燃气－蒸汽联合循环机组低压蒸汽管路吹洗措施.pdf

第 3 7卷第 6期 2 0 1 5年 6月 华 电技 术 Hu a d i a n Te c h no l o g y V0 1 3 7 No 6 J u n 2 0 1 5 燃气 一蒸汽联合循环机组低 压蒸汽 管路吹洗措 施 伍刚， 刘岗， 张少勇 ( 西安热工研究院有限公司， 西安7 1 0 0 3 2 ) 摘要： 介绍了2台不同参数的燃气 一蒸汽联合循环机组余热锅炉蒸汽管路的吹洗过程 ， 吹管过程分析比较表明： 燃气 轮机带一定负荷能够为余热锅炉蒸汽管路吹洗提供更高的吹洗蒸汽参数， 缩短吹洗时间， 节省除盐水； 低压吹洗管路独 立布置可以解决联合循环余热锅炉吹管过程中高、 低压蒸汽系统相互影响的问题。吹管参数的选取可以为同类型机组 提供借鉴。 关键词 ： 燃气 一蒸汽联合循环机组； 余热锅炉； 蒸汽管路； 吹洗 中图分类号 ： T M 6 1 1 3 1 文献标志码： B 文章编号： 1 6 7 41 9 5 1 ( 2 0 1 5 ) 0 6 0 o 3 6 0 3 0 引言 燃气 一 蒸汽联合循环发电机组作为一种污染 小、 效率高的发电形式， 广泛应用于各类调峰、 供热 机组中。余热锅炉作为连接燃气轮机和蒸汽轮机的 关键设备， 对整个联合循环机组的经济、 高效、 稳定 运行有至关重要 的作用。 余 热锅炉的特性需要适应燃气 轮机的运行特 征 ， 这就决定了其换热方式 、 烟气 流量 、 烟气参数和 启动时间等特性与传统火力发电机组锅炉有明显不 同。各种燃气轮机排烟参数的不同对余热锅炉提 出 了不同的要求， 因此， 在余热锅炉蒸汽管路吹洗过程 中， 吹洗参数、 吹洗系统布置方式、 吹洗质量检验标 准等都有较大的区别 - 2 。 1 机 组概 况 华能北京热电厂燃气热 电联产扩建工程 1机 组( 以下简称机组甲) 采用9 F级“ 二拖一” 燃气 一 蒸 汽联合循 环机组 ， 采 用 F级 多轴 、 单 燃料 、 室 内布 置 、 快装 式、 干式低 N O 燃烧重型燃气 轮机 ， 再热 、 双缸双排汽 、 背压供热 、 凝汽式汽轮机组 ， 三压再热 、 无补燃 、 自然循环余热锅炉。 华能金 陵燃气轮 机热 电联产工程第 3套 机组 ( 以下简称机组乙) 采用 9 E级“ 一拖一” 燃气 一蒸汽 联合循环机组 ， 采 用 E级多级、 单燃料重 型燃气 轮 机， 高压、 冲动、 单排汽、 单轴、 可调整单抽凝汽式汽 轮机组， 三压、 无补燃、 双锅筒、 除氧器一体式 自 然循 环余热锅炉。 收稿 日期 ： 2 0 1 41 1一l 8 ； 修 回日期 ： 2 0 1 5 0 3 0 3 甲、 乙2种机组余热锅炉主要参数 ( 性能保证 工况 ) 见表 1 。 表 1 余热锅炉主要性能参数对比 2 蒸汽管路吹洗过程 余热锅炉蒸汽吹管汽源可采用外供汽源 ( 启动 锅炉或临炉蒸汽) ， 亦可采用 自产蒸汽( 即燃气轮机 空转或带负荷时烟气通过余热锅炉产生蒸汽) ， 根据现场情况 ， 本文 2台机组吹管均采用 自产蒸汽。 蒸汽管路吹洗分为稳压和降压两种基本方法 。 稳压吹洗时参数变化小 ， 水位变化缓慢 ， 但是耗水量 大、 吹洗周期长、 燃料消耗大 ； 降压 吹洗则是利用过 热器及蒸汽管道 内压力 的突然变化 ， 短时 间内释放 大量能量进行冲洗， 操作简单、 吹洗周期短、 耗水量 较小， 但锅炉参数变化大， 对操作人员技术水平要求 第 6期 伍刚， 等： 燃 气 一蒸汽联合循环机组低压蒸汽管路吹洗措施 3 7 较高。甲、 乙机组均采用 蓄能 降压法进行蒸汽管路 吹洗。 2 1 蒸汽管路吹洗范围及吹洗流程 机组甲蒸汽管路吹洗范围包括高压过热器、 中 压过热器、 低压过热器、 再热器、 高压及其旁路蒸汽 管道、 冷段及热段再热蒸汽管道、 中压及其旁路蒸汽 管道、 低压及其旁路蒸汽管道。减温水系统分别进 行水冲洗和蒸汽反冲洗。 机组 甲的高、 中压过热器系统及 主蒸汽管道吹 洗流程如图 1 所示 ， 低压过热器系统及主蒸汽管道 吹洗流程如图 2所示 。 l 中 压 汽 包l l 高 压 汽 包l I I I 中 压 过 热 器 f I 高 压 过 热 器 l I I l 中 压 主 蒸 汽 管 道 高 压 主 蒸 汽 管 道 l 冷 再 管 道 l 一l 士 h l I l l 热 再 管 道l l l t l 临 冲 门 l l l l t l 靶 板 器 l l l t I 消 音 器 l I l 图 1 机组甲余热锅炉高、 中压管路吹洗流程 图 2 机组 甲余 热锅炉低压管路吹洗流 程 机组乙蒸汽管路吹洗范围包括高压过热器 、 低 压过热器、 高压及其旁路蒸汽管路、 低压及其旁路蒸 汽管道 。由于机组过热蒸汽喷水减温器具有 自逆止 功能， 蒸汽反冲洗无法进行， 故减温水系统只进行水 冲洗 。 机组乙的高、 低压蒸汽系统管路吹洗流程如图 3所示 。 2 2 吹洗参数的控制 在机组甲余热锅炉的吹洗过程中， 燃气轮机不 带负荷 ， 高 、 中压系统临冲门开启前高压汽包压力为 图 3 机 组乙余热锅炉离、 低压 管路吹洗流程 3 4 5 MP a 左右 ， 高压过热器出口温度为 2 7 7 o C左右 。 低压系统临冲门开启前低压汽包压力 为 0 7 0 MP a 左右 ， 低压过热器出 口温度为 2 2 0 o C 左右。 在机组乙余热锅炉蒸汽管路 吹洗 过程 中， 第 2 阶段燃气轮机发电负荷为 81 0M W， 高压系统I临冲 门开启前高压汽包压力为 3 5 M P a左右 ， 温度为 3 3 5 左右。低压系统 临冲 门开启前低压 汽包压力 为 0 5 MP a 左右 ， 温度为 2 1 8 o C 左右。 2 3 吹洗质量检验标准 机组 甲采用三菱公司标准 ： 靶板材质选用铜板 ， 宽度为排汽管 内径 的 8 ， 长度纵贯管子 内径 ， 表面 不能有黑色氧化物覆盖； 以管道 中心为原点 ， 半径为 0 8 5倍管道半径 的范 围为靶板有效面积 ； 在 吹洗系 数大于 1的条件下 ， 连续 3次打靶合格 ； 靶板上的撞 击痕迹粒度在 0 5 0m m 以下 ； 在 6 4 5 1 6 e m 靶板面 积上 ， 粒度为 0 2 5 0 5 0m m的撞痕不超过 1个 ； 靶 板表面无撞击颗粒留存 。 机组 乙采用 D L 6 4 7 -2 0 0 4 ( 电站锅炉压力容器 检验规程 ， 具体质量标准为： 被吹洗系统的吹洗系 数大于 1 ； 靶板 材质为抛光 铝板 ， 长度 纵贯管子 内 径 ， 宽度为管子内径的 8 ； 连续 2次靶板 冲击斑痕 粒度小于等于0 8 0 m m， 且斑痕不多于8 个( 粒度小 于 0 2 0m m的不计 ) 。 3 蒸汽吹洗过程对比分析 3 1吹洗效果 机组甲在高、 中压汽包压力达到3 4 5 M P a 左右 时开始进行高、 中压蒸汽系统的吹洗， 汽包压力降至 2 7 0 MP a 左右时关 闭临冲门， 高压过热器吹洗系数 为 1 1左右 ， 中压过热器 吹洗系数为 2 5左右。低 压汽包压力达到 0 6 0 M P a左右时开始进行低压蒸 汽系统的吹洗， 待汽包压力降至0 4 5 M P a 左右时关 闭临冲门， 低压过热器吹洗系数为 7 4 左右。 高、 中 3 8 华 电技 术 第 3 7卷 压系统及低压系统分别进行打靶检验 。 机组乙在高压汽包压力达到 3 5 0 MP a 左 右时 开始进行高压蒸汽系统的吹洗 ， 高压 汽包压力降至 2 5 0 MP a左右时关 闭临冲门， 高压过热器吹洗 系数 为 2 0左右 。低压汽包压力达到 0 5 1 MP a左右时 开始进行低压蒸汽系统的吹洗， 待汽包压力降至 0 3 0 MP a左右时关闭临冲门 ， 低压过热器吹洗 系数 为 1 2左右。 2台余热锅炉的蒸汽管路吹洗系数均大于 1 0 ， 且分别根据三菱公司标准及 D L 6 4 7 2 o 0 4 电站锅 炉压力容器检验规程 进行检验 ， 保证 了余热锅炉 的吹洗质量。 3 2吹洗时间 机组甲高中压 、 低压蒸汽系统分别 吹洗 1 7 9次 和 9 3次 ， 打靶合格 ， 每小时吹洗 4 5次。机组 乙 高 、 低压蒸汽系统分别 吹洗 1 7 1次和 9 1次 ， 打靶合 格 ， 每小时吹洗 5 6次 。 2台余热锅炉吹洗过程中， 由于机组乙燃气轮 机已经带负荷 ， 虽然两者临 冲门开启 时高压过热蒸 汽压力基本相同 ， 但机组 乙高压过热蒸 汽温度较机 组 甲高 5 8 左右 ， 过热度更高 ， 可 以达到更好 的吹 扫效果。 同时， 机组 乙蒸汽吹扫期间 ， 燃气轮机烟气温度 高， 高压汽水系统容积相对较小， 升温、 升压速度更 快 ， 吹洗间隔更短 ， 可 以节省吹洗 时间， 有利 于缓解 蒸汽管 路 吹洗 期 间机 组 乙化 学 制水 能 力 不足 的 问题 。 3 3 低压蒸汽 系统的吹洗 机组 甲低压蒸汽管道吹扫系统单独布置 ， 由于 低压系统额定压力低 ， 吹扫参数很容易达到， 而且因 为是在额定压力下进行吹扫， 吹洗系数很大 ， 一般都 在 5 0以上 ， 吹扫效果 良好。 机组乙高、 低压吹洗临时管路在靶板器前汇通 ， 对蒸汽吹洗质量进行打靶检验时均出现同一情况 ： 低压蒸汽系统压力升高速度快， 低压汽包压力很快 达到额定压力 ， 必须开启临冲门泄压 ， 造成靶板更换 困难 。 为了降低低压蒸汽系统的升温 、 升压速度 ， 采取 了开启过热器出口集箱排空门、 加强排污、 增加低压 临冲门开启时间等措施 ， 可 以将 时间延长至 1 0 mi n 左右 ， 但 同时也带来 以下 问题 ： 机组 用水量大 幅增 加 ， 增加吹管成本 ； 汽包压力 降低较大 ， 引起蒸汽饱 和温度下降过多 、 过快 ， 增加对汽水系统的热冲击 ； 增加运行人员吹管操作的工作量和工作难度。 4 结论 ( 1 ) 2台余热锅炉 高压系统 吹洗压 力均为 3 5 0 M P a 左右 ， 低压系统吹洗压力均接近低压汽包 额定压力 ， 参数选择合理、 经济。 ( 2 ) 燃气轮机带一定 负荷能够为余热锅炉蒸汽 管路吹洗提供更高的吹洗蒸汽参数 ， 可缩短吹洗 时 间， 节省除盐水。 ( 3 ) 为了解决余热锅炉高、 低压蒸汽系统临冲 门启闭不同步造成的靶板更换 困难 ， 低压蒸汽系统 吹洗临时管道可考虑单独布置。 参考文献 ： 1 袁伟 3 0 0 MW 燃气 一蒸汽联合循环发电机组 1 7 0t h余 热锅炉吹管方法的优化 J 燃气轮机技术， 2 0 0 0 ， 1 3 ( 1 ) ： 4 9 5 1 2 谭振忠 燃气 一蒸汽联合循环中蒸汽轮机发电机组的整 体调试 J 发电设备， 2 0 0 7 ， 2 1 ( 6 ) ： 4 4 9 4 5 6 3 陈贻城 9 F A燃气 一蒸汽联合循环机组余热锅炉吹管方 法探讨 J 福建电力与电工， 2 0 0 7 ， 2 7 ( 2 ) ： 4 1 4 3 4 赵振宁 4 0 0 MW 级同轴燃气 一蒸汽联合循环机组余热 锅炉的蒸汽吹管 J 中国电力 ， 2 0 0 6 ， 3 9 ( 1 0 ) ： 6 56 8 5 姚生龙 ， 闫玉峰 ， 孙亮， 等 燃气 一蒸汽联合循环机组余 热锅炉吹管浅析 J 发电与空调， 2 0 1 3 ， 3 4( 1 5 2 ) ： 3 5 3 7 41 6 韩兵 青海 1 5 0M W 燃气 一蒸汽联合循环余热锅炉蒸汽 吹管的优化及特点 J 青海电力 ， 2 0 0 8 ， 2 7 ( 2 ) ： 3 8 4 1 7 王红雨， 陈新宇， 陈华春， 等 超临界机组锅炉稳压法与 降压法蒸汽吹洗 的比较 J 热力发 电， 2 0 0 8 ， 3 7( 1 ) ： 727 4 8 宗宏伟， 杨莉， 刘环 联合循环电厂主蒸汽管道稳压吹管 方法 J 热能动力工程 ， 2 0 0 5 ， 2 0 ( 2 ) ： 2 0 1 2 0 2， 2 0 7 9 徐卫华 华能北京热电厂燃气热电联产扩建工程 1机 组锅炉专业调试报告 R 西安： 西安热工研究院有限公 司 ， 2 0 1 2 1 0 李峰 华能金陵燃气轮机 22 0 0 MW 级热电联产工程 第 3套机组锅炉专业调试报告 R 西安： 西安热工研 究 院有 限公 司 ， 2 0 1 3 ( 本文责编： 刘芳) 作者简介 ： 伍刚( 1 9 8 1 一) ， 男， 陕西西安人 ， 工程师， 从事大型汽轮 机组、 燃气轮机组及 I G C C的调试和启动技术研究 ( E ma i l ： w u g a n g t