数大于1的前提下,维持一定的吹管压力,持续吹管一段时间,利用锅炉产生的大量高速蒸汽流冲洗蒸汽管路,达到干净管路的目的。
一阶段吹管就是将过热器与再热器通过特定的装置(集粒器)连接起来进行吹管,优点是吹管次数少、燃料资源消耗少、节省人力物力,缺点是过热器内的杂质易被带入再热器增加机组不安全隐患。
多阶段吹管就是将过热器、再热器、高压旁路、汽泵蒸汽系统及吹灰蒸汽母管等管路分别进行冲洗,优点是管路干净彻底,缺点是投入的人力物力较多、燃料资源消耗大、吹管的工期长。
2 超临界压力锅炉的吹管 超临界压力锅炉吹管方式的选择应考虑以下几个问题:a .机组系统的投入状况是否完备,如一次风机和制粉系统能否投入运行,保证吹管时的燃料投入;b .吹管时锅炉产生的蒸汽量是否能满足规定的要求;c .锅炉启动系统的安全运行能否保证,如汽水分离器贮水箱的水位能否有效控制、炉水循环泵能否安全运行;d .过热汽温、再热汽温能否受到控制等。
600MW超临界锅炉降压吹管操作方法探讨摘要:超临界锅炉采用不熄火不停泵的降压吹管方法是目前国内机组普遍采用的方法,而由于带循环泵的启动系统的复杂性使得吹管操作比较繁琐。
本文分析了600MW超临界锅炉降压吹管操作方法。
关键词:超临界锅炉;降压吹管;启动系统目前我国超临界机组不断增多,对于超临界锅炉,吹管工序的目的以及基本方法和程序与亚临界机组锅炉并无不同,然而,所受重视的程度却明显不同,其中有国内对于超临界锅炉的吹管积累经验不足的因素,另一方面确实存在有一些问题,需要慎重考虑。
一、锅炉设备起动分离系统直流锅炉采用带炉水循环泵的起动系统,主要特点有:(1)减小起动过程中工质和热量损失,回收热量和工质,热经济性高;(2)用较少冲洗水量与再循环流量之和获得较高水速,快速达到冲洗要求;(3)汽水分离器壁厚较薄,热应力低,可实现锅炉快速起停;(4)由于辅助系统多,设备费用高,增加的初投资大,此外,系统控制复杂,循环泵等转动部件的运行和维护要求高,检查维护费用相应增大。
二、降压吹管操作方法目前应用的吹管方式按吹管压力变化有2种选择:一种是降压吹管,另一种是稳压吹管,降压吹管是通过选定的压力降,利用锅炉容积的蓄热产生大量的蒸汽,短时间高速冲洗蒸汽管道,达到洗净管道的目的。
稳压吹管是在保证吹管系数大于1的前提下,控制锅炉燃料量,使其压力在一段时间内保持相对稳定,利用锅炉产生的大量高速蒸汽冲洗蒸汽管道,达到清洗管道的目的。
超临界压力锅炉的吹管方式,由于其蓄热能力小,理论上采用稳压吹管效果比较好,且吹管导则中也建议采用稳压吹管。
但是,由于受到制水能力和制粉系统运行的限制,很少能够实现真正的稳压吹管,实际吹管中降压吹管方式比较多。
采用不熄火吹管时,为保证锅炉循环泵安全,就要保证储水罐水位,这就存在一个水位调节的问题,就要协调控制好锅炉给水泵、循环泵、储水罐疏水流量之间的关系,操作起来难度加大。
在锅炉进行降压吹管时,锅炉产生大量蒸汽使得储水箱产生虚假水位,使水位控制困难,如果控制不好,会引起水冷壁内工质流量分配不均,水冷壁可能有局部超温现象发生。
二次再热锅炉冲管中的难点。
国电泰州二期工程吹管设计采取两阶段冲管的方法,第一阶段单冲过热器,直至靶板考核合格;鉴于再热器阻力小,冲管系数大,一、二次再热器不再分开冲管,第二阶段过热器、一次再热器和二次再热器串联冲管,在二次再热器进口加装集粒器,直至靶板考核合格。
最后进行一次稳压冲管。
采取两阶段冲管给现场的安装带来了很大不便,具体有:
1、采取两阶段冲管增加了过程中工作量,延长了冲管时间;
采取二阶段冲管首先要将过热器单独吹扫,需要临时将临时管道接至汽机厂房外的消音器。
过热蒸汽冲管合格后还要将超高压汽门出口的临时管道恢复成第二阶段,即过热器、一次再热器和二次再热器串联冲管,期间修改管道需要至少3天的时间,并且会浪费一定数量的管道。
2、采取二次吹管及双排汽的设计大大延长临时管道管线长度,增加了临时管道
的安装周期及成本。
采取二次吹扫及双排汽设计将现场的临时管道增加了近3倍,常规百万机组消音器前临时Ø1120x32合金管道约60米左右,但采取二次吹扫及双排汽设计消音器前临时Ø1120x32合金管道约180米左右,双排汽还要采购两个一样消声器才能满足要求,大大增加了现场安装的工作量及安装成本。
由于管线较长,对临时管道的支吊架设计,安装也提出了很高的要求,由于冲管时管线较长,且冲管时压力等参数极不稳定,管线的膨胀量及方向非常复杂,在支吊架安装时需要对管线的膨胀位移,对管线的振动都要进行有效控制。
需要合理的布置埋件,合理的设计弹簧及阻尼器来吸收临时管道所产生的能量。
在支吊架的设计、安装也比常规的百万机组投入要高很多。
超超临界1000M W机组锅炉蒸汽吹管On the Steam2bl owing of1000MW Supercritical Boiler宁献武1,孙 伟2,李亚江1(1.绥中发电有限责任公司,辽宁 葫芦岛 125222;2.东北电力科学研究院有限公司,辽宁 沈阳 110006)摘要:某电厂1000MW超超临界机组锅炉蒸汽吹管采用降压吹管方式,过程中投入炉水循环泵和制粉系统,并实现了不停炉停泵。
对蒸汽吹管方式、参数、过程及相关问题进行了叙述和分析。
吹管效果良好,为今后超超临界机组的锅炉吹管提供了借鉴。
关键词:超超临界;吹管;降压;炉水循环泵[中图分类号]TK22912;TK228 [文献标识码]B [文章编号]1004-7913(2009)04-0020-03 为清除机组在制造、安装及化学清洗后残留在过热器、再热器及蒸汽管道内的焊渣、锈垢、氧化皮等杂物,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,保证机组安全可靠运行,必须对新机组的热力系统进行蒸汽吹管。
1 锅炉概况某电厂锅炉为东方锅炉集团股份有限公司(DBC)与日本巴布科克-日立公司(BHK)及东方-日立锅炉有限公司(BHDB)联合设计、制造的DG3000/26115-Ⅱ1型高效超超临界参数变压直流锅炉,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П型锅炉。
主要设计参数见表1。
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。
垂直水冷壁出口连入水冷壁出口混合集箱,经引入管引入2只汽水分离器,分离出来的水进入储水罐,经内置炉表1 锅炉设计参数项目BMCR BRL 锅炉蒸发量/(t・h-1)30332889过热器出口蒸汽压力/MPa(a)2612526111过热器出口蒸汽温度/℃605605再热蒸汽流量/(t・h-1)246917234711再热器进口蒸汽压力/MPa(a)51141841再热器出口蒸汽压力/MPa(a)41941641再热器进口蒸汽温度/℃3541234718再热器出口蒸汽温度/℃603603省煤器进口给水温度/℃3021429815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。
超超临界二次再热锅炉吹管工艺探讨摘要:二次再热机组锅炉的吹管工作目前没有详尽、可适用的技术导则作为支撑,各个项目采取的吹管方式五花八门,本文通过对比不同项目超超临界二次再热机组锅炉蒸汽吹管的方式和过程,结合实际情况,探讨了适用于多数二次再热机组的吹管工艺,为后续开展的项目提供一定支持和参考。
关键词:二次再热锅炉;超超临界;蒸汽吹管;吹管工艺Discussion of blowpipe technology for ultra-supercriticaldouble-reheat boilerZHANG Xiaodong,XUE Hongtao(China Energy Construction Group Northwest Electric Power Test Research Institute Co., Ltd., Xi'an 710000, Shaanxi)Abstract: At present, there is no detailed and applicabletechnical guidelines for the blowpipe work of the double-reheat boiler, and the blowpipe methods adopted by each project are various. This paper discusses the methods and the processes of the steam blowpipefor ultra-supercritical double-reheat boiler in different projects, combined with the actual situation, and discusses the methodsapplicable to most double-reheat boiler. The blow pipe technology provides certain support and reference for the follow-up projects.Keywords:Double-reheat boiler;ultra-supercritical;steamblowpipe;blowpipe technology0引言二次再热机组代表了目前国内燃煤机组技术含量最高的发电设施,其较低的发电煤耗和良好的环保参数,不仅符合目前国内大力发展清洁煤电的政策要求,而且尤其适用于我国南方缺煤少电的区域,因而二次再热机组设计、建设、投产的机组与日俱增。
锅炉吹管是机组投产前的重要节点工作,而2013版《蒸汽吹管导则》中没有涉及二次再热锅炉蒸汽吹管的相关内容,各个项目只能参考《蒸汽吹管导则》完成吹管工作,本文通过对比分析不同吹管方式,探讨了二次再热锅炉吹管的工艺。
1工艺介绍《蒸汽吹管导则》是所有电站锅炉蒸汽吹管必须执行的国家规范,其内容虽未对二次再热机组有明确规定,但是吹管方式的选择与合格标准仍需执行导则的相关要求。
1.1吹管方式根据蒸汽吹管导则规定,锅炉吹管按照工艺分为稳压吹管或者降压吹管的方式;按照系统布置又分为一段法和两段法的吹管方式。
1.2吹管参数蒸汽吹管时,吹扫工况和BMCR工况下蒸汽动量比,即吹管系数>1,此时为有效吹扫时间,否则为无效吹扫。
按照导则要求,降压吹管时,一般采用压降比计算吹管系数,需要保证各吹扫系统范围内的压降比>1.4;稳压吹管时,则按照动量比计算吹管系数,需保证系统各个部位的工质动量比均>1。
2工艺对比二次再热机组相对于一次再热机组,有管线布置复杂、阻力大,蒸汽温度控制难等特点。
目前已投产的二次再热机组,锅炉吹管采用的方式五花八门,既有一段法,又有两段法,甚至三段法;即有降压吹扫的,也有稳压吹扫的。
一段法吹扫:二次再热机组锅炉受热面相对于一次再热机组,增加一级再热器,目前超超临界二次再热机组一再压力设计约10MPa,将过热器系统和一再系统串联,临吹门布置在一再出口,采用降压吹管,此时过热器系统和一再系统均为蓄热系统,临吹门前压力也能够满足吹管参数的要求。
此方法临时系统设计简单,布置容易,而且吹管时间短,物料消耗少;缺点是过热器和一再系统形成的蓄热系统阻力较大,过热器吹管系数较低,甚至达不到1.4的要求,而且此方法需投入再热器减温水,否则易造成受热面超温,不太适用于超超临界机组。
两段法吹扫:第一阶段单独吹扫过热器和主蒸汽管道,待过热器和主蒸汽管道吹扫合格后,进行下一阶段。
第二阶段将临吹门布置在过热器出口的主蒸汽管道上,一再和二再之间布置集粒器,一再、二再串联吹扫。
此方法临时系统布置较复杂,但是设计合理,吹扫参数和效果能够达到导则要求。
三段法吹扫[1-2]:第一段单独吹扫过热器和主蒸汽管道,第二阶段将一再并入系统,临吹门布置在过热器出口的主蒸汽管道处,串联吹扫一再系统,第三阶段将二再并入系统,临吹门同样布置在过热器出口,串联一再和二再系统,进行吹扫。
此方式系统布置复杂,吹扫周期长,物料消耗多,但是参数和效果均较好。
3工艺选择综合考虑上述三种方法,两段法在可行性上是最优的方案,既能够满足吹管参数的要求,也能够达到优良的吹管效果;既节省了临时管道布置的时间和成本,也节约了吹管耗时。
另外,在考虑吹管参数时,第一阶段吹管期间,一再和二再管道干烧,此时应控制炉膛出口温度不超过540℃,所以,必须选择燃料投入少的降压吹管方式。
第二阶段过热器、一再和二再串联吹扫,应采用稳压的吹管方式,原因主要有以下几点:1、二次再热机组相对于常规一次再热机组增加了一级再热器,吹管压力要求更高,根据计算,至少需要在9.0~11MPa左右,在此压力下临吹门频繁操作,极易出现故障,导致吹管工作暂停;2、二次再热机组过热器蓄热能力小,相对于一次再热机组降低了近30%,这直接导致吹管时,由于参数较高,煤量较大,水冷壁吸热多,过热器压力升高很快,但是在临吹门开启后,由于过热器蓄热不足,吹管时主蒸汽温度大幅下降,对临时系统造成较大冲击,有极大的安全隐患,同时吹管效果也不是很理想;3、二次再热机组一般配置炉水循环泵,加剧了上述过热器蓄热不足的影响,过热器出口甚至会出现饱和蒸汽或者湿蒸汽,造成水击等恶行事故发生。
因此,基于安全和吹管效果考虑,第二阶段应采取稳压吹管方式。
4实际应用某1000MW超超临界二次再热机组,为上海锅炉厂制造的塔式炉,吹管时选取二段法,在临时系统设计和布置时考虑了降压和稳压相结合的吹管方式,临时系统材料全部选用合金钢,壁厚按照550℃的承温能力校核。
第一阶段单独吹扫过热器和主蒸汽管道,吹管压力9.5MPa,此时即出现由于过热器蓄热不足,过热器出口蒸汽温度在临吹门开启后不升反降的问题(正常降压吹管时,临吹门开启后,过热器出口温度升高;临吹门关闭后,因无介质流通,蒸汽温度下降),甚至在消音器排汽口出现大量“白烟”(湿蒸汽),吹管临吹门关闭前后,蒸汽温度降幅达100℃。
经过研究,采取了以下几点措施:1、停止炉水循环泵,增加给水流量,增加煤量,提高排烟温度,增加过热器蓄热能力,以炉膛出口烟温不超540为底线;2、每次吹扫结束后,点动3s,微开启临吹门,让蒸汽压力升速变缓,延长蓄热时间,并且增加的通流还能将湿饱和蒸汽带走,提高了吹管的安全性。
通过以上措施,吹管临吹门开启前后,蒸汽温度降幅控制在20℃以内,在380~400℃,过热器出口吹管系数1.6。
第一阶段共计吹扫66次,停炉两次,过热器打靶合格。
第二阶段吹扫一再和二再系统,采用稳压吹扫的方式,控制过热蒸汽出口压力5.0~5.5MPa、温度400℃,一再出口温度460℃,二再出口温度510℃,吹管系数符合导则要求:过热器出口吹管系数1.10,一次再热出口吹管系数1.58,二次再热出口吹管1.91。
第二阶段共计稳压吹管240min,停炉两次。
第二阶段结束后,对一再和二再进行降压打靶,此时面临着第一阶段同样的问题,但是临吹门不能开启(更换靶板时必须关严)。
通过研究,并且经锅炉厂同意后,开启锅炉侧过热器疏水和汽机侧主蒸汽管道疏水,控制升压速率,增加蓄热时间,进而避免湿蒸汽产生。
最终经过22次降压打靶,一次再热系统和二次再热系统靶板符合吹管导则要求,吹管效果得到了各方认可。
5结语超超临界二次再热机组经过多个项目的投产,涌现出很多可供后续参考的技术指导和经验。
锅炉吹管是建设期承上启下的关键节点,吹管质量的高低直接影响着后续整套启动是否顺利,因而更应该引起重视。
本文通过例举几种不同的吹管方式,对比其优缺点,并且经过实际应用证明,采用两段法吹扫,第一阶段降压吹扫过热器及主蒸汽系统,第二阶段将过热器系统与一次再热和二次再热系统串联,稳压吹扫一次再热和二次再热系统,在理论和实际上,基本上都证明了其可取之处,为之后超超临界二次再热机组的吹管工作提供了参考和借鉴。
参考文献:[1]付龙龙,雷兆团,高景辉,刘超.二次再热和一次再热锅炉吹管比较研究[J].锅炉技术,2018,49(6):31-34.[2]王林,等.1000MW二次再热塔式炉三段吹管新工艺[J].陕西电力, 2016, 44(10):82-85.第一作者简介:张晓东(1991-),男,汉族,本科,工程师,主要从事电站锅炉及热工调试技术工作。
第二作者简介:薛宏涛(1986-),男,汉族,本科,高级工程师,主要从事电站热工调试技术工作。
1。