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1、百万千瓦机组大机吹管方案的探讨张超 刘东现 王海峰山东电力建设第二工程公司摘要：随着电力设备制造技术水平的发展，火力发电机组的容量在不断的提高。百万机组在国内得到了较快的发展。作为分部试运最主要的一环，汽轮机大机吹管是分部试运过程中投入最大、牵连系统最多的一步。规划好大机吹管项目，即可以为整组启动打下良好的基础，又可以节省资金，也为同类型机组留下宝贵的资料。关键词：百万、吹管1.引 言 为保证机组安全经济运行，在机组启动前进行蒸汽冲洗，利用高温高流速的蒸汽冲刷掉锅炉过热器、再热器和主蒸汽、再热蒸汽管道内部残留物和大气腐蚀过程中产生的污物（如氧化物）等，否则将对机组长期安全运行造成危害。2.系统
2、简介 四大管道包括主蒸汽、再热蒸汽及高低压旁路、高压给水管道。我国已投产发电的百万机组及在建百万机组的主蒸汽及再热蒸汽管道一般采用单元制布置。以北疆电厂2*1000MW机组为例，主汽管道采用4-2配管。即从每个锅炉末级过热器出口集箱出口引两根Di255.668管道，合并成两根Di34991管道（炉侧为Di355.695）分别接汽机高压缸左右两侧主汽门。在进入左右主汽门前，两根母管由一路Di24874的管道相连通，确保两路蒸汽进入主汽门前参数相同。再热冷段管道采用2-1-2配管，高压缸排气为二根76232管道，合并成一路106742母管至锅炉再热器进口集箱前分成两根76247支管分别接入再热器进
3、口联箱两侧。再热热段管道按“2-2”配制，即从每个再热器出口联箱上分别接出一根Di69945的管路（炉侧为Di72043）接入中压缸两侧的中联门。在进入中联门前，两根母管由一路Di52033的管道相连通，确保两路蒸汽进入中联门前参数相同。汽机旁路系统为高压旁路和低压旁路二级串联旁路系统。其中高压旁路阀分别布置在炉左、炉右82m标高的露天平台上，低压旁路阀布置在汽机房内凝汽器喉部，汽机房的A、B列。高压旁路进口蒸汽量为100%BMCR主蒸汽流量；低压旁路进口蒸气量为65%BMCR主蒸汽流量。每台机组配置4套高压旁路装置（每套各25BMCR容量）和2套低压旁路装置（每套各32.5BMCR容量）。本
4、体定型管道为补汽阀导汽管道，其管道是从主汽门经补汽阀到高压缸的两根根管道，从主汽门至补汽阀入口管道为219.145.7 A335P91；补汽阀出口至高压缸入口管道为：219.125.4 A335P91，设计补汽阀进汽段压力315bar，温度600，补汽阀出汽段设计压力188bar，温度564。3.吹管流程： 目前1000MW机组蒸汽吹管一般采用两阶段吹管方式进行吹管，不再在再热器入口设置集粒器。第一阶段吹扫锅炉过热器及主蒸汽管道，待吹扫合格后停炉变更临时管进行第二阶段的吹扫，第二阶段吹扫再热蒸汽管道及锅炉再热器。高旁部分在一阶段吹管时，利用高旁阀水压试验临时堵板做封闭，二阶段时恢复正式阀芯，用
5、正式高旁阀吹扫高旁管。低旁部分不参与蒸汽吹管，但做好验收工作，确保管道内部清洁。一般吹管流程为：第一阶段流程为：分离器各级过热器过热器集汽集箱主蒸汽管道临时管临冲阀A、B临时管靶板临时管消音器排大气。在进入消音器前安装考核靶板装置，冲管至靶板考核合格为止。第二阶段流程为：分离器各级过热器过热器集汽集箱主蒸汽管道临时管临冲阀A、B临时管冷段再热管道各级再热器热段再热管道中压蒸汽阀门室临时管靶板临时管消音器排大气。 主蒸汽、再热蒸汽及高低旁疏水管道应各引临时管接至厂房外地沟，不得直接排入凝汽器。4.大机吹管方案的选择 大机吹管方式通常有两种：降压吹管与稳压吹管。目前已发电机组大多采用降压吹管方式进
6、行吹扫。对比以往吹管方式和效果，可总结以下经验：项目参与系统用水量对设备性能考验同压力吹管系数对临时管要求吹管时间稳压吹管多大高高高短降压吹管少少低低低长 从上表可以看出，稳压吹管具有一定的优势，但目前多数机组仍采用降压吹管进行吹扫，究其原因，主要从以下几个方面考虑：.大机吹管时各设备的性能正在考验过程中，降压吹管可以逐步考验设备和系统性能。.大机吹管时各系统正在逐步完善，使用降压吹管参与的系统相对较少，采用降压吹管可以保证较多的设备和系统在吹管期间完善，从而缩短施工工期。大机吹扫期间试运人员及运行人员均处于磨合期，使用稳压吹管对操作人员的操作要求更高。所有，为了保证吹管工作比较顺利的完成，多
7、数机组仍倾向于降压吹管。 当然，大机吹管也可以采用降压吹管和稳压吹管相结合的方式进行。在吹管开始使用降压吹管，随着系统的逐步完善及操作人员熟练程度的增加，在吹管后期使用稳压吹管的方式进行，这样即可以保证系统按时完善，提高吹管效果，又可以考验设备系统性能，为机组的整套启动奠定良好的基础。5. 冲管参数的选择及临时管道的强度计算 临时管道的设计可根据现场情况进行布置，其支吊架的设计应由设计院参与并确认。管道壁厚的选择按火力发电厂汽水管道设计技术规定DL/T5054-1996进行计算选择，以天津北疆#2机大机吹管为例，可进行如下计算：5.1冲管参数的选择。吹管参数主要是指吹管蒸汽压力、压降幅度和蒸汽
8、温度。选择冲管参数时主要考虑以下因素：a.吹管系数DF1，并有一定的积累时间，以充分利用锅炉积蓄热量，提高冲洗效果，减少冲洗次数。b.汽包的饱和蒸汽温度降低值42，以避免汽包承受不必要的附加力。c.冲管期间再热器是安全的，但在冲管控制门关闭后生压时，再热器便处于干烧状态，为了保证再热器的安全，规定炉膛出口烟温不超过538。吹管系数.吹管系数（DF）的定义：在吹管条件下蒸汽流量/阻力与锅炉最大连续出力情况下蒸汽流量/阻力的比率。吹管系数（DF）的计算公式：DF=W2吹扫V吹扫/W2MCRVMCRW=质量（KG/秒）V=等比体积（M3/kg）吹扫=一次吹扫过程最大连续出力（MCR）=正常运行期间.
9、吹管系数推荐范围：1.3DF1 的保持时间不小于90秒，冲管控制阀门全开保持的时间应不小于2分钟，累计冲管时间控制在4-5分钟，同时确保汽包饱和蒸汽温降42，压降幅度可根据吹管情况而定，一般为2.9MPa左右。蒸汽温度为保护再热器，燃油量要控制在略高于每层油枪允许的最低油量，在此条件下，可以尽量提高蒸汽温度，1000MW机组蒸汽温度一般不超过480。5.2冲管临时设施的强度计算正式主汽管道至临吹门间管道的选择选用管道外径、材质，Do=377 mm 15CrMo计算参数： P=8.5MPa t=430计算公式: SmY为温度对计算管道壁厚公式的修正系数，取0.4为需用应力修正系数，无缝管取1为附
10、加厚度，取2mm为15CrMo在430时的许用应力，取125MPa计算依据: a) 中国电力出版社火力发电厂汽水管道设计技术规定DL/T5054-1996b) 上海人民出版社金属材料手册计算得：377 15CrMo管道在压力8.5MPa，温度430时最小厚度为14.5，取厚度15即可临吹门后至冷段母管临时管道的选取选用管道外径、材质 Do=820mm 15CrMo由377管道扩容至820管道，可以看做为等温扩容过程由P1V1=P2V2P1=8.5MPa，V1=178.5L V2=390L计算得P2=1.8MPa 计算参数：取压力P=5MPa t=430计算公式: SmY为温度对计算管道壁厚公式
11、的修正系数，取0.4为需用应力修正系数，无缝管取1为附加厚度，取2mm为15CrMo在430时的许用应力，取125MPa计算得：820 15CrMo管道在P=5MPa,T=430时最小厚度为18mm，取厚度20mm足够中联门出口临时管道的选取选用管道外径、材质，Do=820mm 15CrMo计算参数： P=3.0MPa t=480计算公式: SmY为温度对计算管道壁厚公式的修正系数，取0.4为需用应力修正系数，无缝管取1为附加厚度，取2mm为15CrMo在480时的许用应力，取119MPa计算依据: c) 中国电力出版社火力发电厂汽水管道设计技术规定DL/T5054-1996d) 上海人民出版
12、社金属材料手册计算得：支管820时最小厚度为13mm，取厚度20mm足够排汽母管1120时最小厚度为16mm，取厚度21mm足够选用钢管时,吹管临时控制门前管道壁厚不得小于上表壁厚。冲管用堵板的厚度计算低旁阀不能参见冲管，冲管后低旁阀前至热段管道进行人工机械清理。低旁阀前需焊接2只堵板。按照火力发电厂汽水管道设计技术规定DL/T 5054-1996的设计要求，优先选用平堵板，其计算公式如下：Sc=KDi式中P设计压力MPat钢材在设计温度下的许用应力MPaSc平堵板计算壁厚mmDi管道内径mmK与堵头结构有关的系数，按照火力发电厂汽水管道设计技术规定DL/T 5054-1996表C.5.4选取
13、。许用应力: 480=37MPa低旁阀前堵板计算：吹管参数 P=3.0MPa t=480Sc= KDi=0.4559=62mm取低旁阀前堵板厚度Sc=70mm，并且井字加强。 以上为北疆#2机吹管临时管设计方案，其余1000MW机组可以作为参考。6.临时管道的布置 由于目前1000MW机组均采用两阶段吹管方式，故吹扫临时管道的布置也分为两部分。由于1000MW机组蒸汽吹管不进入主汽门，故第一阶段临时的临时管道由主汽门前引出，经临时吹扫门接至吹扫母管。待第一阶段吹扫完毕后，停炉对临时管道进行更改进行进行第二阶段的吹扫。第二阶段吹扫临时管为从临时吹管门后引管道接至高压缸出口冷段管道上，即将主汽门与
14、高压缸短接，至锅炉再热器后经热段到中主门。将中主门进缸口用厂供堵板堵塞，从临时吹扫口引临时管接至排气母管上排出。这是主要管道的基本走向，靶板装置尽量靠近临时门。消音器布置于排气母管末端。为了减少吹管后恢复口，600MW以下机组从临时吹扫门引出的临时管道一般接至冷段高排逆止阀处，但1000MW机组布置空间相对狭小，故施工中应预先考虑预留，但对建筑施工影响较大，具体情况根据现场情况而定。如将从临时吹扫门后引出的临时管道接至运转层冷段管道处，从高压缸到接口处的管道采用人工清理、加强验收管理的方法控制内部清洁度，即可以大大节省临时管道，又可缩短临时管道更改恢复时间，保证整套启动的按时完成。此布置可为同类机组借鉴。7.大机吹管应具备的条件
