1000W超超临界机组降压法蒸汽吹管实践.doc

1000MW超超临界机组降压法蒸汽吹管实践 发布者：胡志宏，郝卫东，孙伟，梁茂春，杨金发??发布时间：2008-1-6 21:46:00 内容摘要 介绍邹县电厂四期工程2×1000MW超超临界锅炉在采用或不采用炉水循环泵时不熄火降压吹管的情况。吹管时发现无炉水循环泵时锅炉上部水冷壁存在短时干烧现象，此时应减少燃料量；在有炉水循环泵时增加给水流量达到吹管蒸发量后干烧现象消失。不熄火降压吹管时锅炉水冷壁水动力工况稳定，受热面管壁不超温，其成功经验可为类似锅炉吹管提供参考。 1．锅炉概况 华电邹县电厂四期工程2×1000MW机组锅炉为DG3000/26.15-II1单炉膛、一次再热、前后墙对冲燃烧的燃煤超超临界本生直流锅炉，BMCR工况主要设计参数：过热蒸汽流量3033ｔ/ｈ，出口压力26.25MPa，出口温度605℃，再热蒸汽流量2469.7ｔ/ｈ，进/出口压力5.1MPa /4.9MPa，进/出口温度354.2℃/603℃，给水温度302.4℃，过热器系统设计压降2.46MPa，再热器蒸汽侧阻力0.2MPa。水冷壁由下部带内螺纹的螺旋环绕管圈和上部垂直水冷壁构成，中间设置混合集箱。垂直水冷壁出口进入水冷壁出口混合集箱，经引入管引入两只汽水分离器，锅炉启动时分离出来的水进入贮水罐，贮水罐水位采用两路联合控制：一路通过锅炉再循环泵（BCP）和再循环流量控制阀（360阀）送回省煤器入口，另一路通过贮水罐水位调节阀（361阀）后引至疏水扩容器，再通过疏水泵排往凝汽器（水质合格时）或系统外（水质不合格时）。蒸汽则依次经顶棚管、后竖井/水平烟道包墙、低温过热器、屏式过热器,至高温过热器。锅炉过热器减温水来自省煤器出口，分两级布置；再热汽温采用烟气挡板调节，再热器事故喷水来自给水泵中间抽头。 每台锅炉配6台双进双出钢球磨煤机，在炉膛前后墙共布置6层48只HT-NR3低NOx旋流燃烧器，每只燃烧器均配有机械雾化油枪。 锅炉最低直流负荷为25% BMCR。机组配置2×50% BMCR调速汽动给水泵和一台30% BMCR启动用电动调速给水泵，采用25%BMCR一级电动大旁路作为启动旁路。 2．吹管方法的选择 2.1稳压吹管的困难 国内外目前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。这两种方法各有优缺点，且在国内目前已经投运的机组上均有实际应用。 稳压吹管就是在锅炉的蒸汽压力、蒸汽流量比较稳定的情况下进行的吹管，吹管时吹管控制门全开，给水在锅炉水冷壁中完全蒸发，锅炉为定压直流运行，蒸汽流量和压力由燃料量控制，蒸汽温度由减温水和燃料量共同调节。稳压吹管具有以下优点：（1）每次吹管持续时间长，吹管次数少；（2）锅炉热负荷高，需要投煤，烧油少；（3）对锅炉启动分离器水位、厚壁承压部件的温度交变应力、锅炉启动循环泵的扰动小。另外由于超临界直流锅炉没有汽包，锅炉蓄热小，国内普遍认为稳压吹管是其最佳选择。 为了保证蒸汽吹管的有效性,吹管时被吹扫表面所受的作用力必须大于锅炉最大连续出力（BMCR）下蒸汽对管道表面的作用力。吹管系数DF被定义为吹扫工况和BMCR工况下两个作用力之比,它的计算公式为: （1） 式中W—质量流量，kg/s；V—蒸汽比容，m3/kg；purge—吹扫工况，BMCR—最大连续出力工况。要保证吹管质量，吹管时蒸汽流量必须保证锅炉蒸汽系统各处吹管系数DF大于1,并且DF值越大,吹管效果越好。如果邹县四期工程采用主蒸汽系统和再热蒸汽系统一阶段稳压吹管方式，要保证吹管质量，必须保证锅炉吹管时蒸汽系统各处吹管系数不小于1,而汽水分离器出口导汽管流量最小、温度最低、压力最高，说明此处吹管系数最小，在保证其吹管系数等于1的情况下，根据公式（1）和锅炉的热平衡估算稳压吹管的压力、流量等参数如表1所示。计算时假设给水由老厂辅汽加热到100℃，同时冷再管道（碳钢）入口汽温应小于450℃，临时管道（采用低合金钢）入口汽温应小于500℃。 表1 稳压吹管计算结果 项目 数值 项目 数值 BMCR与吹管工况下燃烧率之比，% 69 BMCR第一级过热器减温水量，t/h 91 吹管工况下汽水分离器压力，MPa 7.0 BMCR第二级过热器减温水量，t/h 121.3 吹管工况下过热器出口汽温，℃ 322 再热器设计减温水量，t/h 74 吹管工况下再热器出口汽温，℃ 493 吹管工况下过热器总减温水量，t/h 387 吹管工况下水冷壁流量，t/h 1305 吹管工况下再热器减温水量，t/h 74 吹管工况下省煤器入口水温，℃ 100 吹管排汽管蒸汽流量，t/h 1761 从表中可知，实现稳压吹管有以下困难： （1）减温水流量超出BMCR设计流量，再热器和过热器会发生超温。为避免超温，必须在过热器出口增加一路大容量的临时减温水管路。造成减温水流量不够