二次再热机组降压吹管优化方案
超超临界二次再热机组锅炉吹管工艺探讨
超超临界二次再热机组锅炉吹管工艺探讨
张晓东;薛宏涛
【期刊名称】《电力勘测设计》
【年(卷),期】2024()3
【摘要】超超临界二次再热机组项目建设在我国飞速发展,但锅炉的蒸汽吹管工艺至今仍未见详尽、可适用的技术导则作为支撑,各个项目采取的吹管方式不尽相同。
本文通过对比不同项目超超临界二次再热机组锅炉蒸汽吹管的方式和过程,结合实
际情况,探讨适用于多数二次再热机组锅炉的吹管工艺。
【总页数】5页(P41-45)
【作者】张晓东;薛宏涛
【作者单位】中国能源建设集团西北电力试验研究院有限公司
【正文语种】中文
【中图分类】TM621
【相关文献】
1.二次再热超超临界百万机组锅炉水冷壁裂纹成因及无损检测探讨
2.二次再热超超临界机组锅炉壁温测点设计优化
3.超超临界二次再热机组塔式锅炉再热器管壁温
度优化调整试验4.二次再热超超临界机组再热蒸汽温度控制探讨5.660 MW超超
临界二次再热机组高效灵活塔式锅炉热偏差全过程管控实践
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二次再热机组锅炉三段吹管技术研究
二次再热机组锅炉三段吹管技术研究王林;刘辉;刘超;高景辉;赵志丹;王红雨;孟颖琪【摘要】Due to the higher thermal efficiency and the lower pollutant emissions,the double-reheat cycle technology is getting moreapplied in the industry..Therefore,the steam blowing process for the new units with double-reheat cycle calls for urgent study.In this paper,an ultra-supercritical 660 MW double-reheat boiler is taken as the studyobject.Based on the routine one-staged and two-staged pipe-blowing techniques,the three-staged pipe-blowing with pressure-reduction steam is proposed in accordance with the arrangement of the boiler heating surfaces.The results of the target plate test show that the number of the flushed spots are less than 5 and the diameters of the spots are all smaller than 0.5 mm,which completely meets the requirements of the national codes.The three-staged pressure-reduction pipe-blowing method,which produces good blowing quality,can provide practical reference for subsequent units with double reheat technology.%二次再热技术因其较高的热效率和较低的污染物排放正得到越来越广泛的应用.针对新机组的蒸汽吹管工艺亟待探讨,以二次再热超超临界660 MW锅炉为研究对象,在传统一段吹管、二段吹管方法的基础上,结合大容量超超临界二次再热锅炉受热面布置的实际,提出三阶段降压法蒸汽吹管工艺,较好地适应了新机组新技术的变化. 实际靶板检验结果表明:斑痕数均少于5点,斑痕粒径均小于0.5 mm,完全符合国家规范要求,吹洗质量优良. 提出并成功运用的三阶段降压法吹管工艺可为后续二次再热机组吹管提供实际参考.【期刊名称】《中国电力》【年(卷),期】2017(050)007【总页数】6页(P69-73,78)【关键词】火力发电;二次再热循环;超超临界机组;三段吹管;降压法【作者】王林;刘辉;刘超;高景辉;赵志丹;王红雨;孟颖琪【作者单位】西安热工研究院有限责任公司,陕西西安710054;西安热工研究院有限责任公司,陕西西安710054;西安热工研究院有限责任公司,陕西西安710054;西安热工研究院有限责任公司,陕西西安710054;西安热工研究院有限责任公司,陕西西安710054;西安热工研究院有限责任公司,陕西西安710054;西安热工研究院有限责任公司,陕西西安710054【正文语种】中文【中图分类】TK229.2当前火电行业承受着日益巨大的环保压力，推广应用清洁高效的燃煤发电技术是火电产业未来发展的主要出路[1-3]。
潮州二期吹管措施
1设备系统概述广东大唐国际潮州发电有限责任公司一期扩建工程3、4号机组为1000MW燃煤汽轮发电机组。
锅炉为哈尔滨锅炉厂有限责任公司生产的超超临界变压运行直流锅炉，采用П型布置、单炉膛、改进型低NO X PM（Pollution Minimum）主燃烧器和MACT（Mitsuibishi Advanced Combustion Technology）型低NOx分级送风燃烧系统、反向双切园燃烧方式，炉膛采用内螺纹管垂直上升膜式水冷壁、循环泵启动系统、一次中间再热、调温方式除煤/水比外，还采用烟气分配挡板、燃烧器摆动、喷水等方式。
锅炉采用平衡通风、露天布置、固态排渣、全钢构架、全悬吊结构。
燃油采用0号轻柴油。
锅炉出口蒸汽参数为26.25MPa(a)/605/603℃，对应汽机的入口参数为25.0MPa(a)/600/600℃，其它参数如表1所示。
表1统，从分离器出口到过热器出口集箱为过热器系统，另有省煤器系统、再热器系统和启动系统。
过热器采用四级布置，即低温过热器（一级）→分隔屏过热器（二级）→屏式过热器（三级）→末级过热器（四级）；再热器为二级，即低温再热器（一级）→末级再热器（二级）。
其中低温再热器和低温过热器分别布置于尾部烟道的前、后竖井中，均为逆流布置。
在上炉膛、折焰角和水平烟道内分别布置了分隔屏过热器、屏式过热器、末级过热器和末级再热器。
水冷壁为膜式水冷壁，由于全部为垂直管屏，因此可以不必采用结构复杂的张力板来解决下部炉膛水冷壁的重量传递问题。
为了使回路复杂的后水冷壁工作可靠，将后水冷壁出口集箱（折焰角斜坡管的出口集箱）出口工质分别送往后水冷壁吊挂管和水平烟道二侧包墙二个平行回路，然后再用连接管送往顶棚出口集箱，与前水冷壁和二侧水冷壁出口的工质汇合后再送往尾部包墙系统。
锅炉启动系统为带再循环泵系统，二只立式内置式汽水分离器布置于锅炉的后部上方，由后竖井后包墙管上集箱引出的锅炉顶棚包墙系统的全部工质均通过4根连接管送入二只汽水分离器。
二次再热机组锅炉三段吹管技术研究
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国内首台二次再热机组锅炉混合吹管实践及优化
第46卷 第8期 热 力 发 电V ol.46 No.8收稿日期：2017-04-30国内首台二次再热机组锅炉 混合吹管实践及优化高景辉，王 林，杨 博，张亚夫，赵志丹，王红雨，孟颖琪（西安热工研究院有限公司，陕西 西安 710054）［摘 要］为探索适用于超超临界二次再热机组的锅炉吹管工艺，以我国首台投产的二次再热机组锅炉为研究对象，提出并实践了一种降压法混合式管道吹洗方案。
该方案综合了“一段吹管”的系统形式和“两段吹管”的操作特点，即将过热器、一次再热器、二次再热器及其附属管道一次性串联，吹扫时则分3部分进行，各部分独立打靶验收。
针对新工艺实践过程中出现的吹管系数不达标问题，进行了现场测试和理论分析，提出了提高汽水分离器出口压力、增加临吹门开启个数等措施，基本消除了阀门的阻塞流效应，保证了管道的吹洗效果。
最终靶板检验结果表明，降压法混合吹管实现了对二次再热机组锅炉各受热面的高质量吹扫，该吹管工艺对同类机组具有实际参考意义。
［关 键 词］二次再热；锅炉；过热器；再热器；降压吹管；混合吹管；阻塞流 ［中图分类号］TK229.2 ［文献标识码］B ［文章编号］1002-3364(2017)08-0107-06 ［DOI 编 号］10.3969/j.issn.1002-3364.2017.08.107Practice and optimization of combined pipe-blowing method for domestic firstdouble-reheat unitGAO Jinghui, WANG Lin, YANG Bo, ZHANG Yafu, ZHAO Zhidan,WANG Hongyu, MENG Yingqi(Xi’an Thermal Power Research Institute Co., Ltd., Xi’an 710054, China)Abstract: To explore suitable pipe-blowing methods for ultra supercritical double-reheat units, a decompression combined pipe-blowing method was proposed and put into practice on the domestic first double-reheat boiler. This new method is a combination of “one section pipe-blowing ” method ’s structure and “two-section pipe-blowing ” method ’s operating characteristics. The superheater, primary reheater, secondary reheater and its associated pipelines were connected in series in one time. The whole system is divided into three parts, and each part is purged and targeted separately. For the problem that the steam purge coefficient does not satisfy the standard, field test and theoretical analysis were carried out. Some measures, such as increasing the separator outlet steam pressure, opening multiple valves simultaneously, were taken into practice to eliminate the blocking flow effect and guarantee the purging quality. The final target plate tests results show that, the depression combined pipe-blowing method completed the purging of double-reheat boiler heating surfaces with high quality. This method can provide practical reference for other similar units.Key words: double reheat, boiler, superheater, reheater, pressure reducing blowpipe, combined pipe-blowing, blocking flow当前我国火电产业正面临空前巨大的环保压力[1]，推广应用更加清洁高效的热电技术迫在眉睫[2-3]。
#1、2机组吹管作业指导书
#1、2机主蒸汽管道吹扫作业指导书1、工程概况1.1简介稷山县秦晋电力铁合金生物质发电工程安装两台2×12MW汽轮发电机组，为次高温次高压凝汽式汽轮机。
为保证高温高压蒸汽管道、过热器清洁，保证机组安全、经济地投入运行。
因此对主蒸汽管道、低温过热器、过热器连接管道、高温过热器进行蒸汽吹扫。
吹扫过程中采用直接对空排汽。
1.2吹扫的必要性由于设备及管道在制造、运输、保管、安装时间过程中势必有各种杂物留在设备和管道内部（如砂粒石块、钻屑、氧化皮、焊渣及其他杂物等）。
这些杂物如留存在设备及管道中，当机组正式运行后，将会产生下列危害：1.2.1危害汽轮机运行。
1.2.2危害过热器安全运行。
1.2.3影响蒸汽品质，降低运行经济性。
因此蒸汽吹扫是机组正式投运前必不可少的一项重要工作，其质量好坏将直接影响锅炉和汽机的安全与经济运行。
1.3吹扫范围主蒸汽管道、低温过热器、过热器连接管道、高温过热器。
1.3主要工程量2、编制依据《电力建设施工及验收技术规范》<管道篇>DL5031-94《电力建设施工及验收技术规范》<火力发电厂焊接篇>DL5007-92《火电工程调整试运质量检验及标准》（1996年版）高压蒸汽吹扫措施（山西电力科学研究院）《主蒸汽管道安装图》F01811S-J0501《电力建设安全健康与环境管理工作规定》2002-01-21《施工组织总设计》《管道专业施工组织设计》《电力建设施工质量验收及评价规程》（管道及系统）DL/T 5210.5—2009 《电力建设施工质量验收及评价规程》（焊接）DL/T 5210.7—2010《火力发电厂汽水管道设计技术规定》DL／T5054－1996《汽轮机、锅炉、发电机金属材料手册》3、施工准备3.1技术准备3.1.1正式管道安装到位，临时管道的路线明确。
3.1.2相关技术人员及施工人员认真审阅施工图纸和相关的技术规范。
3.1.3填写施工技术交底卡和安全交底卡，同时向施工人员进行交底。
1000MW超超临界二次再热锅炉蒸汽吹管技术分析
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图４ 第二 阶段吹管流 程图
一
一 一 临 时管
根据 设计院给 定的临 时管道材质 要求及 汽水 分离器至 汽 轮 机 各管 道及 各受热 面 的额定 参数和 压 降 ，在保证 蒸 汽吹 管 时 所 产 生 的 动 量 大 于 额 定 负 荷 时动 量 ，也 即 吹 管 系 数 大 于 １的 前提下来 确定各 阶段 的吹管参数 。根据 现场 实际情 况和几 次 试 吹管 ，最终确 定 降压 吹管 时汽 水分 离器 压力 控制在 １０ ＭＰａ 以 内，汽 水分 离器压 力下 降至７ＭＰａ时 开始关 闭ｌ临冲 门，过 热 器 蒸 汽温 度 小于４５０℃；稳压 吹 管时汽 水 分离器 压 力 维持 在 ７．０ ＭＰａ左右 ，主蒸汽温 度通过 过热器减温 器减至４３０℃ 以内， 一 次 再 热 蒸 汽 温 度 通 过 减 温 器 减 至 ４６０℃ 以 内 ，二 次 再 热 蒸 汽 温 度 通 过 减 温 器 减 至 ５２０℃ 以 内 。
该 吹 管 系 统 中 超 高 压 、高 压 、中 压 主 汽 门 采 用 假 门 芯 型 式 ，超 高压 、高压 、中压主 汽 门出 口应 立 即经大 小头后 接入 大 直径 临时管道 ，以降低系统 临时管道阻力 。吹管系统流程 图如 图３、图４所示 。
根 据 首 台 １ ０００ ＭＷ 超 超 临 界 二 次 再 热 锅 炉 分 段 吹 管 经 验 ，结合现场 实际情况和 经验数据 ，对第 二台二次 再热锅炉 考 虑 采 用 过 热 器 、一 次 再 热 器 和 二 次 再 热 器 串 联 吹 管 方 式 进 行 锅 炉 受 热 面 吹 管 。考 虑 到 前 段 受 热 面 内杂 质 对 后 段 受 热 面 吹 管 造 成 的 影 响 ，在 一 次 再 热 器 和 二 次 再 热 器 进 口 分 别 加 装 集 粒器 。本次 吹管 以稳压 吹管为主 、降压吹管为辅相 结合 的方式 进行 ，直至靶板考核合格 。吹管系统流程 图如 图５所示 。
某百万机组项目#1、#2机组吹管及管理改进措施讨论
某百万机组项目#1、#2 机组吹管及管理改进措施讨论发布时间：2021-01-28T09:35:07.627Z 来源：《当代电力文化》2020年第25期作者：周慧龙[导读] 本文通过对比某百万机组项目#1、#2机组的吹管情况，通过原因分析，周慧龙中国电建集团核电工程有限公司山东济南 250102摘要：本文通过对比某百万机组项目#1、#2机组的吹管情况，通过原因分析，得出#1机组吹管次数较多的主要原因是临吹门设备原因和吹管系统较脏。
今后在质量控制中加强策划及过程监督和管理。
关键词：吹管、临吹门、质量控制#1、#2机组参与吹管的系统分为汽机侧及锅炉侧。
锅炉侧主要为锅炉厂供的管道及系统。
汽机侧系统包括凝结水系统、给水系统、四大管道系统及临吹管道系统。
1.吹管经过的汽机专业系统1、凝结水系统：汽机侧凝结水系统（凝补水箱→凝汽器→凝结水泵→凝结水精处理旁路→轴封冷却器→凝汽器；凝补水箱→凝汽器→凝结水精处理旁路→轴封冷却器→疏水冷却器→8#低加→7#低加→6#低加→除氧器）经过了系统碱洗，碱洗完成后，经各方验收合格，水质澄清；2、给水系统：通过给水系统（除氧器→汽动给水泵前置泵→汽动给水泵→3#高加→2#高加→1#高加→外置式蒸汽冷却器→省煤器进口联箱）再循环管道进行管道循环冲洗，冲洗完成后，水质经各方验收合格，水质澄清；3、四大管道系统：主汽、热段、冷段及主给水系统管道及管件为厂家供货，厂供管为两端封堵供货，到场后检查管道内部，清洁无杂物；四大管道安装过程中，管道对口前，检查管道内部清洁度，确认无杂物后方可对口焊接；4、临吹管道系统：临吹管道安装前，检查管道内部清洁度，因临吹管道为前一个项目使用过的管道，管道内部较清洁。
2.吹管次数较多的原因分析1、临吹门设备原因在#1机组锅炉吹管过程中发现临吹门内漏（左侧），导致吹管效果不佳。
2016年11月25日18：48在吹管次数达到92次的情况下，经试运指挥部研究决定，停炉七天检修临吹门（经检查发现：左侧临吹门出现阀板底托板焊缝开裂脱落造成阀体密封座划伤并严重受损的设备质量问题，需外加工并研磨处理。
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二次再热机组降压吹管优化方案
摘要：近年来，随着社会的发展科学技术的发展也有了很大的创新。
蒸汽吹管是新建电站锅炉投运前的重要试运步骤之一。
吹管质量的控制和吹管工艺的正确实施对锅炉和汽轮机的安全运行有着直接影响。
目前国内外主要有两种电站锅炉吹管工艺，即降压蒸汽吹管法和稳压蒸汽吹管法。
传统的降压蒸汽吹管技术在我国已经基本成熟，而稳压蒸气吹管技术，尤其是超临界直流锅炉的稳压吹管技术还在起步阶段，而对于配炉水循环泵启动系统的超临界直流锅炉，目前使用稳压吹管的成功实例和经验不多。
本文着重对配锅炉水循环泵启动系统的HG-1964/25.4-YM17型超临界直流锅炉的吹管工艺和流程进行了研究，并对吹管过程中的注意事项进行了探讨。
关键词：二次再热机组；降压吹管；优化方案
引言
蒸汽吹管是关系到机组安全高效运行的重要基建环节。
针对二次再热机组降压吹管系统复杂，吹管次数多，吹管有效时间短，吹管工期长等问题以及热力系统的参数特点，提出在降压吹管系统设计时，将过热器系统和一次再热器系统视为一体，将临吹门设置在一次再热器出口的优化方案。
该方案优于将临吹门设置在过热器出口的常规方式，可以大幅提高吹管时锅炉的蓄热容量，从而提高吹管的效率和质量。
1二次再热机组降压吹管优化方案
1.1“二段法”降压吹管
吹管临时系统设计特点：1）将过热器系统和一次再热器系统通过临时管道联通为一体，并在一次再热器入口处加装集粒器，以收集再热器前蒸汽管道内的杂质；2）在一次再热器出口设置临吹门；3）拆除高旁阀阀芯，吹管期间高旁管道处于贯通状态，视为主蒸汽管道的一部分。
需要注意的是，过热器系统和一次
再热器系统之间的临时管道、短管、大小头、集粒器、堵板、法兰等材料设计工作压力应不小于10MPa、工作温度应不低于450℃，其他部分的设计和要求可参照《导则》执行。
一阶段用于吹扫过热器、高旁、一次再热器及其蒸汽管道系统，至打靶合格。
一阶段吹管蒸汽流向如下：分离器来汽→过热器系统→主蒸汽管道（含高旁）→临时管道→集粒器→一次再热器系统→临吹门→临时管道→靶板器→消音器→排大气。
一阶段吹管合格后，通过临时管道将二次再热器系统接在临吹门和靶板器之间，进行第二阶段吹管，串吹过热器、一次再热器、二次再热器及其蒸汽管道，直至打靶合格。
该阶段满足二次再热器吹管系数即可，可采用较低的蒸汽参数，还可在吹管前拆除集粒器以减小系统阻力。
二阶段吹管蒸汽流向如下：分离器来汽→过热器系统→主蒸汽管道→临时管道→一次再热器系统→临吹门→临时管道→二次再热器系统→临时管道→靶板器→消音器→排大气。
1.2“一段法”降压吹管
二次再热机组“一段法”降压吹管方案：一阶段串联吹扫过热器、高旁、一次再热器、二次再热器及其管道系统，直至靶板考核合格。
一阶段吹管蒸汽流向如下：分离器来汽→过热器系统→主蒸汽管道（含高旁）→临时管道→集粒器→一次再热器系统→临吹门→临时管道→集粒器→二次再热器系统→临时管道→靶板器→消音器→排大气。
“一段法”降压吹管是最节省物资和工期的方法，但由于系统较长，又增加了集粒器，阻力较大，自然比“二段法”降压吹管的初始参数要求要高一些，这对临吹门是个考验。
为了减少系统阻力，可根据集粒器杂质收集量的情况，择机在停炉冷却期间拆除集粒器。
2优化方案对吹管有效时间的影响
锅炉中参与蓄热过程的介质包括汽水工质和金属介质，分别称为汽水蓄热和金属蓄热。
优化方案把临吹门设置在一次再热器出口，这样，在降压吹管期间，锅炉两方面的蓄热都大幅增加，仅从汽水蓄热分析，1000MW二次再热机组的一次再热器系统可增加440m3的蒸汽容积，加上高旁系统及管道系统，容积会增加500m3左右。
吹管的初始蒸汽参数若采用9MPa/410℃,蒸汽比重为32kg/m3，则吹管蓄能期间可增加的蒸汽量为500×32=16000kg。
根据《导则》，超超临界机组采用降压法吹管时，临吹门全开后的过热器出口压力不低于6.5MPa，此参数下的
蒸汽比容约为BMCR工况下蒸汽比容的4倍；再由吹管系数=（吹管工况蒸汽流量）×2（吹管工况蒸汽比容）/（BMCR工况蒸汽流量）×2（BMCR工况蒸汽比容）的公式可知，吹管蒸汽流量大于50%的BMCR工况流量，即为吹管系数大于1的有效吹管。
对于1000MW二次再热机组，有效吹管蒸汽流量约为1400t/h=380kg/s。
这样优化方案增加的蓄热可使吹管有效时间延长不低于16000/380=42s。
3优化措施分析
3.1过热器及再热器汽温的控制
两种吹管方式均需控制过热汽和再热汽的温度在临时管材的承受范围之内，同时临冲门后的蒸汽温度不能超过冷段再热管道的承受范围，整个吹管过程中必须严格控制。
稳压吹管方式不存在主汽、再热汽温度下降的现象，但极易发生主汽超温，建议在锅炉稳压吹管过程中，控制低温再热器入口温度小于390℃，目的是防止低、再管道过度膨胀，从而引起管道支吊架变形。
控制此温度的主要方法是稳压吹管过程中使过热器出口汽温不要过高，由于吹管过程中，一般采用过热器、再热器串联吹管，主蒸汽在管道内扩容产生较小的焓降，一般情况下，低温再热器入口温度与过热器出口温度的差值小于50℃，因此要控制低温再热器不超温，就要使过热器出口蒸汽温度在440℃以内。
吹管过程中主要是通过减温器来控制主蒸汽温度，通过再热器烟气挡板和事故喷水减温器来控制再热蒸汽温度。
稳压吹管的控制要点就是主汽、再热蒸汽温度不能超温，控制合理的中间点过热度，同时保证各受热面不能超温。
3.2降压吹管工艺控制
1）降压吹管方式需要的燃料量一般少于BMCR燃料量的20%，因此一般只需保证2套制粉系统能够投用即可。
现如今多数新建电厂都是采用等离子点火投粉吹管。
锅炉投粉初期热风温度低、燃烧效率低、飞灰含碳量高，因此锅炉点火初期空预器必须连续吹灰，防止尾部烟道二次燃烧的发生。
此外，降压蒸汽吹管时，锅炉在升压过程过、再热器无蒸汽通流，因此应控制炉膛出口烟温不超过540℃，防止受热面超温。
2）降压吹管方式为保证给水流量大于490t/h以及贮水箱的水位高于900mm，防止循环泵跳闸及锅炉灭火，这是降压吹管升温升压和开关临冲
门时的控制难点。
特别是开关临冲门时要求运行人员有足够的经验，能够很好的掌握补水量的调节方法。
工程实践中，出现过多次运行人员不熟悉开关临冲门对分离器水位变化的影响规律而导致跳泵的现象，降压吹管控制要点是关临吹门时要逐渐加大给水流量、关小炉水循环泵出口阀开度、打开循环泵再循门。
3.3其它控制要点
1）稳压吹管时锅炉负荷达到BMCR的50%左右，在锅炉点火升压过程中，在煤质较差时需投用4套制粉系统，通过燃烧调整和临吹门开度，保持汽水分离器出口压力5.5Mpa左右，给水流量在890t/h左右，维持吹管参数。
因此至少需保证4套制粉系统能够投用。
2）每次稳压吹管时间一般在2h左右，主要看机组的补水情况，锅炉开始进入稳压吹管过程，保持此工况直至化学除盐水量耗尽，锅炉按要求正常停炉，一个完整的稳压吹管过程结束，每次吹管结束后，锅炉应降压冷却，相邻两次吹管应间隔12h以上。
结语
优化方案避免了一次再热器的干烧，保护了一次再热器。
同时还可使一次再热器安全阀校验工作安排在吹管阶段进行，为整套启动提供更安全的带负荷条件。
参考文献
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［2］蒋敏华,黄斌.燃煤发电技术发展展望[J].中国电机工程学报,2012,32(29):1-8.
［3］谷雅秀,王生鹏,杨寿敏,等.超超临界二次再热发电机组热经济性分析[J].热力发电,2013,42(9):7-10.
［4］冯伟忠.超超临界机组蒸汽氧化及固体颗粒侵蚀的综合防治[J].中国电力,2007,40(1):69-73.。