1、鍋爐吹灰蒸汽系統(tǒng)
某電廠兩臺(tái)300 MW機(jī)組，配套鍋爐為東方鍋爐廠生產(chǎn)的DG1025/18.3 -Ⅱ4型鍋爐，是采用CE公司引進(jìn)技術(shù)生產(chǎn)的亞臨界、一次中間再熱、自然循環(huán)、四角切圓燃燒、燃煤汽包鍋爐。過(guò)熱器、再熱器布置見圖l。
鍋爐采用蒸汽吹灰方式，設(shè)計(jì)汽源取自后屏過(guò)熱器進(jìn)口集箱，B - MCR工況蒸汽壓力為18.4 MPa，溫度為447℃，吹灰系統(tǒng)見圖2。
2、原蒸汽吹灰系統(tǒng)運(yùn)行中存在的問(wèn)題
2.1閥門磨損較快，易泄漏
采用后屏入口蒸汽作為吹灰汽源時(shí)，閥門壓力高、差壓大：B - MCR工況門前為18.4 MPa，門后為1.6 MPa．差壓接近17 MPa。
2.2受熱面吹損嚴(yán)重
閥門泄漏不僅會(huì)導(dǎo)致經(jīng)濟(jì)性的降低，而且由于個(gè)別吹灰器提升閥不嚴(yán)密，還會(huì)使蒸汽一直吹某一受熱面，增加了槍管自身泄漏以及鍋爐四管泄漏的可能性…。某電廠就曾出現(xiàn)過(guò)將吹灰系統(tǒng)的調(diào)節(jié)門、電動(dòng)門、手動(dòng)門全部關(guān)閉后，管道仍然帶壓的情況，2006年、2007年兩臺(tái)鍋爐的A級(jí)檢修中，均發(fā)現(xiàn)爐膛、水平煙道、尾部煙道吹灰器對(duì)應(yīng)部分位置受熱面磨損相當(dāng)嚴(yán)重，再運(yùn)行一段時(shí)間就有可能造成受熱面泄漏事故的發(fā)生。下面以2007年l號(hào)機(jī)組大修時(shí)的檢查情況進(jìn)行說(shuō)明。富通新能源生產(chǎn)銷售
生物質(zhì)鍋爐，生物質(zhì)鍋爐主要燃燒
顆粒機(jī)、
木屑顆粒機(jī)壓制的生物質(zhì)顆粒燃料，同時(shí)我們還有大量的楊木木屑顆粒燃料和玉米秸稈顆粒燃料出售。
水冷壁第2層左側(cè)吹灰器孔中心向后水冷壁管多根，第4層后墻吹灰器孔右向左第1根水冷壁管吹損，嚴(yán)重超標(biāo)，原始厚度均為7.5 mm，最薄的管子已減至3.9 mm，見表1。水平煙道處的中溫、高溫再熱器以及省煤器等多處也均有吹損現(xiàn)象。
3、吹灰汽源改造為再熱蒸汽的優(yōu)點(diǎn)
3.1運(yùn)行安全性提高
(1)閥門的使用壽命延長(zhǎng)
使用壁再出口蒸汽時(shí)，B - MCR工況時(shí)汽壓只有3. 70 MPa，不到后屏汽源的20%；差壓只有2.1 MPa，不到后屏汽源的12. 5%。閥門的工作條件得到顯著改善，泄漏的可能性大為減少，運(yùn)行可靠性將大幅提高。
(2)鍋爐受熱面壽命延長(zhǎng)
汽源改造后，由于運(yùn)行壓力低、閥門可靠性提高，鍋爐各受熱面被蒸汽長(zhǎng)期吹掃損壞的可能性減小，壽命延長(zhǎng)。
3.:2運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性提高
每臺(tái)吹灰器蒸汽耗用量見表2。由于設(shè)計(jì)蒸汽消耗量是在每個(gè)吹灰器前均為最小閥前壓力時(shí)的數(shù)值，而實(shí)際運(yùn)行時(shí)，為滿足所有吹灰器的壓力需求，取1.6 MPa，與文獻(xiàn)推薦數(shù)值基本一致。在此壓力下，吹灰器實(shí)際耗用蒸汽量將大于設(shè)計(jì)值，按用汽量正比于蒸汽壓力，實(shí)際耗用蒸汽量見表2括號(hào)內(nèi)數(shù)字。
按照吹灰順序：空預(yù)器→爐膛→過(guò)熱器→中、高溫再熱器→低溫過(guò)熱器→省煤器→空預(yù)器。為保證空預(yù)器不堵塞，每一個(gè)完整的吹灰流程空氣預(yù)熱器都要吹兩次灰，因此，每次吹灰蒸汽消耗量為25154 kg，折算到24 h計(jì)算，相當(dāng)于耗用1048kg/h蒸汽。
根據(jù)等效熱降法，計(jì)算出不同負(fù)荷下，后屏進(jìn)口蒸汽、壁再出口蒸汽損失1 t/h，導(dǎo)致機(jī)組煤耗率的增加值見表3。
按平均耗用l 048 kg/h蒸汽計(jì)算，則改造后煤耗可降低0.06658g/(kW．h)。按照機(jī)組年運(yùn)行5500 h，發(fā)電量16.5億kW．h，標(biāo)煤?jiǎn)蝺r(jià)1000元／t計(jì)，每年可節(jié)約110t標(biāo)準(zhǔn)煤，折合人民幣11萬(wàn)元。
3.3吹灰母管內(nèi)蒸汽溫度更加穩(wěn)定
按照熱力學(xué)理論：在不考慮管道散熱時(shí)，節(jié)流降壓是一個(gè)等焓膨脹的過(guò)程。不同負(fù)荷時(shí)改造前后減壓后的蒸汽溫度見表4、表5。
由表4，5可以看出，吹灰汽源使用后屏汽源時(shí)，從B - MCR工況到50%負(fù)荷，吹灰母管蒸汽溫度變化接近80℃；而在改用壁再出口蒸汽后，相同負(fù)荷變化幅度下，溫度變化不到30℃，只有原來(lái)的40%�；痣姍C(jī)組調(diào)峰幅度都是比較大的，每次全面吹灰時(shí)間都至少需要3—4 h．在此期間機(jī)組負(fù)荷可能會(huì)有較大的變化，吹灰蒸汽溫度變化小，將會(huì)減少金屬的熱疲勞，延長(zhǎng)使用壽命。富通新能源生產(chǎn)銷售的生物質(zhì)鍋爐以及木屑顆粒機(jī)壓制的生物質(zhì)顆粒燃料是客戶們不錯(cuò)的選擇。
4、汽源改造的有關(guān)問(wèn)題及解決措施
4.1選取壁再出口汽源問(wèn)題
再熱蒸汽共有3處汽源可供選擇，分別為壁再進(jìn)口、壁再出口、高再出口（即再熱蒸汽），選取壁再出口蒸汽的原因如下：
(1)如果選用高再出口再熱蒸汽，由于溫度高(541℃)，超過(guò)了碳鋼管道的許用溫度，因此在減壓的同時(shí)，必須增設(shè)噴水減溫器，以降低蒸汽溫度到允許值，會(huì)導(dǎo)致以下后果：系統(tǒng)復(fù)雜；運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性差；溫度不易控制，事故可能性大；減溫器溫差大，很容易成為事故根源。
(2)不同負(fù)荷下壁再進(jìn)口蒸汽節(jié)流到1.6MPa時(shí)的蒸汽溫度見表6，與表5對(duì)比后可以發(fā)現(xiàn)，將比使用壁再進(jìn)口汽源低70℃左右。
如果選用壁再進(jìn)口汽源，則汽溫偏低，過(guò)熱度小，可能帶來(lái)如下后果；
亂蒸汽對(duì)受熱面發(fā)生沖刷、磨損，甚至引起受熱面爆破事故。
b．燃燒波動(dòng)大，容易造成爐膛滅火。
4.2機(jī)組啟動(dòng)期間的受熱面吹灰問(wèn)題
鍋爐啟動(dòng)、停運(yùn)、低負(fù)荷階段，需要投油助燃，這時(shí)油煤混燒，燃燼率較差，空預(yù)器上將會(huì)有大量未燃燼的燃料，必須要連續(xù)吹灰，以避免發(fā)生火災(zāi)。
吹灰汽源改為壁再出口蒸汽后，由于在鍋爐點(diǎn)火升壓一直到160 MW負(fù)荷時(shí)，再熱蒸汽壓力都無(wú)法滿足吹灰要求，可能產(chǎn)生空預(yù)器無(wú)法吹灰問(wèn)題。
實(shí)際上即使是后屏汽源，在機(jī)組啟動(dòng)初期也是無(wú)法使用的。本型汽輪機(jī)設(shè)計(jì)沖轉(zhuǎn)主蒸汽（即高過(guò)出口）參數(shù)為4.2 MPa，320℃，節(jié)流到1.6MPa時(shí)的蒸汽溫度為288. 85℃，也達(dá)不到吹灰要求參數(shù)，后屏就更達(dá)不到了。
因此，機(jī)組啟動(dòng)時(shí)只能利用鄰機(jī)所供的高輔汽源吹灰。
4.3歐灰蒸汽壓力波動(dòng)問(wèn)題
再熱蒸汽壓力運(yùn)行中無(wú)法人為控制，隨著負(fù)荷的變化，再熱蒸汽壓力也同步變化。按照弗留格爾公式，再熱蒸汽壓力與機(jī)組負(fù)荷成正比。因此，吹灰汽源改造后將可能出現(xiàn)變負(fù)荷時(shí)吹灰壓力變化，影響吹灰效果。
這一問(wèn)題是建立在機(jī)組主汽壓力不變運(yùn)行的基礎(chǔ)上的。而實(shí)際上現(xiàn)代大機(jī)組為提高低負(fù)荷運(yùn)行時(shí)的經(jīng)濟(jì)性，無(wú)一例外地均采用滑壓運(yùn)行方式，既使選用后屏進(jìn)口汽源，壓力也是隨著負(fù)荷的變動(dòng)而變動(dòng)的。
按表4，從B - MCR工況到150 MW，鍋爐出口主汽壓力變化幅度是從18.4 MPa到10. 07 MPa，絕對(duì)值變化8. 33 MPa，相對(duì)變化幅度為45%；按表5，選用壁再出口汽源，從B - MCR到150MW，汽壓變化幅度是從3.7 MPa到1.77 MPa，絕對(duì)值變化只有1.93 MPa，相對(duì)變化幅度為52%，基本一致。而壓力變化絕對(duì)值只有后屏的23%。因此，運(yùn)行時(shí)吹灰蒸汽壓力將更穩(wěn)定。
既使運(yùn)行中機(jī)組負(fù)荷確有變化，一般情況下，機(jī)組變負(fù)荷率為每min變化不超過(guò)額定功率的2%，按照弗留格爾公式，再熱蒸汽壓力變化率也就是額定功率時(shí)再熱汽壓的2%，即每min變化幅度只有0.07 MPa，如此低的變化率，吹灰蒸汽壓力調(diào)節(jié)門可以很輕松地調(diào)整過(guò)來(lái)。
4.4再熱蒸汽管壁超溫問(wèn)題
由于四角切圓鍋爐水平煙道都存在一定的煙氣偏差，對(duì)于逆時(shí)針?biāo)慕乔袌A鍋爐，煙溫分布的規(guī)律是左側(cè)小于右側(cè)，因此，在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮將蒸汽從左側(cè)壁再出口蒸汽管引出，保證煙溫高的右側(cè)蒸汽流量不變，以免加劇偏差。
4.5閥門更換問(wèn)題
原采用后屏進(jìn)口蒸汽汽源時(shí)，調(diào)節(jié)門前管道設(shè)計(jì)為∮76 x12 mm．內(nèi)徑為52 mm．手動(dòng)門、電動(dòng)門、氣動(dòng)調(diào)節(jié)門也均是按此設(shè)計(jì)，調(diào)節(jié)門后管道設(shè)計(jì)為∮89 x6 mm，內(nèi)徑為78刪。調(diào)節(jié)門采用fisher系列號(hào)為J124763產(chǎn)品，如果改為使用壁再出口汽源而不更換閥門，門后壓力不變，那么在調(diào)節(jié)門進(jìn)口壓力4.0 MPa，蒸汽流量只有9 096kg/h；調(diào)節(jié)門入口壓力2.0 MPa，門后壓力1.5 MPa時(shí)，蒸汽流量只有3 831 kg/h，無(wú)法滿足吹灰流量要求(按表2，當(dāng)IK - 525EL投用時(shí)，實(shí)際蒸汽流量為141 kg/min，折算為8 460 kg/h)，因此閥門必須要一并更換。
4.6安全門．
原吹灰管道安全門起座值設(shè)計(jì)為4.0 MPa，而改造后再熱蒸汽壓力最高也不到4.0 MPa。因此吹灰管道安全門可以取消，進(jìn)一步減少了泄漏的可能性。
5、結(jié)論
吹灰汽源由主蒸汽系統(tǒng)改造為再熱蒸汽系統(tǒng)后，可以減少閥門泄漏可能性，降低維護(hù)檢修成本；可以減少鍋爐受熱面吹損，提高運(yùn)行安全性；可以減少蒸汽損失，提高運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性。某電廠兩臺(tái)機(jī)組自2008年改造后，到目前為止運(yùn)行正常，取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益。
