浅谈机组锅炉蒸汽吹管调试方案

时间：2024-05-17

徐尧峰

(陕西国华锦界能源有限责任公司，陕西神木 719300)

锅炉汽包是火电厂锅炉最大、最重要的一个部件,也是主要受压部件。锅炉吹管的目的在于清除新锅炉过、再热器系统及蒸汽管道内残存的沙粒、氧化铁皮、铁屑、焊渣、未冲洗掉的化学清洗物，防止锅炉运行中过、再热器管子堵塞、爆管、高温腐蚀或被带入汽轮机内引起通流部分的损伤。因此，吹管质量的好坏对新机组的高质量投产将有重要意义。但随着电力行业投资主体的多样化，调试与业主单位的关系也随之复杂，在这种情况下，为提高吹管速度，减少调试时间或降低机组调试费用，降低质量验证标准以达到减少吹管次数的事情也时有发生。

1 吹管机理简介

蒸汽吹管的原理就是利用蒸汽的动量来冲刷附着在锅炉管壁内部的各种杂质。因此，确保吹管时的蒸汽动量高于机组最大运行工况的蒸汽动量，即可保证吹管剩余的杂质在正常运行工况下不会被冲刷下来，从而达到吹管的目的。为此，吹管导则引入吹管系数K，作为吹管期间监测吹管质量的参数，其定义如下：吹管系数=（吹管时的蒸汽流量）2×（吹管时蒸汽比容）／（额定负荷蒸汽流量）2×（额定负荷时的蒸汽比容）。其中蒸汽流量的平方乘以蒸汽比容就是蒸汽的动量。因此只要保证吹管过程中，各处的吹管系数K能大于1，也就保证了吹管的质量。所以导则对此明确规定“被吹系统各处的吹管系数K均应大于1”。然而，在实际工程应用中，动量测量很难，因此常选用简易的压差法替代。即：

吹管系数

式中：

△P—蒸汽流经采区段后的压降；

c—平均流速；

ξ—阻力系数；

V—蒸汽比容；

g—重力加速度；

G—质量流量。

上面的公式只有在一个假设比容不变的小区段才成立。换言之，只有在比容不变的小区段内，吹管系数才等于压差比，否则将出现重大误差。而实际工程中，不可能将锅炉过、再热器分成无数个小段并安装压力测点用于监视，一般只在过、再热器的进出口安排压力测点。过、再热器蒸汽在吹管过程中不断的膨胀流动，沿蒸汽流程，压力逐渐下降，比容增大，流速增加，动量越来越大，因此入口处的动量必然小于整段内的平均值。为此，吹管导则在附录A中，特别对压差法在吹管中的应用做了阐述，认为保证吹管工况和额定工况下的过、再热器差压比大于1.4，即可保证过热器入口处的吹管系数K大于1。所以，用差压比值来代替的吹管系数，标准数值应大1.4而非大于1。

2 一步法吹管的注意事项及其相应问题的分析

采用一步法可减少吹管过程中的系统改动工作量，因此，某电厂三期工程1×600Mw锅炉为亚临界汽包炉的吹管即采用降压一步法方案。为保证吹管质量，在严格审核调试方案及广泛调研基础上，发现以下三个方面是采用降压一步法吹管时必须注意的事项。

2.1 吹管系数的选择

由于对导则理解不深或者其它的原因，很多调试单位在选择吹管系数时，往往将用差压比值计算出来的K大于1作为吹管期间监测吹管质量的标准。由于前面已经详细介绍了两者之间的区别，这里不在累叙，只是再次重申，无论是采用稳压法吹管的超临界锅炉，还是采用降压法吹管的汽包炉，只要K值是由过、再热器的进出口差压计算出来的，必须要保证K值大于1.4才能保证吹管质量。

2.2 吹管系数的计算

吹管系数是一个比值，因此分母的大小将对K值产生直接的影响。如果选取较大的分母（△P额定），则在同样的吹管工况下，K值将变小。这也意味着要保证相同的K值，必须选取较大的吹管差压。这也表示额定工况的差压值选的越大，达到相同K值时，吹洗的质量更高。根据锅炉的设计参数可见，锅炉在BMCR工况下的过、再热器进出口差压是最大的。因此在吹管过程中，宜采用锅炉BMCR工况下的参数作为导则中的“额定工况”，否则将导致吹管系数被人为放大，放宽了吹管标准。

2.3 靶板安装问题

调试单位提供的锅炉吹管调试方案讨论稿中，对于过、再热系统的串联降压吹管流程，并没有要求在过热器出口安装靶板，仅在中联门设一道靶板。这样的吹管流程实际上是只校验再热器的吹管质量，而忽略了过热器，明显违反了“锅炉吹管采用一步法时应分别检查主汽及再热汽管道的吹管质量”导则要求。在新的方案中，纠正了这一错误，要求在临冲门后和中联门门后都安装靶板，分别作为过、再热器的检验靶板。只有两者都合格，锅炉吹管才能认为合格。

采用上述措施后，某厂于2009年7月15日～24日对#6炉进行了为期9天的吹管，共计吹管194次（另外还试吹6次），耗煤约2250吨。第187次靶板经有关参与单位评议合格后，接着不装靶板吹管5次后，第193、194次吹管靶板连续两次合格（靶板斑痕点数3个，粒度均为0.2mm），完成蒸汽吹管。其中，从第33次起，再热器吹管靶板就已合格，再热器严重地过度吹洗。这样虽保证了吹管质量，但如此大的耗能和耗时，在讲究节能、高效的今天还是不能令人满意的。究其原因，主要有如下两点：

一是采用一步法吹管，处于上游的过热器由于集粒器和再热器阻力的存在，造成压降低，吹管系数小（过热器的K值仅为1.45左右），难以合格。因此要保证过、再热器都能充分吹洗干净，必须提高蒸汽参数和增加吹洗次数。

二是由于蒸汽参数提高和吹洗次数增加，临冲门故障率大增。为解决临冲门问题，在吹管期间被迫多次停炉，从而延长了吹管时间。

3 “改良二步法”的简介及优点

3.1 两步法的定义

吹管导则中对两步法的定义是“第一阶段吹洗过热器、主蒸汽管道和冷再蒸汽管道，第二阶段再进行全系统的吹洗”。

3.2 传统二步吹管法存在的问题

由于第一阶段过热器已经吹洗合格，在第二阶段加入再热器进行全系统吹洗时，过热器吹洗其实是多余的。如此安排就存在一个问题，即过热器过度吹洗。

3.3 简介改良二步法

改良二步法即先进行全系统吹洗。流程如下：汽包—过热器—主蒸汽管—主汽门—临冲门—靶板—冷再管—集粒器—再热器—热再管—中联门—靶板—排汽管—消声器。

其工作安排与前面介绍的降压一步法完全相同，但在吹管质量检查时有所区别，仅以中联门后的第二道靶板合格为标准(这与以前同类型机组调试过程中所采用的检验方法一致)，目的在于将容易吹洗合格的再热器先吹洗干净。全系统吹洗完成后，由安装单位对吹管系统进行改动，除去再热器和集粒器，对过热器进行单吹。具体流程如下：汽包—过热器—主蒸汽管—主汽门—临冲门—靶板—排汽管一消声器。此阶段去除了集粒器和再热器的阻力，因此，在同等参数下，一次汽吹管效果明显提高，K值增加了0.2左右，同时还避免了再热器的过吹问题。

3.4 改良后的效果验证

某厂#8号炉于2010年6月30日19∶01进行第一次试吹，至2010年7月1日01∶35结束。第一阶段吹管结束，共吹管24次，靶板合格，再热器吹管合格。第二阶段再进行过热器单吹，锅炉停炉冷却12小时，于2010年7月1日15∶18锅炉再次点火，至7月2日1∶50共吹管79次，其中第49、50次（总计）连续两次二次汽靶板合格（斑痕点数3个，粒度为0.2mm），第 76、77、78次连续多次靶板合格（一次汽靶板斑痕点数2个，粒度为0．2mm）。本次吹管共耗时3天，吹管总数79+24=103次，耗煤607吨（其中97吨油用于稳燃和更换等离子阴极头）。在此期间还进行了小机高压汽侧吹管、高低旁路以及过热器、再热器减温水管道汽侧的吹管。其中再热器减温水系统汽侧冲洗3次，每次3分钟；过热器一、二级减温水汽侧吹管3次，每次3分钟。均为目视清洁。高旁吹管3次，低旁吹管10次。