CN102537930A - 直流锅炉的清洗方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种直流锅炉的清洗方法，应用于汽轮发电机组中，发电机组包括依次相连接的除氧器水箱、给水泵、高压加热器、锅炉、汽水分离器、分离器水箱、疏水扩容器及扩容器水箱，除氧器水箱通过供水系统管道接收给水，通过蒸汽供给管道接收蒸汽，清洗方法包括：a)通过蒸汽持续加热除氧器水箱中的水；b)利用除氧器水箱水的内压力加上其自身的位能，使水流经给水泵、高压加热器，被压入所述锅炉中，并克服锅炉最高点的位能将水压出锅炉，流经汽水分离器、分离器水箱、疏水扩容器，由扩容器水箱排出，其中，给水泵仅作为流道使用。本发明的清洗方法节省清洗锅炉期间燃料和用电的消耗，提高清洗效率，同时，有效预热给水泵及高压加热器等。

Description

直流锅炉的清洗方法

技术领域

本发明涉及发电机组设备的清洗方法，尤其涉及一种直流锅炉的清洗方法。

背景技术

随着燃煤电厂技术的日益成熟和社会发展对于电力的迫切需要，世界各国的火电单机容量正不断增大，大的单机容量已达到甚至超过百万千瓦。发电机组容量越大，效率的高低就越显得重要。因此，大型火电机组普遍选用直流锅炉作为主力炉。

超临界及超超临界直流锅炉在点火启动前，对锅炉内的水质有规定的要求，以防止在锅炉点火后的炉管内，特别是在作为蒸发段的水冷壁内发生沉淀、结垢和腐蚀等问题，因此必须预先用小于或等于90℃的给水对锅炉中作为加热段的省煤器和作为蒸发段的水冷壁进行冷态清洗，即水冲洗。清洗后，尚未达标的污水直接排至地沟。

待冷态清洗的排水水质达标后，锅炉投用油枪、点火加温、启动风烟系统。随着油枪的投用，受热面内的水和蒸汽的温度和压力逐渐升高，铁离子和硅等杂质又逐步析出，工质中的杂质含量又继续上升。因此，需要再进行热态清洗。随着热态冲洗的进行，不合格的水通过水冷壁出口的汽水分离器、分离器水箱、疏水扩容器，最后经扩容器水箱排入地沟。当汽水分离器内温度达到260℃～290℃且疏水水质达标后，热态清洗才算结束，机组具备启动条件。

在传统的锅炉清洗方法中，冷态清洗是靠启动给水泵将水打入锅炉内完成的。用于驱动给水泵的厂用电或蒸汽的消耗很大，且给水泵处于低流量状态，工作效率极低。另一方面，对于采用油枪进行加热的热态清洗方式来说，不仅清洗过程时间很长，效率较低，而且，在此期间，除消耗大量的优质水外，还需要消耗大量的电力、蒸汽、燃油等，增加了成本。

因此，本领域的技术人员致力于开发一种能有效节能且安全性及效率较高的直流锅炉清洗方法。

发明内容

有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明所要解决的技术问题是提供一种直流锅炉清洗方法，以节省清洗锅炉期间燃料和用电的消耗，并提高清洗效率。

为实现上述目的，本发明提供了一种直流锅炉清洗方法，所述锅炉清洗方法包括以下步骤：a)通过所述蒸汽持续加热所述除氧器水箱中的所述水，以增加所述除氧器水箱中的内压力；以及b)利用所述除氧器水箱水的所述内压力加上其自身的位能，使所述水流经所述给水泵，所述高压加热器，被压入所述锅炉中，并克服锅炉最高点的位能将所述水压出所述锅炉，流经所述汽水分离器，所述分离器水箱，所述疏水扩容器，由所述扩容器水箱排出，其中，所述给水泵仅作为流道使用。

在本发明的一较佳实施方式中，所述锅炉包括依次相互连接的省煤器，水冷壁底部联箱及水冷壁，所述高压加热器与所述省煤器相连接，所述水冷壁与所述汽水分离器相连接，步骤b)进一步包括利用所述除氧器水箱的所述内压力及所述水的位能将所述水依次压入所述省煤器，所述水冷壁底部联箱及所述水冷壁，并继而将所述水压出所述水冷壁。

在本发明的一较佳实施方式中，所述发电机组还包括设置于所述给水泵与所述高压加热器之间的给水泵出口阀，设置于所述高压加热器与所述省煤器之间的省煤器进口调节阀，以及设置于所述分离器水箱与所述疏水扩容器之间的分离器疏水调节阀，在步骤b)中，所述水流经所述给水泵出口阀，所述省煤器进口调节阀及所述分离器疏水调节阀。

在本发明的一较佳实施方式中，在加热所述除氧器水箱中的所述水之前，开启所述给水泵出口阀，所述省煤器进口调节阀及所述分离器疏水调节阀。

在本发明的一较佳实施方式中，在加热所述除氧器水箱中的所述水达预定参数之后，开启所述给水泵出口阀，所述省煤器进口调节阀及所述分离器疏水调节阀。

在本发明的一较佳实施方式中，所述锅炉清洗方法还包括：当所述水被压入所述锅炉后，逐步关小省煤器进口调节阀，同时继续提高所述除氧器水箱内压力和温度，直至所述内压力达到所述除氧器水箱的额定工作压力，所述水达到饱和状态。当这一饱和水经过所述省煤器进口调节阀节流降压后，饱和温度下降，部分水携带多余热焓汽化，从而形成汽水两相流。汽水两相流对金属表面污垢的冲刷和清洗作用远远优于单相水流及单相汽流，故其对受热面的清洗效果远远优于传统的冷态和热态冲洗工艺，因此，清洗锅炉至水质合格的时间将明显缩短。

在本发明的一较佳实施方式中，所述发电机组还包括连接在所述分离器水箱和所述省煤器进口调节阀之间的炉水循环泵，所述锅炉清洗方法还包括：当所述水流进所述分离器水箱后，开启炉水循环泵，使分离器水箱中的水部分重新流回至水冷壁。

在本发明的一较佳实施方式中，所述蒸汽为相邻汽轮机的抽汽，所述水为饱和水。

本发明的锅炉清洗方法不启动给水泵向锅炉给水，该给水泵只作为流道使用。因此，本发明的方法可以节省传统锅炉清洗方法中启动给水泵的能源消耗，而本发明的方法中所增加的消耗的加热蒸汽的成本远远低于所节约的电力、燃油等的成本。

另外，本发明的方法在清洗过程中，不启动风机也不点火加热。因此，不会因为炉内燃烧加热而在向火侧内壁再出现二次沉淀(结垢)，从而节省了大量的送风机、引风机等辅机电力。另一方面，在清洗锅炉的过程中，加热的蒸汽也对锅炉进行了预热，从而能有效改善点火后的锅炉的燃烧工况，大大缩短油枪投用时间，进而使磨煤机较早地具备投用条件，最终降低了锅炉启动的寿命损耗。

进一步地，在一较佳实施方式中采用了炉水循环泵，因此，在锅炉热态清洗阶段中，可以增加水在水冷壁内的流速，加强其对金属表面的污垢的冲刷作用，强化清洗效果。

以下将结合附图对本发明的构思、具体步骤及产生的技术效果作进一步说明，以充分地了解本发明的目的、特征和效果。

附图说明

图1是本发明的第一较佳实施例的直流锅炉清洗方法的流程图；

图2是应用第一较佳实施例中的直流锅炉清洗方法的发电机组的示意图；

图3是本发明第二较佳实施例的直流锅炉清洗方法的流程图；

图4是应用第二较佳实施例中的直流锅炉清洗方法的发电机组的示意图。

具体实施方式

本发明的原理是：用蒸汽将热力系统中除氧器水箱内的储水加热到一定的压力及温度，利用除氧器水箱中的水自身的位能，加上除氧器水箱的内压力替代给水泵，直接将水压进锅炉。只要此给水总压头，即除氧器水箱中的水自身的位能加上除氧器水箱的内压力，大于锅炉的省煤器的入口静压及水冷壁的出口静压，就能对锅炉进行连续的进水。如果此总压头有着一定的富裕且除氧器水箱的内压力能够维持，就能克服系统的阻力而建立起连续的清洗流量。

图1是本发明的第一较佳实施例的直流锅炉清洗方法的流程图，图2是应用第一较佳实施例中的锅炉清洗方法的汽轮发电机组的示意图，下面将结合图1及图2来阐述本实施例中的锅炉清洗方法。

如图2所示，在应用本实施例的锅炉清洗方法的汽轮发电机组中，除氧器水箱2，给水泵4，给水泵出口阀5，高压加热器6，省煤器进口调节阀7，省煤器8，水冷壁底部联箱9，水冷壁10，汽水分离器11，分离器水箱12，分离器疏水调节阀13，疏水扩容器14及扩容器水箱15依次相连接，形成一条完整的流路。在本实施例中，锅炉包括省煤器8，水冷壁底部联箱9及水冷壁10。

除氧器水箱2具有第一入口21，第二入口22及出口23。蒸汽供给管道(图中未示)通过第一入口21向除氧器水箱2供给蒸汽，而供水系统管道(图中未示)如图2中方向3所示，通过第二入口22向除氧器水箱2供水。出口23连接给水泵4。除氧器进汽调节阀1安装在蒸汽供给管道上，用于调节向除氧器水箱2供给的蒸汽的流量。

本实施例中的直流锅炉清洗方法分为三个阶段：除氧器水箱加热阶段，锅炉静压上水阶段及锅炉热态清洗阶段。

首先，在除氧器水箱加热阶段中，开启给水泵出口阀5，省煤器进口调节阀7及分离器疏水调节阀13，如步骤S100所示。在除氧器水箱2水位正常的情况下，打开除氧器进汽调节阀1，向除氧器水箱2中持续输入蒸汽，给水系统管道3向除氧器水箱输水。通过蒸汽持续加热除氧器水箱2中的水，以增加除氧器水箱2中的内压力，如步骤S101所示，较佳地，除氧器水箱2的加热蒸汽来自相邻汽轮机的抽汽，以提高所述机组的发电效率。

当然，在其它实施方式中，也可以在通过蒸汽加热除氧器水箱中的水达一预设参数后，再开启给水泵出口阀5，省煤器进口调节阀7及分离器疏水调节阀13，本发明对此不作限制。

随着除氧器水箱2中的内压力的不断提高，本直流锅炉清洗方法进入锅炉静压上水阶段和锅炉热态清洗阶段，即，利用除氧器水箱2水的内压力使水流经给水泵4，高压加热器6，被压入锅炉中，并克服锅炉最高点的位能将水压出锅炉，流经汽水分离器11，分离器水箱12，疏水扩容器14，由扩容器水箱15排出，其中，所述给水泵4仅作为流道使用(步骤S102)。

具体来说，就是利用蒸汽不断加热除氧器水箱2中的水，使得除氧器水箱2内水的位能加上除氧器水箱2的内压力超过省煤器8的入口静压及水冷壁的出口静压。

当除氧器水箱2内的水不断被加热，除氧器水箱2的内压力和温度就不断地对应上升，给水流经给水泵4，高压加热器6，逐渐压向省煤器8。当除氧器水箱2的总压头，即除氧器水箱2内水的位能加上除氧器水箱2的内压力，超过省煤器8的入口静压时，省煤器8开始进水。

例如，假设省煤器8的入口静压为1.0MPa，而除氧器水箱2内水的位能为0.4MPa，当除氧水箱2内压力超过0.6MPa时，除氧器水箱2的总压头大于1.0MPa，此时，省煤器8开始进水。

在上述的锅炉静压上水的过程中，通过将加热的水压入锅炉，而对给水泵4，高压加热器6及省煤器8都进行了预热，从而带来如下所述的诸多益处。

超临界和超超临界机组的给水压力高，给水泵的泵壳较厚，在启动前需要按一定升温速率进行预热。而在本实施例中，给水泵作为流道使用的同时，也得到了随着除氧器压力不断升高而温度逐步上升的给水持续均匀的预热，这可大大缩短后续启动给水泵的时间。

由于给水压力高，常规的卧式高压加热器的管板极厚，其抗热应力冲击的能力很差。而在本实施例中，给水夹带的蒸汽对高压加热器也进行了预热，可大大减小高压加热器投运时的热应力冲击，从而降低高压加热器的故障率。

由于已被加热至较高温度的给水先流经锅炉省煤器，因此，清洗结束后，对锅炉进行点火升压时，省煤器已变成了硕大无比的“暖风器”。这将显著提高排烟温度，有效改善锅炉的燃烧工况，大大缩短油枪投用时间，较快地使磨煤机具备投用条件并缩短油枪助燃时间，大大降低燃油量。

随着水不断被压入省煤器8，水流向水冷壁底部联箱9，水冷壁10内水位不断升高，并压向水冷壁10的出口。当水不断被加热，继而总压头超过水冷壁10的出口静压时，水越过水冷壁10进入汽水分离器11。

例如，假设水冷壁的出口静压1.05MPa，而除氧器水箱2内水的位能为0.4MPa，当出氧水箱2的内压力超过0.65MPa，除氧器水箱2的总压头大于1.05MPa。此时，水进入汽水分离器11内，并继而流入分离器水箱12，此时，分离器水箱12内出现水位，锅炉静压上水过程结束。

接着，进入锅炉热态清洗阶段。随着除氧器水箱2的内压力的持续升高，给水系统管道持续给水，水流经分离器水箱12，疏水扩容器14，进入扩容器水箱15，在水质不合格之前，将扩容器水箱15排出的水直接排放至地沟(步骤S104)，从而形成清洗过程。当继续提高除氧器水箱2的内压力时，用于清洗的给水的流量将不断增加。

蒸汽加热系统将除氧器水箱2的水加热为饱和水，在压力升高的同时，饱和水温随着压力的升高而对应上升。例如，当压力为1.3MPa(绝对)时，饱和水温已达191.6℃，远高于冷态清洗温度。因此，其清洗效果将远优于冷态清洗，并能替代热态清洗过程。

较佳地，为了提高清洗效果，可逐步关小省煤器进口调节阀7而减小水的流量。同时，可继续提高除氧器水箱2的内压力及温度，直至除氧器水箱2的额定工作压力(步骤S103)，如1.3MPa(绝对)，使除氧器水箱2出水温度达一定值，例如190℃左右。如此，当这一饱和水经过省煤器进口调节阀7节流降压后，饱和温度下降，部分水携带多余热焓被汽化，从而形成汽水两相流。

由于较高水温对炉管内壁附着的二氧化硅、氧化铁、以及盐类等垢污杂质的携带作用较强，且理论和实践都已证明，汽水两相流对金属表面污垢的冲刷和清洗作用远远优于单相水流及单相汽流，故其对受热面的清洗效果远远优于传统的冷态和热态冲洗工艺，因此给水冲洗至水质合格的时间将明显缩短。

图3是本发明第二较佳实施例的直流锅炉清洗方法的流程图。图4是应用本第二较佳实施例中的锅炉清洗方法的汽轮发电机组的示意图。

如图4所示，应用本实施例的锅炉清洗方法的汽轮发电机组与应用第一实施例的锅炉清洗方法的汽轮发电机组相似，不同之处在于，在此发电机组中，在分离器水箱12和省煤器进口调节阀7之间另设置有炉水循环泵16和循环泵出口阀17。炉水循环泵16通过循环泵出口阀17和水冷壁底部联箱9连接。

本实施例中的锅炉清洗方法的除氧水箱加热阶段与锅炉静压上水阶段与前一实施例的锅炉清洗方法相同。不同之处在于，在本实施例的锅炉清洗方法的锅炉热态清洗阶段，可选择开启炉水循环泵16及循环泵出口阀17，使分离器水箱12中的水部分重新流回至水冷壁底部联箱9内而再次进入水冷壁10(步骤S 105)。此步骤可以建立起部分水的内循环，以加强清洗效果。在炉水循环泵16循环一段时间后停泵，关闭循环泵出口阀17，最终锅炉循环清洗水通过扩容器水箱15排放至地沟(步骤S106)。

通过这种方式，可以增加在锅炉热态清洗阶段中给水在水冷壁10内的流速，加强给水对金属表面污垢的冲刷作用，强化清洗效果。

本发明的直流锅炉清洗方法仅与部分汽水系统相关。在机组大小修等检修工作尚未完全结束时，即使锅炉辅机如一次风机、送风机及引风机等设备还在检修，仍可以应用本发明的方法对锅炉受热面进行静压上水和热态清洗，从而可缩短检修和锅炉启动的总时间。

综上所述，本发明的直流锅炉清洗方法不仅操作方便，容易控制，而且在清洗效率优于传统清洗方法的同时还能有效节能。进一步地，本发明的方法中的蒸汽还能对省煤器，给水泵和高压加热器进行预热，为后续的工序提供有利条件。

以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术无需创造性劳动就可以根据本发明的构思做出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在本发明的权利要求保护范围内。

Claims (10)

1.一种直流锅炉的清洗方法，应用于汽轮发电机组中，所述发电机组包括依次相连接的除氧器水箱、给水泵、高压加热器、锅炉、汽水分离器、分离器水箱、疏水扩容器及扩容器水箱，所述除氧器水箱通过供水系统管道接收水，并通过蒸汽供给管道接收蒸汽，其特征在于，所述清洗方法包括：

a)通过所述蒸汽持续加热所述除氧器水箱中的所述水，以增加所述除氧器水箱中的内压力；以及

b)利用所述除氧器水箱水的所述内压力加上其自身的位能，使所述水流经所述给水泵和所述高压加热器，被压入所述锅炉中，并克服锅炉最高点的位能将所述水压出所述锅炉，流经所述汽水分离器，所述分离器水箱，所述疏水扩容器，由所述扩容器水箱排出，其中，所述给水泵仅作为流道使用。

2.如权利要求1所述的清洗方法，其特征在于：所述锅炉包括依次相互连接的省煤器，水冷壁底部联箱及水冷壁，所述高压加热器与所述省煤器相连接，所述水冷壁与所述汽水分离器相连接，步骤b)进一步包括：利用所述除氧器水箱的所述内压力及所述水的位能将所述水依次压入所述省煤器，所述水冷壁底部联箱及所述水冷壁，并继而将所述水压出所述水冷壁。

3.如权利要求2所述的清洗方法，其特征在于：所述发电机组还包括设置于所述给水泵与所述高压加热器之间的给水泵出口阀，设置于所述高压加热器与所述省煤器之间的省煤器进口调节阀，以及设置于所述分离器水箱与所述疏水扩容器之间的分离器疏水调节阀，在步骤b)中，所述水流经所述给水泵出口阀，所述省煤器进口调节阀及所述分离器疏水调节阀。

4.如权利要求3所述的清洗方法，其特征在于：在加热所述除氧器水箱中的所述水之前，开启所述给水泵出口阀，所述省煤器进口调节阀及所述分离器疏水调节阀。

5.如权利要求3所述的清洗方法，其特征在于：在加热所述除氧器水箱中的所述水达预定参数之后，开启所述给水泵出口阀，所述省煤器进口调节阀及所述分离器疏水调节阀。

6.如权利要求3所述的清洗方法，其特征在于：所述锅炉清洗方法还包括：当所述水被压入所述锅炉后，逐步关小所述省煤器进口调节阀，同时继续提高所述除氧器水箱的所述内压力和温度，直至所述内压力达到所述除氧器水箱的额定工作压力。

7.如权利要求3或6所述的清洗方法，其特征在于：所述发电机组还包括连接在所述分离器水箱和所述省煤器进口调节阀之间的炉水循环泵，所述清洗方法还包括：当所述水流进所述分离器水箱后，开启所述炉水循环泵，使所述分离器水箱中的部分所述水重新流回所述水冷壁。

8.如权利要求7所述的清洗方法，其特征在于：所述发电机组还包括连接在所述炉水循环泵与所述水冷壁底部联箱间的循环泵出口阀，所述清洗方法还包括：当所述水流进所述分离器水箱后，开启所述炉水循环泵和所述循环泵出口阀，使所述分离器水箱中的部分所述水重新流回所述水冷壁底部联箱。

9.如权利要求1～6中任一权利要求所述的清洗方法，其特征在于：所述蒸汽为相邻汽轮机的抽汽，所述水为饱和水。

10.如权利要求7或8所述的清洗方法，其特征在于：所述蒸汽为相邻汽轮机的抽汽，所述水为饱和水。

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