660 MW超超临界机组锅炉吹灰系统优化

钟庆武

（广东粤电大埔发电有限公司，广东 梅州 514200）

某660 MW超超临界机组锅炉为π型炉，单炉膛、一次中间再热、四角切圆燃烧方式。该锅炉在炉膛、水平烟道、后竖井、省煤器、空预器区域设置了长伸缩式吹灰器和半伸缩式吹灰器，其中，炉膛部分设有72只墙式吹灰器，分3层布置，1层位于燃烧器的下方，其余2层位于主燃烧器与燃尽风燃烧器之间。在炉膛上部辐射区域、水平烟道部分及尾部烟道的低温再热器、低温过热器区域均布置有42只长伸缩式吹灰器。尾部烟道的省煤器区域布置有16只半伸缩式吹灰器。按照常规的吹灰方式，吹灰投入顺序为顺着烟气流方向吹灰，依次对炉膛水冷壁、过热器、再热器、低再、低过、省煤器等吹灰。

1 存在的问题

按照如此顺序吹灰会使主汽温、再热汽温下降较多，不仅降低机组经济性，甚至有可能造成汽轮机DEH应力裕度不满足的情况。并且原先规定“投运烟道长伸缩式吹灰器、半伸缩式吹灰器，要求负荷不小于330 MW；投运炉膛墙式吹灰器，要求负荷不小于400 MW”。鉴于机组在350 MW负荷以下运行的时间较多，如此规定将造成锅炉长时间无法投入吹灰器，给锅炉受热面带来积灰、结焦等安全隐患。根据本锅炉特性，长时间不吹灰，锅炉后墙水冷壁垂帘管、后墙水冷壁悬吊管、低温再热器出口管壁温度均会容易出现超温的危险。本吹灰系统优化将着力解决上述几个问题。

2 原因分析

通过理论分析和实际观察得出，目前主要有4点原因造成吹灰，使主汽温、再热汽温下降较多，分别为：①煤质造成原始热量分配的问题，炉膛热负荷强热量分配多，其他受热面热量少，吹灰时容易造成汽温大幅度下降；②前面受热面吹干净后，受热面吸热量增加，势必造成进入后面受热面的烟气温度下降，造成后面受热面换热强度下降，进而导致汽温下降；③前面受热面吹下的灰被烟气携带到后面受热面中，造成后面受热面换热强度下降，也造成汽温下降；④吹灰蒸汽由低温再热器蒸汽减压后，温度远远低于炉内烟气温度。以上4种原因叠加，受热面积灰越多，按照顺着烟气流方向吹灰，则主汽温、再热汽温下降的幅度越大。所以一般当炉膛吹灰时，由于水冷壁吸热量增加，中间点温度会瞬时上升（但很快会被CCS协调控制修正回设定值），而主汽温、再热汽温则会下降；当高温过热器区域吹灰时，主汽温会有明显的上升，但再热汽温则会下降，低再、低过、省煤器等尾部烟道区域吹灰时，对机组工况影响相对较小。

3 优化措施

3.1 吹灰前提高主、再汽温

炉膛吹灰时，由于水冷壁吸热量增加，过热度会上升。为了避免过热度被CCS协调修正，此时可以将过热度设定值跟上当前数值，避免因增加给水量而导致主、再汽温的下降，吹灰前可采取其他措施适当提高主、再汽温，比如燃烧器摆角适当上摆等。

3.2 手动投入部分吹灰器

炉膛吹灰时，观察主汽温、再热汽温数值趋势，当主、再汽温下降幅度较大时，表明炉膛积灰量较多，此时暂停炉膛吹灰。手动投入部分高温过热器、高温再热器、低再、低过区域的吹灰，增强该区域受热面的换热强度，减缓温度的下降。

高温过热器区域吹灰时，当再热汽温下降幅度较大时，表明高温过热器积灰量较多，此时暂停吹灰，手动投入低温再热器区域的吹灰，并且开大再热器侧的烟气挡板开度，增强该区域受热面的换热强度，减缓再热汽温下降。

3.3 通过壁温判断受热面积灰程度

本锅炉经常出现锅炉后墙水冷壁垂帘管、后墙水冷壁悬吊管、低温再热器出口管壁温度高的情况。当发现壁温较高且锅炉排烟温度也较高时，可以初步判断为受热面积灰较多。此时，可以通过局部吹灰操作来降低壁温，具体操作如下：①锅炉后墙水冷壁垂帘管、后墙水冷壁悬吊管壁温度较高时，在负荷满足的情况下可以尝试投入一组炉膛吹灰，将水冷壁处的灰吹干净，降低炉膛出口烟气温度；②低温再热器出口管壁温度较高时，在负荷满足的情况下，可以逐一手动投入低温再热器前面区域吹灰器，将低温再热器前面区域受热面的灰吹干净，降低进入尾部烟道的烟气温度。③排烟温度较高时，有条件的应进行全锅炉吹灰，降低烟气温度，这样可以降低锅炉各受热面的壁温，并且提高锅炉效率，提高机组经济效益。

3.4 修改吹灰的负荷要求

原先规定“投运烟道长伸缩式吹灰器、半伸缩式吹灰器，要求负荷不小于330 MW；投运炉膛墙式吹灰器，要求负荷不小于400 MW”，是基于担心在较低负荷下吹灰会影响机组燃烧工况，通过试验得出，在300 MW时长伸缩式吹灰器、半伸缩式吹灰器单吹时和350 MW时投入炉膛墙式吹灰器时，锅炉燃烧工况稳定。因此，将原先规定修改为“投运烟道长伸缩式吹灰器、半伸缩式吹灰器，要求负荷不小于300 MW；投运炉膛墙式吹灰器，要求负荷不小于350 MW”，保证机组大部分时间都具备投运吹灰器的条件。

3.5 延长吹灰间隔

当排烟温度不高时，申请将“每两天需完成全锅炉吹灰”拉长至“每四天完成一次全锅炉吹灰”。此做法可以减少锅炉的耗汽量、降低受热面吹损、减少吹灰器维护工作量等，提高机组的经济性。

4 安全、经济效益

4.1 减缓主、再汽温下降幅度

吹灰过程中，主、再汽温由平均下降15～20℃减少到平均下降10～15℃，按照660 MW超超临界机组耗差表，主汽温度每下降10℃，煤耗增加0.7 g/（kW·h），再热温度每下降10℃，煤耗增加0.65 g/（kW·h），该优化操作与之前吹灰方式相比，可以使机组在吹灰过程中煤耗减少约0.675 g/（kW·h）。

4.2 降低锅炉受热面的壁温

通过选择性局部吹灰，降低锅炉后墙水冷壁垂帘管、后墙水冷壁悬吊管、低温再热器出口管壁温度，这些壁温数值平均将下降20℃左右。

4.3 保证锅炉投入吹灰的条件

放宽吹灰投入条件，使机组大部分时间都具备投运吹灰器的条件，避免长时间无法吹灰带来受热面结焦、积灰风险。

5 结束语

通过对吹灰系统进行优化，减缓了吹灰过程中主、再汽温的下降幅度，降低了锅炉受热面的壁温，并减少了锅炉的耗气量，减少了受热面吹损，降低了吹灰器维护工作量，提高了机组经济性和安全性。

［1］王立业.超临界600 MW机组锅炉吹灰优化［J］.热力发电，2011，40（4）.

［2］赵运良.660 MW超超临界锅炉吹灰方式优化［J］.世界华商经济年鉴·城乡建设，2012（10）.

［3］甄玉波，戚彩莲.660 MW超超临界机组锅炉受热面壁温、汽温偏差大原因及应对措施［J］.山东工业技术，2017（2）.