CN110608633A - 一种锅炉蒸汽加氧降压吹管系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种锅炉蒸汽加氧降压吹管系统，包括过热器组和再热器组，过热器组的顶棚过热器的入口集箱管道上连接加氧管道一，垂直低温过热器的出口集箱连接管上连接加氧管道二，屏式过热器的出口集箱连接管上连接加氧管道三，加氧管道一、加氧管道二和加氧管道三通过第一加氧母管连接第一储氧装置；再热器组的低温再热器的入口集箱充氮接口处连接加氧管道四，高温再热器的入口集箱上连接加氧管道五，加氧管道四和加氧管道五通过第二加氧母管连接第二储氧装置。本发明通过合理选定临时加氧系统管道与锅炉受热面连接点，使得锅炉各受热面和蒸汽管道内壁金属表面形成致密保护膜，吹管次数少，花费时间短，省去锅炉化学清洗工序，降低成本。
Description
技术领域
本发明属于锅炉管道蒸汽吹洗技术领域，具体涉及一种锅炉蒸汽加氧降压吹管系统及方法。
背景技术
锅炉管道蒸汽吹洗是机组基建调试的重要项目，其目的是应用蒸汽产生的动能，清除过热器系统、再热器系统及蒸汽管道在运输、存放和安装中残存的杂物和锈蚀物，以确保锅炉机组安全经济运行。目前锅炉蒸汽吹管一般为降压蒸汽吹管和稳压蒸汽吹管两种方法。
降压吹管是指在锅炉的临吹门处于关闭状态，当锅炉过热器出口压力达到吹管方案中的压力值时，打开临吹门，利用降压过程中锅炉蓄热闪蒸产生的大量蒸汽，短时间高流速冲刷过热器、再热器、主蒸汽管道等管路，从而清理干净管路内部杂质。稳压吹管是在保持锅炉过热器蒸汽温度和蒸汽压力不变的情况下进行的，临吹门保持全开或开至中间位置，利用锅炉汽包连续产生的蒸汽冲刷过热器、再热器、蒸汽管道内壁，从而完成锅炉吹管工作，在临吹门开启过程中，调试人员需要控制燃料量和蒸汽量保持平衡，蒸汽吹扫一段时间后，逐渐减少燃料量，关闭临吹门。
然而，上述两种吹管方法存在如下缺陷：(1)采用降压吹管方式，吹管次数多，吹管时间长，同时每次吹管时，锅炉受热面和蒸汽管道承受的压力温度急剧变化，影响锅炉使用寿命；(2)采用稳压吹管方式，需要消耗大量的燃料和补充大量的除盐水，运行操作复杂，维持过热器出口蒸汽压力和温度稳定，难于控制。
发明内容
本发明的目的是克服现有锅炉降压吹管和稳压吹管中存在的吹管次数多、吹管时间长，燃料量和除盐水量消耗大的问题。
为此，本发明提供了一种锅炉蒸汽加氧降压吹管系统，包括过热器组和再热器组，所述过热器组包括顶棚过热器、垂直低温过热器和屏式过热器，所述顶棚过热器的入口集箱管道的放空管对应的一次阀和二次阀之间连接加氧管道一，所述垂直低温过热器的出口集箱与屏式过热器的入口集箱连接管的放气管对应的一次阀和二次阀之间连接加氧管道二，所述屏式过热器的出口集箱连接管上连接加氧管道三，所述加氧管道一、加氧管道二和加氧管道三并联后通过第一加氧母管连接第一储氧装置；所述再热器组包括低温再热器和高温再热器，所述低温再热器的入口集箱充氮接口处连接加氧管道四，所述高温再热器的入口集箱上连接加氧管道五，所述加氧管道四和加氧管道五并联后通过第二加氧母管连接第二储氧装置。
进一步的，所述第一加氧母管和第二加氧母管上均设置有用于调节锅炉加氧量的调整阀。
进一步的，所述第一加氧母管和第二加氧母管沿气体运行方向的末端均设置有逆止阀。
进一步的，所述第一加氧母管和第二加氧母管均采用Ф28铜管，所述加氧管道一、加氧管道二、加氧管道三、加氧管道四和加氧管道五均采用Ф16合金钢。
进一步的，所述第一储氧装置和第二储氧装置为若干个并联设置的氧气瓶。
另外，本发明还提供了上述锅炉蒸汽加氧降压吹管方法，包括如下步骤：
1)按上述锅炉蒸汽加氧降压吹管系统安装临时加氧系统，所述临时加氧系统包括加氧管道一、加氧管道二、加氧管道三、加氧管道四、加氧管道五、第一加氧母管、第二加氧母管、第一储氧装置和第二储氧装置；
2)关闭临时加氧系统，对锅炉的过热器组和再热器组进行试吹管，保证系统的严密性；
3)开启临时加氧系统，采用加有氧气的锅炉蒸汽对锅炉的过热器组和再热器组进行吹管，使得过热器组和再热器组的金属内表面形成保护膜；其中，开临吹门时开启临时加氧系统开始加氧，准备关临吹门时关闭临时加氧系统停止加氧。
进一步的，所述临时加氧系统的所有管道、阀门在安装前采用CCl4进行彻底清洗，脱脂后用紫外线检查法或溶剂分析法检查其是否合格，脱脂合格后的管道、阀门及时封闭管道口，密封阀门，且临时加氧系统的所有焊口采用氩弧焊打底，并通过100%无损探伤。
进一步的，在试吹管之前对临时加氧系统进行水压试验，试验标准为1.25倍工作压力。
进一步的，在吹管期间，过热器组加氧吹管的氧气压力为6～7MPa，再热器组加氧吹管的氧气压力为4～5MPa。
进一步的，在吹管期间，锅炉蒸汽的温度为350～550℃，保护膜的厚度为2～15μm。
与现有技术相比，本发明的有益效果：
本发明提供的这种锅炉蒸汽加氧降压吹管系统通过合理选定临时加氧系统管道与锅炉的过热器组和再热器组受热面连接点，安装临时加氧系统，使得锅炉各受热面和蒸汽管道内壁金属表面形成致密保护膜，从而可有效防止管道内壁腐蚀，解决锅炉降压吹管和稳压吹管存在的缺陷，吹管次数少，花费时间短，操作简单方便，大大降低吹管期间消耗的燃料量和除盐水量，降低锅炉元件金属热应力影响，省去锅炉化学清洗工序，降低成本。
以下将结合附图对本发明做进一步详细说明。
附图说明
图1是本发明中锅炉的过热器组上安装临时加氧系统的结构示意图；
图2是本发明中锅炉的再热器组上安装临时加氧系统的结构示意图。
附图标记说明：1、第一储氧装置；2、第一加氧母管；3、调整阀；4、逆止阀；5、加氧管道一；6、加氧管道三；7、加氧管道二；8、顶棚过热器；9、屏式过热器；10、垂直低温过热器；11、第二储氧装置；12、第二加氧母管；13、加氧管道四；14、加氧管道五；15、低温再热器；16、高温再热器。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征；在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”、“若干”的含义是两个或两个以上。
如图1和图2所示，本实施例提供了一种锅炉蒸汽加氧降压吹管系统，包括过热器组和再热器组，所述过热器组包括顶棚过热器8、垂直低温过热器10和屏式过热器9，所述顶棚过热器8的入口集箱管道的放空管对应的一次阀和二次阀之间连接加氧管道一5，所述垂直低温过热器10的出口集箱与屏式过热器的入口集箱连接管的放气管对应的一次阀和二次阀之间连接加氧管道二7，所述屏式过热器9的出口集箱连接管上连接加氧管道三6，所述加氧管道一5、加氧管道二7和加氧管道三6并联后通过第一加氧母管2连接第一储氧装置1；所述再热器组包括低温再热器15和高温再热器16，所述低温再热器15的入口集箱充氮接口处连接加氧管道四13，所述高温再热器16的入口集箱上连接加氧管道五14，所述加氧管道四13和加氧管道五14并联后通过第二加氧母管12连接第二储氧装置11。具体的，所述第一加氧母管2和第二加氧母管12均采用Ф28铜管，所述加氧管道一5、加氧管道二7、加氧管道三6、加氧管道四13和加氧管道五14均采用Ф16合金钢。所述第一储氧装置1和第二储氧装置11为若干个并联设置的氧气瓶。本实施例中锅炉的过热器组和再热器组的各过热器和再热器在锅炉系统中安装位置及连接方式为现有技术，此处不再赘述。
本实施例通过合理选定临时加氧系统管道与锅炉的过热器组和再热器组受热面连接点，安装临时加氧系统（即加氧管道一5、加氧管道二7、加氧管道三6、加氧管道四13、加氧管道五14、第一加氧母管2、第二加氧母管12、第一储氧装置1和第二储氧装置11），由于新建锅炉元件管内一般沉积物主要由低价氧化铁成分组成，其稳定性差，在吹管期间，当环境温度达到一定时会被氧气氧化成高价铁氧化物，破坏了沉积物坚固性结构，沉积物被除掉的炉管内壁金属在氧化剂高温催化氧化下，形成高强度的耐腐蚀保护膜，从而可有效防止管道内壁腐蚀，解决锅炉降压吹管和稳压吹管存在的缺陷，吹管次数少，花费时间短，操作简单方便，大大降低吹管期间消耗的燃料量和除盐水量，降低锅炉元件金属热应力影响，省去锅炉化学清洗工序，降低成本。
细化的实施方式，所述第一加氧母管2和第二加氧母管12上均设置有用于调节锅炉加氧浓度的调整阀3，在吹管期间，调整阀3应缓慢打开，并控制锅炉蒸汽的温度，锅炉蒸汽温度必须合适，温度过低，可能起不到加氧吹管作用，温度过高，会导致炉管内壁金属保护膜疏松和龟裂，本实施例中锅炉蒸汽的温度为350～550℃。同时，所述第一加氧母管2和第二加氧母管12沿气体运行方向的末端均设置有逆止阀4，防止锅炉蒸汽倒窜。优选的，本实施例中加氧母管上的调整阀3和逆止阀4均使用针型阀，以便控制每次吹扫的加氧量。
采用上述锅炉蒸汽加氧降压吹管系统进行吹管的具体过程如下：
(1)按上述锅炉蒸汽加氧降压吹管系统安装临时加氧系统，所述临时加氧系统包括加氧管道一5、加氧管道二7、加氧管道三6、加氧管道四13、加氧管道五14、第一加氧母管2、第二加氧母管12、第一储氧装置1和第二储氧装置11。
为防止加氧管道内积油，加氧降压吹管期间发生爆炸事故，临时加氧系统的所有阀门、管道安装前应用CCl4进行彻底清洗，脱脂后应该用紫外线检查法或溶剂分析法检查其是否合格。脱脂合格后的管道、阀门应及时封闭管道口，密封阀门；同时临时加氧系统管道所有焊口都应该用氩弧焊打底，并通过100%无损探伤。
(2)关闭临时加氧系统，对锅炉的过热器组和再热器组进行试吹管，检查系统的严密性。
临时加氧系统的管道需做水压试验，试验标准是1.25倍工作压力；其中，水压试验的具体操作过程为现有技术，此处不再赘述。
(3)开启临时加氧系统，采用加有氧气的锅炉蒸汽对锅炉的过热器组和再热器组进行吹管，使得过热器组和再热器组的金属内表面形成保护膜；其中，开临吹门时开启临时加氧系统开始加氧，准备关临吹门时关闭临时加氧系统停止加氧，且锅炉蒸汽的温度为350～550℃。
新建锅炉元件管内一般沉积物主要由低价氧化铁成分组成，其稳定性差，当环境温度达到一定时会被氧气氧化成高价铁氧化物，破坏了沉积物坚固性结构，当具有一定压力和温度的蒸汽高速冲刷管内壁时，沉积物容易被除掉。具体的化学反应方程式如下：
4FeO+O2=2Fe2O3
6FeO+O2=2Fe3O4
6Fe(OH)2+O2=2Fe3O4+6H2O。
沉积物被除掉的炉管内壁金属在氧化剂高温催化氧化下，形成高强度的耐腐蚀保护膜。其化学反应方程式如下：
4Fe+3O2=2Fe2O3
3Fe+2O2=2Fe3O4。
在此吹管期间，过热器组加氧吹管的氧气压力为6～7MPa，再热器组加氧吹管的氧气压力为4～5MPa。同时，通过硫酸铜点滴试验检验锅炉元件金属内壁保护膜厚度，硫酸铜溶液成分：0.4mol/L CuSO4溶液40mL、10%NaCl溶液20mL和0.1mol/LHCl溶液15mL；CuSO4点滴试验应用在低合金钢上，有12分钟以上耐蚀性，对高合金钢能达到120分钟以上耐蚀性，保护膜的厚度在2～15μm。
另外，在加氧过程中要注意锅炉垂直低温过热器、水平低温过热器、屏式过热器、再热器等元器件的壁温，当管壁超温时，管内壁氧化膜不致密，起不到保护作用。
以上例举仅仅是对本发明的举例说明，并不构成对本发明的保护范围的限制，凡是与本发明相同或相似的设计均属于本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种锅炉蒸汽加氧降压吹管系统，包括过热器组和再热器组，其特征在于：所述过热器组包括顶棚过热器、垂直低温过热器和屏式过热器，所述顶棚过热器的入口集箱管道的放空管对应的一次阀和二次阀之间连接加氧管道一，所述垂直低温过热器的出口集箱与屏式过热器的入口集箱连接管的放气管对应的一次阀和二次阀之间连接加氧管道二，所述屏式过热器的出口集箱连接管上连接加氧管道三，所述加氧管道一、加氧管道二和加氧管道三并联后通过第一加氧母管连接第一储氧装置；所述再热器组包括低温再热器和高温再热器，所述低温再热器的入口集箱充氮接口处连接加氧管道四，所述高温再热器的入口集箱上连接加氧管道五，所述加氧管道四和加氧管道五并联后通过第二加氧母管连接第二储氧装置。
2.如权利要求1所述的一种锅炉蒸汽加氧降压吹管系统，其特征在于：所述第一加氧母管和第二加氧母管上均设置有用于调节锅炉加氧量的调整阀。
3.如权利要求1所述的一种锅炉蒸汽加氧降压吹管系统，其特征在于：所述第一加氧母管和第二加氧母管沿气体运行方向的末端均设置有逆止阀。
4.如权利要求1所述的一种锅炉蒸汽加氧降压吹管系统，其特征在于：所述第一加氧母管和第二加氧母管均采用Ф28铜管，所述加氧管道一、加氧管道二、加氧管道三、加氧管道四和加氧管道五均采用Ф16合金钢。
5.如权利要求1所述的一种锅炉蒸汽加氧降压吹管系统，其特征在于：所述第一储氧装置和第二储氧装置为若干个并联设置的氧气瓶。
6.一种锅炉蒸汽加氧降压吹管方法，其特征在于，包括如下步骤：
1)按上述权利要求1～5任一项所述的锅炉蒸汽加氧降压吹管系统安装临时加氧系统，所述临时加氧系统包括加氧管道一、加氧管道二、加氧管道三、加氧管道四、加氧管道五、第一加氧母管、第二加氧母管、第一储氧装置和第二储氧装置；
2)关闭临时加氧系统，对锅炉的过热器组和再热器组进行试吹管，保证系统的严密性；
3)开启临时加氧系统，采用加有氧气的锅炉蒸汽对锅炉的过热器组和再热器组进行吹管，使得过热器组和再热器组的金属内表面形成保护膜；其中，开临吹门时开启临时加氧系统开始加氧，准备关临吹门时关闭临时加氧系统停止加氧。
7.如权利要求6所述的一种锅炉蒸汽加氧降压吹管方法，其特征在于，所述临时加氧系统的所有管道、阀门在安装前采用CCl4进行彻底清洗，脱脂后用紫外线检查法或溶剂分析法检查其是否合格，脱脂合格后的管道、阀门及时封闭管道口，密封阀门，且临时加氧系统的所有焊口采用氩弧焊打底，并通过100%无损探伤。
8.如权利要求6所述的一种锅炉蒸汽加氧降压吹管方法，其特征在于，在试吹管之前对临时加氧系统进行水压试验，试验标准为1.25倍工作压力。
9.如权利要求6所述的一种锅炉蒸汽加氧降压吹管方法，其特征在于，在吹管期间，过热器组加氧吹管的氧气压力为6～7MPa，再热器组加氧吹管的氧气压力为4～5MPa。
10.如权利要求6所述的一种锅炉蒸汽加氧降压吹管方法，其特征在于，在吹管期间，锅炉蒸汽的温度为350～550℃，保护膜的厚度为2～15μm。
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