CN112146079A - 一种超临界机组降压吹管系统及方法 - Google Patents

Abstract

本公开提供了一种超临界机组降压吹管系统及方法，所述方案将过热器、再热器和高压旁路系统连为一体，可充分发挥机组的整体能力，所述方案中再热器容积是过热器的3倍左右，极大地增加了吹管时锅炉的容积蓄热量，使吹管蒸汽可采用较低的初压力，避免临吹门卡涩的发生；也使吹管的有效时间有了成倍的增长，有“一管顶两管”的效果，从而成倍减少吹管次数，减轻对锅炉的损害。

Description

一种超临界机组降压吹管系统及方法

技术领域

本公开属于机组降压吹管技术领域，尤其涉及一种超临界机组降压吹管系统及方法。

背景技术

本部分的陈述仅仅是提供了与本公开相关的背景技术信息，不必然构成在先技术。

由于超临界机组锅炉蓄热能力小，在采用降压吹管时，只是靠提高吹管蒸汽的初参数来提高锅炉的蓄热量，但参数的提高又容易造成临吹门的卡涩，所以，只能在临吹门可承受的范围内，谨慎地提高吹管参数。导致的结果是，大型超临界锅炉的降压吹管次数已达到200次以上；且每次吹管的有效时间难以达到一分钟的期望值，大量的蒸汽消耗在临吹门的开启和关闭上，极不经济，对锅炉和环境的损害也越来越不可忽视。

发明人发现，现有的超临界机组的降压吹管仍沿用汽包炉的吹管系统设计，临吹门都是设置在过热蒸汽管道出口。按照《火力发电建设工程机组蒸汽吹管导则》(简称“导则”)又可分为：“两段吹管”和“一段吹管”两种降压吹管方式；其中，“两段吹管”是基于分段吹扫更有利于过热器系统清洁的考虑，先单独吹扫过热器及其管道系统，再串联吹扫过热器、再热器及其管道系统；而“一段吹管”是基于经济性更好的考虑，直接串联吹扫过热器、再热器及其管道系统，随着导则对“每段吹管期间，至少要停炉冷却两次，每次停炉冷却时间不得少于12小时”的要求。“一段吹管”的优势更明显了，比“两段吹管”少三次锅炉点火启动，且工期减半，成为首选方案；但是，两种降压吹管方式临吹门都是设置在过热蒸汽管道出口，利用的锅炉蓄热都来自水冷壁、分离器和过热器系统，再热器不参与蓄热，且吹管蓄热期间处于干烧的不安全状态，需严格控制锅炉负荷在15％以下和炉膛出口烟气温度在530℃以下。

发明内容

本公开为了解决上述问题，提供了一种超临界机组降压吹管系统及方法，所述方案将过热器、再热器和高压旁路系统连为一体，将再热器作为吹管蓄热部件使用，增加了吹管时锅炉的容积蓄热量，使吹管蒸汽可采用较低的初压力，避免临吹门卡涩的发生；同时使吹管的有效时间有了成倍的增长，有“一管顶两管”的效果，从而成倍减少吹管次数，减轻对锅炉的损害。

根据本公开实施例的第一个方面，提供了一种超临界机组降压吹管系统，包括依次连接的分离器、过热器、主蒸汽管道、冷再热管道、再热器、热再热管道，在主蒸汽管道与冷再热管道间设置有集粒器，所述主蒸汽管道与冷再热管道之间通过高压旁路管道连通，所述高压旁路管道设置有第一临吹门；所述热再热管道出口设置有第二临吹门。

进一步的，所述第二临吹门通过管道依次连接有靶板器和消音器。

进一步的，所述吹管系统的主管道吹管的蒸汽流向是：分离器来汽→过热器→主蒸汽管道→集粒器→冷再热蒸汽管道→再热器→热再热蒸汽管道→第二临吹门→靶板器→消音器→排大气。

进一步的，所述吹管系统的高压旁路管道吹管的蒸汽流向是：分离器来汽→过热器→主蒸汽管道→高压旁路管道→第一临吹门→冷再热蒸汽管道→再热器→热再热蒸汽管道→第二临吹门→靶板器→消音器→排大气。

进一步的，所述主管道吹管与高压旁路管道吹管同步进行。

进一步的，所述再热器容积是过热器的3倍。

根据本公开实施例的第二个方面，提供了一种超临界机组降压吹管方法，其利用上述的超临界机组降压吹管系统，所述方法包括：

锅炉冷态水冲洗；

锅炉热态水冲洗；

第一阶段吹管，预先根据锅炉启动曲线缓慢升压，当蒸汽压力升至预设压力值时，开启第二临吹门，进行试吹管，并确定正式吹管蒸汽参数；当蒸汽压力升至正式吹管蒸汽参数时，打开临吹门进行第一阶段吹管；

第二阶段吹管，预先进行试吹管，试吹管正常时，将蒸汽压力升至正式吹管蒸汽参数，先主管道吹管预设次数，再同时进行主管道和高压旁路管道的同步吹管，并进行打靶测试。

第三阶段吹管，重复第二阶段吹管步骤，主管道和高压旁路管道同步吹管预设次数，并进行打靶测试，直至打靶合格，结束吹管。

进一步的，所述再热器全程不干烧，且在吹管过程中主管道和高压旁路管道同步吹扫。

与现有技术相比，本公开的有益效果是：

(1)本公开所述方案将过热器、再热器和高压旁路系统连为一体，可充分发挥机组的整体能力，所述方案中的再热器容积是过热器的3倍左右，上述设置极大地增加了吹管时锅炉的容积蓄热量，使吹管蒸汽可采用较低的初压力，避免临吹门卡涩的发生；也使吹管的有效时间有了成倍的增长，有“一管顶两管”的效果，从而成倍减少吹管次数，减轻对锅炉的损害。

(2)本公开所述方案吹管过程中，再热器全程不干烧，保护了再热器；也使锅炉可较高负荷下运行，避免低负荷运行的不完全燃烧损失。

(3)所述方案高压旁路管道与主管道同步吹扫，既节省了材料和安装费；也减小了过热器后的阻力，有助于提高过热器吹管系数。

(4)在吹管阶段，还可随机进行向2号高压加热器、汽动给水泵和辅助蒸汽系统等冷再热蒸汽用户试供蒸汽等工作，也可进行再热器安全门校验，为整套启动提供更好的条件。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。

图1为本公开实施例一中所述的超临界机组降压吹管系统布置示意图。

具体实施方式

下面结合附图与实施例对本公开作进一步说明。

应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

实施例一：

本实施例的目的是提供一种超临界机组降压吹管系统。

降压吹管依赖于锅炉的蓄热，若能增加吹管时的锅炉蓄热，就能改善降压吹管的效果。随着技术的进步，超临界机组的蒸汽参数在不断提高，其再热器系统的蒸汽参数也随之提高，设计压力值已高于6MPa，安全门最低动作值接近7MPa。此设计参数，大幅高于按压降比理论计算的降压吹管蒸汽初压力值(4.5MPa左右)，也与导则推荐的降压吹管蒸汽初压力值(6.5MPa)相当。因此，再热器系统完全可以作为吹管蓄热部件使用。

基于再热器系统参与吹管蓄热，本公开提出一种新的超临界机组降压法吹管系统，如图1所示，所述系统包括依次连接的分离器、过热器、主蒸汽管道、冷再热管道、再热器、热再热管道，在主蒸汽管道与冷再热管道间设置有集粒器，所述主蒸汽管道与冷再热管道之间通过高压旁路管道连通，所述高压旁路管道设置有第一临吹门；所述热再热管道出口设置有第二临吹门。

所述吹管系统的主要特征是：1、将第二临吹门设置在再热器出口的热再热管道处；2、在主蒸汽管道和冷再热管道间设置有集粒器，用于防止过热器内的杂质吹入再热器；3、所述高压旁路管道正式的高压旁路阀缓装，用临时电动闸阀代替，设置第一临吹门。

进一步的，所述吹管系统的主管道吹管的蒸汽流向是：分离器来汽→过热器→主蒸汽管道→集粒器→冷再热蒸汽管道→再热器→热再热蒸汽管道→第二临吹门→靶板器→消音器→排大气；

所述吹管系统的高压旁路管道吹管的蒸汽流向是：分离器来汽→过热器→主蒸汽管道→高压旁路管道→第一临吹门→冷再热蒸汽管道→再热器→热再热蒸汽管道→第二临吹门→靶板器→消音器→排大气。

进一步的，所述系统将过热器、再热器和高压旁路系统连为一体，可充分发挥机组的整体能力；所述系统中的再热器容积是过热器的3倍左右，上述设置极大地增加了吹管时锅炉的容积蓄热量，使吹管蒸汽可采用较低的初压力，避免临吹门卡涩的发生；也使吹管的有效时间有了成倍的增长，有“一管顶两管”的效果，从而成倍减少吹管次数，减轻对锅炉的损害。

进一步的，所述系统中的再热器全程不干烧，有效保护了再热器；也使锅炉可较高负荷下运行，避免低负荷运行的不完全燃烧损失，且主管道和高压旁路管道同步吹扫，既节省了材料和安装费；也减小了过热器后的阻力，有助于提高过热器吹管系数。

进一步的，在吹管阶段，还可随机进行向2号高压加热器、汽动给水泵和辅助蒸汽系统等冷再热蒸汽用户试供蒸汽等工作，也可进行再热器安全门校验，为整套启动提供更好的条件。

实施例二：

本实施例的目的是提供一种超临界机组降压吹管方法。

一种超临界机组降压吹管方法，其利用上述的超临界机组降压吹管系统，所述方法包括：

(1)锅炉冷态水冲洗过程：锅炉上水，除氧器投入辅汽加热，尽量提升给水温度，以25％额定流量左右，进行变流量冲洗，炉水外排；待分离器入口水质Fe＜1000μg/L时，炉水回收至凝汽器，投入精处理系统进行闭式循环水冲洗，直至分离器水质达到Fe＜100μg/L，冷态水冲洗结束；

(2)锅炉热态水冲洗过程：设计有邻机加热系统的机组，先投入邻机加热系统，通过2号高压加热器提升给水温度到190℃左右，进行变流量冲洗；炉水水质达到Fe＜100μg/L，锅炉点火加热，进行25％额定流量以上的大流量冲洗，控制水温不大于190℃，通过外排和精处理过滤相结合的方式，逐步净化炉水水质，当分离器水质Fe＜50μg/L，热态水冲洗合格；

(3)第一阶段吹管，预先根据锅炉启动曲线缓慢升压，当蒸汽压力升至预设压力值时，开启第二临吹门，进行试吹管，并确定正式吹管蒸汽参数；当蒸汽压力升至正式吹管蒸汽参数时，打开第一、第二临吹门进行第一阶段吹管；

进一步的，确定正式吹管蒸汽参数的具体步骤包括：按锅炉启动曲线缓慢升压，待蒸汽压力升至1MPa时，打开第二临吹门进行第一次试吹管(第一临吹门关闭)。检查蒸汽管道的膨胀、支吊架受力情况和临时设施，能满足进一步升参数的要求后，锅炉继续升压，分别在2.5MPa、4MPa时，进行试吹管。若试吹管一切正常，直接进行正式吹管。根据试吹管时过热器的压降比，决定正式吹管蒸汽参数(选在5MPa、400℃左右)。

进一步的，所述第一阶段吹管的具体步骤包括：

锅炉升压至正式吹管蒸汽参数(5MPa、400℃左右)时，打开第二临吹门进行正式吹管，过热器吹管压降比＜1.4后，开始关第二临吹门至全关。再次锅炉蓄热，到正式吹管蒸汽参数时，再全开第二临吹门进行吹管，压降比＜1.4后，再关第二临吹门。如此循环，保持每小时2-3次的吹管频率。吹管20次后，再次锅炉蓄热，先全开第二临吹门、后全开第一临吹门，以正式吹管蒸汽参数同时吹扫主管道系统和高压旁路管道系统。主管道系统和高压旁路管道系统同时吹管2次后，停炉带压放水。停炉冷却时间12小时以上，停炉期间对参与吹管系统进行全面检查和消缺，进行清理集粒器、凝汽器及凝泵、给水泵滤网等工作，并蓄足除盐水。

(4)第二阶段吹管，预先进行试吹管，试吹管正常时，将蒸汽压力升至正式吹管蒸汽参数，先对主管道吹管预设次数，再同时进行主管道和高压旁路管道的同步吹管，并进行打靶测试。

进一步的，所述第二阶段吹管的具体步骤包括：锅炉点火升压，分别在蒸汽压力2.5MPa、4MPa时，进行试吹管。若试吹管一切正常，锅炉升压至正式吹管蒸汽参数(5MPa、400℃左右)，先主系统单独吹管10次后，再同时吹管主管道系统和高压旁路管道系统10次。然后安排打靶一次，若打靶情况较差，可根据除盐水情况，继续吹扫至靶板基本合格。再次停炉冷却时间12小时以上，准备足够的除盐水，确保下次吹管成功。

(5)第三阶段吹管，重复第二阶段吹管步骤，主管道和高压旁路管道同步吹管预设次数，并进行打靶测试，直至打靶合格，结束吹管。

进一步的，所述第三阶段吹管的具体步骤包括锅炉再次点火，重复第二阶段的吹管步骤，主管道系统和高压旁路管道系统同时正式吹管10次后，安排打靶。若连续两块靶板合格，即结束吹管；若靶板不合格，再吹管5次后，安排打靶。直至打靶合格，结束吹管。

根据以上主要方法步骤，在具体的工程现场需要编制更加详尽且符合实际需求的吹管措施。

上述实施例提供的一种超临界机组降压吹管系统及方法完全可以实现，具有广阔的应用前景。

以上所述仅为本公开的优选实施例而已，并不用于限制本公开，对于本领域的技术人员来说，本公开可以有各种更改和变化。凡在本公开的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本公开的保护范围之内。

上述虽然结合附图对本公开的具体实施方式进行了描述，但并非对本公开保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本公开的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本公开的保护范围以内。

Claims (10)

1.一种超临界机组降压吹管系统，其特征在于，包括依次连接的分离器、过热器、主蒸汽管道、冷再热管道、再热器、热再热管道，在主蒸汽管道与冷再热管道间设置有集粒器，所述主蒸汽管道与冷再热管道之间通过高压旁路管道连通，所述高压旁路管道设置有第一临吹门；所述热再热管道设置有第二临吹门。

2.如权利要求1所述的一种超临界机组降压吹管系统，其特征在于，所述第二临吹门通过管道依次连接有靶板器和消音器。

3.如权利要求1所述的一种超临界机组降压吹管系统，其特征在于，所述吹管系统的主管道吹管的蒸汽流向是：分离器来汽→过热器→主蒸汽管道→集粒器→冷再热蒸汽管道→再热器→热再热蒸汽管道→第二临吹门→靶板器→消音器→排大气。

4.如权利要求1所述的一种超临界机组降压吹管系统，其特征在于，所述吹管系统的高压旁路管道吹管的蒸汽流向是：分离器来汽→过热器→主蒸汽管道→高压旁路管道→第一临吹门→冷再热蒸汽管道→再热器→热再热蒸汽管道→第二临吹门→靶板器→消音器→排大气。

5.如权利要求1所述的一种超临界机组降压吹管系统，其特征在于，所述主管道吹管与高压旁路管道吹管同步进行。

6.如权利要求1所述的一种超临界机组降压吹管系统，其特征在于，所述再热器容积是过热器的3倍。

7.一种超临界机组降压吹管方法，其利用如权利要求1-6任一项所述的超临界机组降压吹管系统，其特征在于，所述方法包括：

锅炉冷态水冲洗；

锅炉热态水冲洗；

第一阶段吹管，预先根据锅炉启动曲线缓慢升压，当蒸汽压力升至预设压力值时，开启第二临吹门，进行试吹管，并确定正式吹管蒸汽参数；当蒸汽压力升至正式吹管蒸汽参数时，打开临吹门进行第一阶段吹管；

第二阶段吹管，预先进行试吹管，试吹管正常时，将蒸汽压力升至正式吹管蒸汽参数，先主管道吹管预设次数，再同时进行主管道和高压旁路管道的同步吹管，并进行打靶测试。

第三阶段吹管，重复第二阶段吹管步骤，主管道和高压旁路管道同步吹管预设次数，并进行打靶测试，直至打靶合格，结束吹管。

8.如权利要求7所述的一种超临界机组降压吹管方法，其特征在于，

所述吹管方法的主管道吹管的蒸汽流向是：分离器来汽→过热器→主蒸汽管道→集粒器→冷再热蒸汽管道→再热器→热再热蒸汽管道→第二临吹门→靶板器→消音器→排大气。

9.如权利要求7所述的一种超临界机组降压吹管方法，其特征在于，所述吹管方法的高压旁路管道吹管的蒸汽流向是：分离器来汽→过热器→主蒸汽管道→高压旁路管道→第一临吹门→冷再热蒸汽管道→再热器→热再热蒸汽管道→第二临吹门→靶板器→消音器→排大气。

10.如权利要求7所述的一种超临界机组降压吹管方法，其特征在于，所述再热器全程不干烧，且在吹管过程中主管道和高压旁路管道同步吹扫。

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