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1、1000MW机组锅炉蒸汽吹灰系统汽源优化宁献武，李志山，李树民，刘志杰 神华国华绥中发电有限责任公司 辽宁葫芦岛 125222The Optimization of Ssootblowing-steam Source for 1000MW UnitsNingxianwu，Lizhishan，Lishumin，Liuzhijie Shenhua Guohua Suizhong Power Generation CO.,LTD Liaoning-huludao 125222Abstract: On the basis of the analysis of status of sootblowing
2、-steam source for 1000MW Units, the paper is to contrast different sootblowing-steam source, and puts forwards the Optimum Selecting scheme for it. These experiences can be used for reference for new-built units or unit retrofitting.Keywords: steam sootblowing; steam source; 1000MW; optimization; be
3、nefit.摘 要：针对1000MW机组锅炉的蒸汽吹灰汽源现状进行分析，对不同的蒸汽吹灰汽源进行对比，提出选择蒸汽吹灰汽源的最佳优化方案，可供新建机组或运行机组技改时借鉴。关键词：蒸汽吹灰；汽源；1000MW；优化；效益0 引言锅炉在运行过程中各受热面不可避免的会有积灰、结渣等现象，迄今为止仅通过设计技术手段以及运行调整手段还不能完全解决受热面的沾污积灰与结渣，1因此大容量锅炉通常配置有不同形式的吹灰器。目前超超临界1000MW机组锅炉多采用蒸汽吹灰系统，蒸汽吹灰是利用一定压力和干度的蒸汽，从吹灰器的喷嘴高速喷出，对受热面进行吹扫，达到清洁受热面的目的，它是以蒸汽的消耗及蒸汽携带能量的损失为代
4、价的，而许多厂家设计时往往忽视了这一点，过分注重蒸汽吹灰系统的安全性，所以在汽源选择上过于保守，保证了安全性却降低了机组运行经济性。因此在保证锅炉及吹灰系统安全、稳定运行的前提下，合理选择蒸汽吹灰的汽源，对降低机组吹灰过程损耗，提高机组经济性具有十分重要的意义。1 蒸汽吹灰系统汽源现状分析目前电站锅炉对于蒸汽吹灰系统汽源蒸汽的选择，一般有屏式过热器出口蒸汽、低温再热器入口蒸汽和低温再热器出口蒸汽等。图1 绥电B厂锅炉三种汽源示意图屏式过热器出口的高温高压蒸汽，因为其汽源参数较高，需减温减压后才能供蒸汽吹灰器使用，故存在以下弊端：1、高温高压的过热蒸汽没有做功就减温减压用于蒸汽吹灰，影响了整个机
5、组的经济性。2、屏式过热器出口蒸汽参数较高，对管道和减温减压装置的要求也相应较高，都需要高压管道和阀门，那样设备的初投资就会相应增加。3、由于屏式过热器出口蒸汽参数较高，而蒸汽吹灰器需要的工作参数较低，造成减压装置前后压差过大，对阀门冲刷严重，长时间运行易造成阀门内漏。4、由于屏式过热器出口蒸汽参数较高，一旦减温减压压站故障，对受热面的安全性存在威胁。与屏式过热器出口蒸汽相比，利用在汽轮机高压缸做完功的再热蒸汽做为蒸汽吹灰汽源，机组的经济性有显著的提高，同时由于再热蒸汽参数相对较低，阀门磨损的问题可大大缓解，而且阀门选型时也不用选择等级很高的阀门。再热蒸汽做为吹灰汽源，低温再热器入口蒸汽和低温
6、再热器出口蒸汽这两种目前在电站锅炉上都有应用。这两种汽源在压力方面并无很大的差别，但是温度相差比较多，所以选择低温再热器出口蒸汽做为汽源主要考虑是其有较高的过热度，而选择低温再热器入口蒸汽则考虑此处蒸汽温度与吹灰器工作温度相近，可以减少吹灰时的减温水量甚至取消减温装置。另外管路布置和阀门的选择也是在选择再热蒸汽做为汽源时需要考虑的因素。另外由于再热蒸汽压力并未高出吹灰器工作压力许多，所以应避免管路过长或者阀门型式不当造成吹灰系统汽源压力损失过多，影响了吹灰器的正常工作范围。2 系统简介神华国华绥中发电有限责任公司发电B厂新建两台超超临界1000MW燃煤发电机组，锅炉为东方锅炉（集团）有限责任公
7、司生产的超超临界参数变压运行直流炉、单炉膛、一次中间再热、前后墙对冲燃烧方式、平衡通风、固态排渣、全钢构架悬吊结构型锅炉半露天布置燃煤锅炉。蒸汽吹灰系统包括吹灰器（吹灰器配置数量及相关参数见表1）、1套减压站、吹灰管道及其固定和导向装置等。蒸汽吹灰系统减温减压站减温水来自于锅炉再热器减温水总管，吹灰系统的汽源原设计取自屏式过热器出口蒸汽，后优化为低温再热器出口蒸汽（此两种汽源在机组各负荷下蒸汽参数见表2）。表1 蒸汽吹灰器配置情况序号名称单位数值1型式炉膛吹灰器长吹灰器半长吹灰器2推荐蒸汽工作压力MPa0.8-1.51.4-1.51.2-1.51.2-1.50.8-1.53推荐蒸汽工作温度34
8、04单台吹灰器蒸汽耗量t/h4.9218125吹灰器数量台828818186工作时间/台min0.51210表2 机组各负荷下蒸汽参数机组负荷(MW)6007008009001000低再出口压力(MPa)2.463.073.523.924.37低再出口温度()527525515513510屏过出口压力(MPa)18.12022.7525.1526.9屏过出口温度()515514511515517减温水压力(MPa)9.810.812.313.414.7减温水温度()1671731801841903 汽源优化需要考虑的因素进行蒸汽吹灰系统汽源优化的前提是保证蒸汽吹灰器能够安全、稳定的运行，满足锅
9、炉运行中蒸汽吹灰的需要，因此在优化之前必须对影响安全及相关因素进行充分考虑论证。3.1 蒸汽压力不同压力的蒸汽吹扫效果差别十分明显，蒸汽压力过高，虽然保证了吹扫效果，吹灰器枪管能够充分得到冷却，保证吹灰器的安全，但是这样不仅多消耗蒸汽，而且增大了对受热面管道的冲损，缩短了受热面使用寿命，甚至可能因此造成爆管事故；反之如果吹灰蒸汽压力过低，则不能有效清除受热面上沉积的灰污，达不到吹灰清污的目的，而且对吹灰器尤其是长吹灰器枪管的冷却效果将大打折扣，将造成枪管刚性降低，容易造成枪管前部下垂、枪管弯曲、摆动甚至吹扫受热面。2因此保证合理的减温减压阀后蒸汽压力对于蒸汽吹灰系统能否工作正常至关重要，一般来
10、说，吹灰压力根据锅炉结焦部位、结焦程度的不同，大都定在0.82.OMPa之间，实践表明，对于结焦不严重的锅炉，在调整中选定吹灰上限压力为1.5MPa左右比较合适。3此压力为吹灰器喷嘴处的压力，考虑到系统中阀门的节流损失和管道的沿程阻力，减温减压站后的压力要高于此压力。实际运行中长吹灰器由于其枪管长、流量大、工作环境温度高等因素导致其对工作压力要求较高，故运行中将吹灰器的工作压力定为长吹灰器2.8MPa、半长吹灰器2.2MPa、炉膛吹灰器1.5MPa，工作温度均为320。根据表2的数据通过计算，选择合理的管径和阀门型式，在75%负荷以上完全可以保证减温减压阀后的蒸汽压力满足吹灰要求。所以从保证蒸
11、汽吹灰器工作压力的角度，将汽源优化在低温再热器出口是完全可行的。3.2 蒸汽过热度为了保证吹灰工作正常，吹灰蒸汽需要有一定的过热度，最好在80以上，如果吹灰蒸汽过热度不高，不仅可能使蒸汽在吹灰器中凝结，而且蒸汽进入炉膛后，使局部烟气急剧冷却，低温蒸汽在炉内受热汽化，体积膨胀，使燃烧动力场发生变化，燃烧受到干扰，炉膛负压摆动，当遇到煤质较差时，容易造成炉膛灭火。另外如果过热度过低，会增加烟气中的含湿量，使烟气露点温度升高，增加结露的可能性，从而增大省煤器和空预器堵灰和腐蚀现象。而东方百万机组在500MW到1000MW负荷区域内，低温再热器出口蒸汽温度均在500以上，与屏式过热器非常接近，而且低温
12、再热器出口压力远远低于屏式过热器出口压力，最高在过热度高达，因此从过热度的角度考虑，采用低温再热器出口的蒸汽做为蒸汽吹灰汽源比采用屏式过热器出口的蒸汽具有更高的过热度，因此蒸汽的过热度完全能满足要求。3.3 蒸汽管道布置根据东方锅炉厂提供的锅炉平面图，屏式过热器出口联箱与低温再热器出口联箱位置接近，都在锅炉顶部，相隔仅数米，如果选用低温再热器出口联箱的蒸汽作为蒸汽吹灰的汽源，在锅炉结构方面的设计完全没有必要进行过多的更改就能满足要求，而且其蒸汽管道的布置也不成问题。对于绥电B厂锅炉而言由于低温再热器入口和出口的压力相差不大，而温度相差约100200，虽然压力都可以满足要求，但选用低温再热器入口
13、蒸汽作为汽源的话，蒸汽的过热度有可能较小，影响吹灰器和锅炉的安全性，而且管道布置需要做大的改动，因此用低温再热器出口蒸汽做为蒸汽吹灰器的汽源较为合适。4 汽源优化后的效益绥中发电有限责任公司发电B厂在基建期间，技术人员专门对此问题进行了论证研究，在机组设计初期就同厂家沟通，更改了设计，将蒸汽吹灰汽源由原来的屏式过热器出口蒸汽改为低温再热器出口蒸汽，避免了日后技改发生的费用。系统更改以后，机组投产以来蒸汽吹灰系统运行正常，为了对汽源优化后机组经济性变化进行量化，分别对采用屏式过热器出口蒸汽和低温再热器出口蒸汽吹灰时的发电标煤耗进行了计算。一般蒸汽吹灰均在机组负荷750MW以上投入，故对机组负荷为
14、1000MW和750MW时，分别计算每投运一支长吹灰器可降低的发电标煤耗，计算结果见表3。 表3 蒸汽吹灰汽源优化至低温再热器出口蒸汽以后 每投一支吹灰器可降低的发电标煤耗（g/kWh）负荷长吹灰器半长吹灰器炉膛吹灰器1000MW0.460.360.15750MW0.530.3560.145每台长吹器工作12分钟、每台半长吹灰器工作10分钟、每台炉膛吹灰器工作0.5分钟，那么所有蒸汽吹灰器全部投运一遍，长吹灰器需要6.8h、半长吹灰器需要3h、炉膛吹灰器41min。那么蒸汽吹灰汽源优化至低温再热器出口蒸汽以后，每投一遍蒸汽吹灰可节约的标煤量见下表。 表4 蒸汽吹灰汽源优化至低温再热器出口蒸汽以
15、后每投一遍蒸汽吹灰可节约的标煤量（t）负荷长吹灰器半长吹灰器炉膛吹灰器合计1000MW3.1281.080.10254.3125750MW3.6041.0680.0994.771 若按每台机组每年运行7000小时、每12小时投一遍蒸汽吹灰计算，共需投运蒸汽吹灰583次， 按1000MW负荷时进行200次，750MW负荷时进行383次估算，每年可节约标煤2700t，按每t标煤800元计算，每年可节约216万元。 另外通过运行方式的优化，将吹灰器由单支运行，改为对称运行，将蒸汽吹灰的时间压缩了一半，大大减轻了运行、维护人员的工作量。5 结论运行实践表明，绥电B厂锅炉蒸汽吹灰器汽源由屏式过热器出口改至低温再热器出口此种优化是成功的，优化后吹灰系统能满足正常使用的要求，大大提高了机组的经济性，经济效益比较显著，同时对减轻管道阀门磨损，减小故障率有着明显效果。参 考 文 献1 朱国琪，李亚琴.如何合理制订锅炉蒸汽吹
