CN112325267A - 一种二次再热锅炉稳压蒸汽吹管系统及方法 - Google Patents

Abstract

本公开提出了一种二次再热锅炉稳压蒸汽吹管系统及方法，包括依次连接的分离器、过热器、再热系统、靶板器和消音器，所述再热系统包括一次再热器系统和二次再热器系统，所述一次再热器系统和二次再热器系统并联连接在过热器的输出端。设置为并联的稳压吹管系统结构，一次再热器与二次再热器并联稳压吹管，解决了二次再热系统入口蒸汽易超温、吹管系数偏大，及低温过热器的吹管系数偏小的问题，为在二次再热锅炉上采用稳压吹管消除了障碍。

Description

一种二次再热锅炉稳压蒸汽吹管系统及方法

技术领域

本公开涉及二次再热机组蒸汽吹管相关技术领域，具体的说，是涉及一种二次再热锅炉稳压蒸汽吹管系统及方法。

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，并不必然构成在先技术。

二次再热机组比一次再热机组发电效率高、发电煤耗低，是燃煤机组的发展方向。锅炉蒸汽吹管是新建火电机组投产前的一个重要调试工序。通常锅炉吹管的方式有稳压吹管法和降压吹管法两种方式，降压吹管对于锅炉是一种非常恶劣的非正常运行工况，不仅在每次吹扫过程中锅炉压力和汽温的变化率和变化幅度非常大，给锅炉厚壁承压部件带来较大的热应力及交变应力，而且吹管次数多会引起锅炉厚壁承压部件疲劳寿命损伤。由于超临界参数锅炉蓄热能力小，按照《火力发电建设工程机组蒸汽吹管导则》要求，蒸汽吹管宜采用稳压吹管。

二次再热锅炉比同容量的一次再热锅炉的蓄热更小，更应采用稳压吹管。发明人发现，现有的二次再热锅炉的稳压吹管系统，吹管蒸汽经过过热器和一次再热器系统的两次加热后，到二次再热器入口温度已达520℃以上，大幅超出二次再热冷段管道430℃左右的设计温度，对二次再热冷段管道和临时管道构成重大安全隐患；而且难以通过运行调整取得大的改善。从而造成二次再热锅炉稳压吹管都是与降压吹管混合使用。

如图1所示，现行稳压吹管的系统及方法，都是采用过热器、一次再热器和二次再热器及其管道系统串联的方式，在一次再热器进口和二次再热器进口分别加装集粒器。其主要流程为：分离器→过热器及其管道→临吹门→集粒器→一次再热器及其管道→集粒器→二次再热器及其管道→靶板器→消音器→排大气。

某1000MW二次再热锅炉正式稳压吹管的情况是：锅炉分离器出口蒸汽压力7MPa左右，蒸汽温度320℃左右，过热蒸汽温度420℃左右，一次再热蒸汽温度450℃左右，二次再热蒸汽温度500℃以上；给水流量1200t/h左右，给水温度130℃左右。过热器系统吹管系数达到1，一次再热器系统吹管系数达到1.2，二次再热器系统吹管系数达到2。

可以看出：过热器系统入口蒸汽温度低，吹管系数为1，刚达到导则要求；二次再热蒸汽温度高，吹管系数达到2，超出导则要求一倍。因机组正常运行时，过热蒸汽压力高，对汽轮机的安全性威胁大，因此，过热器的吹管系数要尽量提高，以提高清洁效果；相反，二次再热蒸汽系统的吹管系数则不能太高，否则，会对二次再热管道冲刷过量。

若要降低二次再热系统的入口蒸汽温度和吹管系数，现有的改进措施是：投入过热器和一次再热器减温水，并降低分离器出口的蒸汽温度，而这些措施又会降低过热器的吹管系数，使低温过热器的吹管系数达不到导则的要求。

总之，采用一次再热器与二次再热器串联稳压吹管，二次再热系统入口蒸汽易超温、吹管系数偏大；现有的解决措施，会降低过热器的吹管系数，运行调整的难度极大。

发明内容

本公开为了解决上述问题，提出了一种二次再热锅炉稳压蒸汽吹管系统及方法，设置为并联的稳压吹管系统结构，一次再热器与二次再热器并联稳压吹管，解决了二次再热系统入口蒸汽易超温、吹管系数偏大，及低温过热器的吹管系数偏小的问题，为在二次再热锅炉上采用稳压吹管消除了障碍。

为了实现上述目的，本公开采用如下技术方案：

一个或多个实施例提供了一种二次再热锅炉稳压蒸汽吹管系统，包括依次连接的分离器、过热器、再热系统、靶板器和消音器，所述再热系统包括一次再热器系统和二次再热器系统，所述一次再热器系统和二次再热器系统并联连接在过热器的输出端。

一个或多个实施例提供了一种二次再热锅炉稳压蒸汽吹管方法，包括以下步骤：

锅炉冷态冲洗；

锅炉热态冲洗；

维持过热器蒸汽压力为设定的第一压力，同时增大第一临吹门的开度和第二临吹门的开度，进行稳压试吹管，估算正式吹管的蒸汽参数；

按照正式吹管的蒸汽参数，同时增大第一临吹门的开度和第二临吹门的开度，直到全开，进行正式吹管；

执行一次正式吹管过程同时进行打靶，直到打靶合格。

与现有技术相比，本公开的有益效果为：

(1)本公开将一次再热器系统与二次再热器系统设置为并联吹管，二次再热系统入口蒸汽少了一次再热器的加热，温度降低，有利于其冷段管道和临时管道的安全，解决了二次再热系统入口蒸汽易超温、吹管系数偏大的问题。

(2)本公开的系统，过热器后端并联设置了两个临吹门，临吹门后的管道因并联设置阻力降低了一半以上，有利于提高过热器的吹管系数。

(3)并联结构设计，流经一次再热器与二次再热器系统的蒸汽流量减少了一半，同时使得流经一次再热器与二次再热器系统的蒸汽压力也因扩容下降了一半以上，进而使蒸汽的比容大幅上升。蒸汽流量和比容此消彼长，会使再热器的吹管系数既能满足要求而又不至于偏大。

(4)本公开的吹管方法中，通过对两个临吹门开度的控制，可实现一次再热器系统与二次再热器系统的变流量吹管，灵活控制其吹管系数。

附图说明

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

图1是现有的稳压吹管系统结构示意图；

图2是本公开实施例的稳压吹管结构示意图。

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，以下详细说明都是示例性的，旨在对本公开提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本公开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公开的示例性实施方式。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。需要说明的是，在不冲突的情况下，本公开中的各个实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将结合附图对实施例进行详细描述。

在一个或多个实施方式中公开的技术方案中，如图2所示，一种二次再热锅炉稳压蒸汽吹管系统，包括依次连接的分离器、过热器、再热系统、靶板器和消音器，所述再热系统包括一次再热器系统和二次再热器系统，所述一次再热器系统和二次再热器系统并联连接在过热器的输出端。

本实施例将一次再热器系统与二次再热器系统设置为并联吹管，二次再热系统入口蒸汽少了一次再热器的加热，温度降低，有利于其冷段管道和临时管道的安全，解决了二次再热系统入口蒸汽易超温、吹管系数偏大。

可选的，一次再热器系统包括依次连接的第一临吹门和一次再热器，所述第一临吹门设置在一次再热器的入口管道上。

进一步地，所述第一临吹门和一次再热器之间还设置有第一集粒器，用于防止过热器管道内的杂质和异物吹入再热器。

可选的，二次再热器系统包括依次连接的第二临吹门和二次再热器，所述第二临吹门设置在二次再热器的入口管道上。

进一步地，所述第二临吹门和二次再热器之间还设置有第二集粒器，用于防止过热器管道内的杂质和异物吹入再热器。

上述吹管系统在吹管过程中的蒸汽流向是：

分离器→过热器及其管道→第一临吹门→第一集粒器→一次再热器及其管道→靶板器→消音器→排大气；

同时，还有另一并联的蒸汽流向为：分离器→过热器及其管道→第二临吹门→第二集粒器→二次再热器及其管道→靶板器→消音器→排大气。

过热器后端并联设置了两个临吹门，临吹门后的管道因并联设置阻力降低了一半以上，同时，流经一次再热器与二次再热器的蒸汽压力也因扩容下降了一半以上，进而使蒸汽的比容大幅上升。蒸汽流量和比容此消彼长，会使再热器的吹管系数既能满足要求而又不至于偏大。通过对两个临吹门开度的控制，可实现一次再热器系统与二次再热器系统的变流量吹管，灵活控制其吹管系数。

一种二次再热锅炉稳压蒸汽吹管方法，包括以下步骤：

(1)锅炉冷态冲洗：进行外排冲洗，然后进行闭式循环水冲洗；

外排冲洗的方法为：锅炉上水，除氧器投入辅汽加热，提升给水温度，以25％额定流量左右，进行变流量外排冲洗；

闭式循环水冲洗的方法为，当待分离器入口水质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，冷态冲洗结束。

2)锅炉热态冲洗：可以投入邻机加热系统，将给水温度提升到190℃左右，进行变流量冲洗；炉水水质达到回收条件后，锅炉点火，进行大流量冲洗，至分离器水质Fe＜50μg/L，热态冲洗结束。

3)第一阶段稳压试吹管：按锅炉启动曲线缓慢升压，维持过热器蒸汽压力在设定的第一压力下，同时增大第一临吹门的开度和第二临吹门的开度，估算正式吹管的蒸汽参数。

稳压试吹管具体的，过程如下：

按锅炉启动曲线缓慢升压，待过热器蒸汽压力升至3MPa时，临吹门开5％；锅炉增加燃料量，待过热器蒸汽压力再升至3MPa时，临吹门开到10％。燃料、给水协调增加，并以5％的增幅逐步开大临吹门，维持过热器蒸汽压力在3MPa左右。期间对减温水系统、水位自动系统进行试投，对管道的膨胀、支吊架受力情况和临时设施进行检查。在设备、参数和运行操作正常的情况下，逐步增大锅炉负荷和临吹门开度，直至临吹门全开，维持过热器蒸汽压力3MPa左右进行稳压试吹管。根据是吹管过程中的吹管系数估算正式吹管的蒸汽参数。

稳压试吹管20分钟左右，停炉、冷却12小时以上，进行消缺、清理凝汽器及凝泵、给水泵滤网等工作，并蓄足除盐水，为正式吹管做准备。

4)第二阶段正式吹管：锅炉点火升压，当过热器蒸汽压力达到设定的第二压力，打开第一临吹门和第二临吹门至设定的开度；控制过热器蒸汽压力继续上升，至设定的第三压力并保持该压力值，分别依次增大第一临吹门开度和第二临吹门的开度直到全开，进行正式吹管。

其中，第三压力≥第二压力≥第一压力，设定的压力在吹管系统正常运行的条件的设定，第二压力和第三压力可以是可变的。第三压力能保证过热器和再热器的吹管系数，符合导则的要求。

正式吹管执行设定的频次后，完成正式吹管，本实施例设置至少包括两次正式吹管，正式吹管之间的停炉时间12小时以上。

本实施例中，单次正式吹管过程，可以具体如下：

本实施例中可以进行两次正式吹管，第一次正式吹管，可以如下：除盐水箱蓄满水，凝汽器、除氧器保持高水位，给水温度加热到190℃，锅炉点火升压，待过热器蒸汽压力升至4MPa时，两个临吹门开5％；增加燃料量和给水量，待过热器蒸汽压力升至5MPa时，两个临吹门开到10％。加投制粉系统，燃料、给水协调增加，并以10％的增幅逐步开大临吹门直至全开，维持过热器蒸汽压力在5MPa左右、过热器出口温度430℃左右，给水流量在50％额定流量，进行稳压吹管。视除盐水情况，稳压吹管30分钟左右。期间校核一次再热器和二次再热器的吹管系数，可通过适当交替关小其中一路临吹门的开度，来提高另一路再热器的吹管系数。然后停炉、冷却12小时以上，停炉期间对集粒器进行清理，若集粒器比较干净，可在此次停炉期间拆除，以减少一次再热器侧系统阻力。

第二次正式吹管：适当加大给水流量，以过热器蒸汽压力维持5MPa左右、过热器出口温度430℃左右的参数，重复第一次正式吹管的操作，进行第二次稳压吹管。30分钟左右后，再次停炉、冷却12小时以上，此次停炉期间拆除全部的集粒器，以减少吹管系统阻力。

5)第三阶段正式吹管及打靶：执行正式吹管过程同时进行打靶，直到打靶合格。

本阶段的正式吹管过程与第二阶段的正式吹管过程操作可以相同。

本阶段的正式吹管及打靶，可以为：锅炉点火前，靶板器安装两块靶板，重复单次正式吹管的操作，先吹管设定的第一时间，如可以为10分钟；再转动靶板器打第一块靶，打靶设定的第二时间，如可以为10分钟；然后提升靶板器打第二块靶，打靶设定的第二时间。如可以为10分钟；最后停炉检查靶板。若合格则吹管结束，若不合格则锅炉点火，重复该步正式吹管并打靶的操作，直至打靶合格。

本实施例中，通过对两个临吹门开度的控制，可实现一次再热器系统与二次再热器系统的变流量吹管，灵活控制其吹管系数。

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)

1.一种二次再热锅炉稳压蒸汽吹管系统，其特征是：包括依次连接的分离器、过热器、再热系统、靶板器和消音器，所述再热系统包括一次再热器系统和二次再热器系统，所述一次再热器系统和二次再热器系统并联连接在过热器的输出端。

2.如权利要求1所述的一种二次再热锅炉稳压蒸汽吹管系统，其特征是：一次再热器系统包括依次连接的第一临吹门和一次再热器，所述第一临吹门设置在一次再热器的入口管道上。

3.如权利要求2所述的一种二次再热锅炉稳压蒸汽吹管系统，其特征是：所述第一临吹门和一次再热器之间还设置有第一集粒器。

4.如权利要求3所述的一种二次再热锅炉稳压蒸汽吹管系统，其特征是：吹管过程中经过一次再热器系统的蒸汽流向为：分离器→过热器及其管道→第一临吹门→第一集粒器→一次再热器及其管道→靶板器→消音器→排大气。

5.如权利要求1所述的一种二次再热锅炉稳压蒸汽吹管系统，其特征是：二次再热器系统包括依次连接的第二临吹门和二次再热器，所述第二临吹门设置在二次再热器的入口管道上。

6.如权利要求5所述的一种二次再热锅炉稳压蒸汽吹管系统，其特征是：所述第二临吹门和二次再热器之间还设置有第二集粒器。

7.如权利要求6所述的一种二次再热锅炉稳压蒸汽吹管系统，其特征是：吹管过程中经过二次再热器系统的蒸汽流向为：分离器→过热器及其管道→第二临吹门→第二集粒器→二次再热器及其管道→靶板器→消音器→排大气。

8.一种二次再热锅炉稳压蒸汽吹管方法，其特征是，包括以下步骤：

锅炉冷态冲洗；

锅炉热态冲洗；

维持过热器蒸汽压力为设定的第一压力，同时增大第一临吹门的开度和第二临吹门的开度，进行稳压试吹管，估算正式吹管的蒸汽参数；

按照正式吹管的蒸汽参数，同时增大第一临吹门的开度和第二临吹门的开度，直到全开，进行正式吹管；

执行一次正式吹管过程同时进行打靶，直到打靶合格。

9.如权利要求8所述的一种二次再热锅炉稳压蒸汽吹管方法，其特征是：

按照获取的吹管蒸汽参数，分别依次增大第一临吹门开度和第二临吹门的开度直到全开的方法，具体为：当过热器蒸汽压力达到设定的第二压力，打开第一临吹门和第二临吹门至设定的开度；控制过热器蒸汽压力继续上升，至设定的第三压力并保持该压力值，分别依次增大第一临吹门开度和第二临吹门的开度，直到全开；

其中，第三压力≥第二压力≥第一压力。

10.如权利要求8所述的一种二次再热锅炉稳压蒸汽吹管方法，其特征是：

第二阶段正式吹管频次设定为：包括至少两次正式吹管，其中两次正式吹管之间的停炉时间12小时以上。

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