680 MW机组锅炉蒸汽吹灰系统汽源改造分析

张林仙,何建成

(1 湖北理工学院，湖北 黄石 435003;2 湖北西塞山发电有限公司，湖北 黄石 435002)

680 MW机组锅炉蒸汽吹灰系统汽源改造分析

张林仙1,何建成2

(1湖北理工学院，湖北 黄石 435003;2湖北西塞山发电有限公司，湖北 黄石 435002)

通过分析某发电公司2台680 MW机组锅炉原蒸汽吹灰系统存在的问题，提出了锅炉蒸汽吹灰系统汽源改造方案，并对吹灰汽源改造后的经济性进行了分析。结果表明：合理选择吹灰器吹灰汽源，可以在确保机组安全稳定运行的前提下达到节能降耗的目的。

锅炉；吹灰器；汽源改造；节能

0 引言

某发电公司2台680 MW机组锅炉是哈尔滨锅炉厂有限责任公司设计制造的超临界参数变压运行直流锅炉，采用П型布置、单炉膛、墙式切圆燃烧方式、一次中间再热、平衡通风、露天布置、固态排渣、全钢构架、全悬吊结构[1]。

2台机组锅炉蒸汽吹灰系统汽源取自分隔屏过热器出口集箱连接管，蒸汽压力约为26 MPa，蒸汽温度约为560 ℃，由于蒸汽从分隔屏出口取出时压力过高，需经过减压阀减压至1.5～2 MPa的低压蒸汽后方可供吹灰器使用，这样不但大量高品质蒸汽被浪费，而且减压阀前后压差大，易对阀门造成损坏，增加了设备运行维修成本。针对这一问题，提出了用锅炉低温再热器出口蒸汽作为锅炉吹灰器汽源的改造方案，通过对改造前后的经济性分析表明，此方案可以在确保锅炉安全稳定运行的前提下达到节能降耗的目的[2]。

1 锅炉蒸汽吹灰系统汽源存在的问题及改造方案

1.1 蒸汽吹灰系统汽源存在的问题

1)改造前蒸汽吹灰系统汽源为取自分隔屏过热器出口的高温高压过热蒸汽，经减压装置节流后使蒸汽压力降低后进入吹灰器吹灰。高品质过热蒸汽未做功而经过节流后变为较低品质的蒸汽进行吹灰，影响机组运行的经济性。

2)由于分隔屏过热器出口蒸汽的压力温度较高，为了保证设备的安全可靠性，要求蒸汽流通管道和减压调节装置必须采用耐高温高压的材质，这无形中增加了设备的成本和初投资。

3)由于分隔屏过热器出口蒸汽压力较高(约26 MPa)，而蒸汽吹灰器需要的工作压力参数较低(约2 MPa)，因此减压装置前后压差过大使得减压调节阀门冲刷磨损较快，容易发生调节阀泄漏、阀门磨损等故障，维修成本相应增加。

4)由于分隔屏过热器出口蒸汽参数值较高，如果减压装置发生故障，会对受热面的安全性造成严重威胁[3-4]。

1.2 蒸汽吹灰系统汽源改造方案

该公司2台680 MW机组锅炉低温再热器出口蒸汽压力4.7 MPa，温度435 ℃(BMCR工况)，满足吹灰对蒸汽参数的要求，因此，可从低温再热器出口管道接入1路蒸汽进入原吹灰蒸汽管道，原分隔屏出口蒸汽汽源保留，此2路汽源同时具备投运条件，原汽源作为备用汽源，改造汽源作为常用汽源，保证不同负荷下对吹灰汽源的要求。在增加1路吹灰汽源的同时需要增加1路汽源减压站，与原减压站并联，当锅炉启动初期参数值很低时，将原汽源(辅助汽源)用作空预器吹灰汽源，当锅炉正常运行时，可使用新增的汽源供吹灰系统使用。蒸汽减压后送往吹灰器，通过程序控制吹灰器。吹灰管路系统由吹灰汽源减压站、流量检测报警装置、疏水装置、管道及弯头、仪表、管道和弯头支吊架及导向装置、吹灰器固定件及密封件等组成。蒸汽吹灰减压站配置1只减压阀、安全阀、压力开关和流量开关，改造后锅炉蒸汽吹灰系统示意图如图1所示。

图1 改造后锅炉蒸汽吹灰系统示意图

2 锅炉蒸汽吹灰系统汽源改造经济性分析

锅炉炉膛布置有76只墙式吹灰器，上炉膛屏区、水平烟道、低温过热器区和省煤器区共布置有50只长伸缩式吹灰器，每台锅炉安装2个空预器(进口、出口各1个)，每个空气预热器布置2只伸缩式吹灰器。蒸汽吹灰器相关参数见表1,机组不同负荷下蒸汽参数见表2。

表1 蒸汽吹灰器相关参数

表2 机组不同负荷下蒸汽参数

2.1 吹灰汽源改造后的优点

1)采用在汽轮机高压缸做功后的低温再热器出口蒸汽作为汽源，由于其压力较低(约4.7 MPa)，使得减压装置前后压差较小，减小了阀门节流损失，解决了焓降过大、经济性差的弊端。

2)由于减压装置前后压差降低，调节阀工作条件得到显著改善，阀门发生故障的几率大为减少，降低了维修成本，提高了运行的安全可靠性。

3)吹灰汽源改造后，由于吹灰阀门发生泄漏的概率减小，锅炉受热面吹损的故障率降低，锅炉运行的安全性提高。

4)吹灰汽源改造后，经减压装置后的蒸汽温度远高于减压后2 MPa对应的饱和温度212 ℃，能够完全满足吹灰汽源对过热度的要求。

5)汽源改造后，常用汽源与辅助汽源2路吹灰汽源同时存在，以适应不同负荷要求，运行方式灵活[5]。

2.2 汽源改造后存在的不足

1)吹灰汽源改造为低温再热器出口蒸汽后，由于减压阀后蒸汽温度较高，超过原有吹灰器管材的许用温度，危及到设备安全，故在减压的同时，须增设喷水减温装置，以降低蒸汽温度，导致系统复杂。

2)增设喷水减温装置后，如果减温装置故障失灵，就会发生吹灰管道进水的情况，故需加装疏水系统对减温水系统的故障进行防范。

3)当机组运行负荷低于340 MW时，低温再热器出口蒸汽压力不能满足吹灰器的要求，故需将吹灰汽源从常用汽源切换至后屏过热器出口的辅助汽源[6]。

2.3 吹灰汽源改造后的效益分析

锅炉正常运行时，炉膛墙式吹灰器和长伸缩式吹灰器每天进行1次吹灰，进口及出口空气预热器吹灰器每隔8 h进行1次吹灰，每天吹3次。机组年运行小时数约为7 000 h，所需要蒸汽消耗量估算如下：

1)每个炉膛墙式吹灰器吹灰1次需要3 min，76个需要3×76/60=3.8 h，蒸汽消耗量为3.8×3.96=15.05 t。

2)每个长伸缩式吹灰器吹灰1次需要6 min，50个需要6×50/60=5 h，蒸汽消耗量为5×4.38=21.9 t。

3)进口空气预热器吹灰器吹灰1次需要10 min，2个需要10×2/60=0.33 h，蒸汽消耗量为0.33×4.8=1.58 t,1 d的蒸汽消耗量为3×1.58=4.74 t。

4)出口空气预热器吹灰器吹灰1次需要45 min，2个需要45×2/60=1.5 h，蒸汽消耗量为1.5×3=4.5 t，1 d的消耗量为3×4.5=13.5 t。 故锅炉吹灰器每天蒸汽消耗量为15.05+21.9+4.74+13.5=55.19 t，每小时消耗蒸汽2.3 t，每年耗汽量约为2.3×103×7 000=1.61×107kg。

查焓熵图得出：

4.7 MPa、435 ℃时焓值约为3 285.58 kJ/kg;26.5 MPa、560 ℃时焓值约为3 352.22 kJ/kg。

改用低温再热蒸汽后单台锅炉每年节约的能量为：1.61×107×(3352.22-3285.58)=1.07×109kJ。

标煤热值：29 307 kJ/kg，改造后经济效益体现在折算为节约标煤：1.07×109/29307=36.5 t/年，2台锅炉每年节约标煤73 t。可见，对锅炉蒸汽吹灰汽源进行改造后可以降低机组的煤耗量，提高锅炉的经济性、安全性。

3 结束语

吹灰汽源由屏式过热器出口的蒸汽改变为低温再热器出口蒸汽后，可以同时满足吹灰器压力的需求以及吹灰汽源对过热度的要求； 同时，减少阀门泄漏及锅炉受热面吹损的可能性，降低检修维护成本，实现了蒸汽吹灰系统在安全、稳定运行条件下提高机组经济性的目的。

[1] 姚婧.超超临界锅炉受热面状态吹灰研究[D].长沙:长沙理工大学,2013.

[2] 黄香彬.亚临界600 MW机组锅炉蒸汽吹灰系统汽源优化研究与应用[J].发电设备,2015,29(5):353-355.

[3] 欧金平.660 MW机组锅炉蒸汽吹灰系统汽源优化[J].中国高新技术企业, 2015(36):28-30.

[4] 宁献武,李志山,李树民,等.1000 MW机组锅炉蒸汽吹灰系统汽源优化[C].中国电机工程学会清洁高效燃煤发电技术协作网会,2010.

[5] 吴永科,陈志华,张玄,等.630 MW机组锅炉吹灰汽源点选择经济性分析[J].发电设备,2014,28(5):356-358.

[6] 张华.电站锅炉蒸汽吹灰系统优化改造及节能分析[J].通讯世界,2015(10):160-161.

(责任编辑 吴鸿霞)

Analysis of Steam Source Transformation of Boiler Soot Blower System in 680 MW Power Generating Units

ZhangLinxian1,HeJiancheng2

(1Hubei Polytechnic University,Huangshi Hubei 435003;2Xisaishan Power Plant of Hubei,Huangshi Hubei 435002)

By analyzing problems in original steam soot blower system of two 680 MW boilers in a power generation company,the project of steam source transformation of boiler soot blower system was proposed.The economy analysis of the transformed steam source of soot blower system showed that reasonable selection of soot blower and its steam source can save energy and reduce consumption based on the premise that the safety and stability of the whole system can be guaranteed.

boiler;soot blower;steam source modification;saving

2016-10-28

张林仙，教授，硕士，研究方向：热能动力工程。

10.3969/j.issn.2095-4565.2017.01.001

TK223.27

A

2095-4565(2017)01-0001-03