0、前言
    當鍋爐的安裝工作結(jié)束，鍋爐作了水壓試驗和化學(xué)清洗之后，發(fā)電機組便進入了對鍋爐主要輔機及系統(tǒng)進行“分部試運”階段，其中，鍋爐的首次點火吹管是新建機組投運前的一項重要工序。
    蒸汽吹管是新建機組啟動運行以前必須進行的一項十分重要的調(diào)試項目。它是以鍋爐蒸汽為動力，吹洗過熱器、再熱器及其相關(guān)的蒸汽管道在制造、運輸、存放及安裝過程中積存其內(nèi)部的沙石、焊渣、銹垢及氧化皮等雜物，使品質(zhì)合格的蒸汽進入汽輪機，保證機組的運行安全。吹管工作由于工況變化劇烈對設(shè)備壽命有很大的影響。
    目前我國超臨界機組不斷增多，對于超臨界鍋爐，吹管工序的目的以及基本方法和程序與亞臨界機組鍋爐并無不同，然而，所受重視的程度卻明顯不同，其中有國內(nèi)對于超臨界鍋爐的吹管積累經(jīng)驗不足的因素，另一方面確實存在有一些問題，需要慎重考慮。原電力部的《火電機組啟動蒸汽吹管導(dǎo)則》，主要適用于100 MW及以上采用汽包鍋爐的國產(chǎn)機組，而對于其它機組為參照執(zhí)行，并沒有對超臨界機組鍋爐吹管的細節(jié)規(guī)定。目前從吹管方法看，既有采用熄火降壓方法，也有按“穩(wěn)壓法”制訂吹管方案。從實際情況看，大多數(shù)電廠由于工期等現(xiàn)場因素的制約，采用不熄火不停泵的吹管方案。本文主要探討不熄火不停泵的降壓吹管方案，由于其系統(tǒng)復(fù)雜使得吹管操作比較繁瑣，存在著吹管操作方法極不規(guī)范的現(xiàn)象，本文根據(jù)某超臨界鍋爐的吹管工作實踐，對帶循環(huán)泵的啟動系統(tǒng)的超臨界鍋爐吹管操作方法進行探討，目的是最大限度地減少吹管過程對設(shè)備壽命的損害，把影響機組安全運行的因素消除在調(diào)試階段，從而保證機組的安全穩(wěn)定運行。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、木屑顆粒機壓制的生物質(zhì)顆粒燃料，同時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。
1、系統(tǒng)介紹
    直流鍋爐與傳統(tǒng)的鍋爐一樣，給水從給水泵來，經(jīng)給水調(diào)節(jié)閥，流量孔板進入省煤器、水冷壁。直流鍋爐的啟動系統(tǒng)與傳統(tǒng)的汽包爐有著明顯的不同，對于帶循環(huán)泵的啟動系統(tǒng)而言，在循環(huán)泵投運的情況下，能回收大部分的工質(zhì)和熱量。帶循環(huán)泵的直流鍋爐啟動系統(tǒng)由分離器，貯水箱，過冷水管道(383)、循環(huán)泵出口管道(381)、高水位控制管道(341)、循環(huán)泵旁路管道(382)及暖管系統(tǒng)管道(384)組成，示意圖見圖l。由水冷壁來的汽水混合物進入分離器，分離出來的蒸汽像傳統(tǒng)鍋爐一樣進入過熱器，分離出來的水返回貯水箱。直流鍋爐以直流方式運行，給水在省煤器中加熱，進入爐膛水冷壁入口集箱，然后在水冷壁中上升，最終轉(zhuǎn)化成蒸汽從分離器進入過熱器，水冷壁中的水量等于進入鍋爐的給水流量，亦即僅僅一次通過。
    循環(huán)泵運行時，要求有一個最小凈正吸入壓頭(NPSH)以防止水泵中產(chǎn)生汽蝕。鍋爐啟動期間水是冷的時候，鍋爐的布置設(shè)計保證了循環(huán)泵的壓頭不低于NPSH。隨著鍋爐加熱，循環(huán)泵進口處水的密度降低，為了防止壓力降到NPSH以下，設(shè)置了一條安全的最小過冷水管路。
2、推薦的降壓吹管操作方法
    本文針對帶啟動循環(huán)泵的超臨界直流鍋爐的啟動系統(tǒng)操作方法進行論述，其他類型直流鍋爐可以作為參考。目前應(yīng)用的吹管方式按吹管壓力變化有2種選擇：一種是降壓吹管，另一種是穩(wěn)壓吹管，降壓吹管是通過選定的壓力降，利用鍋爐容積的蓄熱產(chǎn)生大量的蒸汽，短時間高速沖洗蒸汽管道，達到洗凈管道的目的。穩(wěn)壓吹管是在保證吹管系數(shù)大于1的前提下，控制鍋爐燃料量，使其壓力在一段時間內(nèi)保持相對穩(wěn)定，利用鍋爐產(chǎn)生的大量高速蒸汽沖洗蒸汽管道，達到清洗管道的目的。超臨界壓力鍋爐的吹管方式，由于其蓄熱能力小，理論上采用穩(wěn)壓吹管效果比較好，且吹管導(dǎo)則中也建議采用穩(wěn)壓吹管。但是，由于受到制水能力和制粉系統(tǒng)運行的限制，很少能夠?qū)崿F(xiàn)真正的穩(wěn)壓吹管，實際吹管中降壓吹管方式比較多。采用不熄火吹管時，為保證鍋爐循環(huán)泵安全，就要保證儲水罐水位，這就存在一個水位調(diào)節(jié)的問題，就要協(xié)調(diào)控制好鍋爐給水泵、循環(huán)泵、儲水罐疏水流量之間的關(guān)系，操作起來難度加大。在鍋爐進行降壓吹管時，鍋爐產(chǎn)生大量蒸汽使得儲水箱產(chǎn)生虛假水位，使水位控制困難，如果控制不好，會引起水冷壁內(nèi)工質(zhì)流量分配不均，水冷壁可能有局部超溫現(xiàn)象發(fā)生。對于直流鍋爐而言，吹管過程實際上已包括了從凝結(jié)水清洗開始的冷態(tài)啟動程序。
2.1點火前的沖洗
    超臨界直流鍋爐對給水品質(zhì)有嚴格的要求，在鍋爐點火前，給水品質(zhì)必須達到標準。為了使水質(zhì)達到啟動點火和蒸汽吹管的條件，避免系統(tǒng)及設(shè)備帶入水中的鐵重新污染水質(zhì)，同時防止濾網(wǎng)堵塞引起水泵跳閘，吹管前應(yīng)對凝結(jié)水系統(tǒng)和鍋爐給水系統(tǒng)進行水沖洗。在進行凝結(jié)水系統(tǒng)水沖洗時，當前置過濾器進口水鐵含量大于500ug/L時，暫不投凝結(jié)水除鹽裝置，利用旁路，沖洗水可從除氧器直接排放。當前置過濾器進口水鐵質(zhì)量濃度小于500ug/L時，沖洗水通過前置過濾器及精除鹽系統(tǒng)，返回凝汽器，循環(huán)沖洗，除氧器可不再排放，使鐵質(zhì)量濃度繼續(xù)下降。當前置過濾器進口水鐵質(zhì)量濃度小于200ug/L時，凝結(jié)水系統(tǒng)沖洗結(jié)束。沖洗過程中投入加氨設(shè)備，控制沖洗水pH值為9.0～9.3。凝結(jié)水系統(tǒng)沖洗結(jié)束后，除氧器即投入蒸汽加熱進行給水除氧，直到除氧器出水含氧小于30ug/L后即對鍋爐給水系統(tǒng)進行冷態(tài)沖洗。沖洗中維持除氧器的最低除氧溫度并投入加藥設(shè)備，當鍋爐汽水分離器出口水質(zhì)含鐵質(zhì)量濃度大于500ug/L時，應(yīng)進行排放，含鐵質(zhì)量濃度小于500ug/L時進行回收。當循環(huán)清洗進行到省煤器入口水質(zhì)含鐵量小于50ug/L時，分離器出口含鐵質(zhì)量濃度小于100ug/L，鍋爐清洗完成，可以進入點火操作程序。
2.2吹管中的操作
    對超臨界鍋爐采用降壓吹洗方案時，應(yīng)注意分離器儲水箱水位的控制，保持爐水循環(huán)泵安全運行的最低水位。
    (1)為確保鍋爐水冷壁安全，防止超溫損壞，在鍋爐運行中應(yīng)保證省煤器入口流量在本生流量以上，通過調(diào)整給水旁路調(diào)節(jié)門和爐水循環(huán)泵出口調(diào)節(jié)門來保持省煤器人口流量；為保持省煤器入口流量首先應(yīng)防止爐水循環(huán)泵跳閘，運行中應(yīng)保持貯水箱水位在最低安全水位以上。
    (2)鍋爐蒸汽壓力達到設(shè)計的吹管壓力后準備打開臨時吹掃電動門開始吹管，開臨吹門前應(yīng)提前增加上水量，給水流量增至300t/h時開啟臨沖門，然后繼續(xù)增加給水流量直至500～550t/h。超臨界鍋爐啟動系統(tǒng)容積小，必須提前增加給水補充吹管造成的汽水損失。
    (3)臨吹門開啟后儲水箱壓力迅速回落，水箱內(nèi)存水瞬間大量水汽氣化，儲水箱產(chǎn)生虛假水位現(xiàn)象，水位迅速升高，此時不但不能減小給水流量，反而要保持給水流量，監(jiān)視分離器水位不超過最高水位即可。此時應(yīng)聯(lián)鎖打開循環(huán)泵過冷水電動閥，防止循環(huán)泵受到汽化的傷害。
    (4)鍋爐蒸汽壓力降落到吹管結(jié)束壓力后準備關(guān)閉臨時吹掃電動門，在關(guān)臨沖門過程中仍保持給水流量不變。關(guān)臨吹門時應(yīng)注意貯水箱水位降低幅度，水位降低較快時停止繼續(xù)關(guān)臨沖門，臨時吹掃電動門應(yīng)設(shè)計成具有中停功能的電動門，根據(jù)儲水箱水位降落情況采用中停方式保持儲水箱水位；若水位有降至循環(huán)泵低水位跳閘趨勢時，可適當開啟臨沖門，維持儲水箱水位，防止爐水循環(huán)泵跳閘。
    (5)臨時吹掃電動門全部關(guān)閉后，儲水箱內(nèi)部虛假水位現(xiàn)象并不會馬上消失，只有當儲水箱壓力開始回升后虛假水位才能消失，所以臨沖門全關(guān)后應(yīng)繼續(xù)保持給水流量，直至儲水箱水位穩(wěn)定后再減少給水流量，吹管結(jié)束后若儲水箱水位高可開啟溢流放水。
    (6)吹管前及時適當增加給煤量穩(wěn)定過熱器溫度，吹管結(jié)束后給煤量減回至吹管前水平。
    (7)在進行汽溫調(diào)整時，為保證吹管效果，提高主汽溫度，將再熱煙氣當板關(guān)至10%，過熱擋板全開，同時在升壓期間將過熱器疏水閥打開；另外一個關(guān)鍵因素就是保證貯水箱低水位運行，防止吹管過程中蒸汽帶水，對提高過熱蒸汽汽溫有一定的效果。
2.3吹管注意事項
    (1)在臨沖門開啟過程中，如大流量上水時，電泵再循環(huán)門應(yīng)關(guān)閉，保證電泵流量穩(wěn)定無超負荷現(xiàn)象。
    (2)吹管過程中要保證儲水箱水位和省煤器入口流量，要求鍋爐調(diào)水人員與汽機監(jiān)視給水人員互相聯(lián)系，開臨吹門前先加給水，調(diào)整水位保證貯水箱水位和省煤器人口流量正常。
    (3)通過煙氣擋板和燃燒調(diào)整保證過熱蒸汽溫度至350℃以上。
    (4)開臨吹門前若增給水量過早，導(dǎo)致貯水箱水位偏高，開臨吹門時蒸汽帶水，汽水分離器出口汽溫和過熱器出口溫度因蒸汽帶水下降，因此開臨吹門前貯水箱水位最好保持在6 000 mm以下。
    (5)開臨沖門前應(yīng)提前增加給煤量，保證蒸汽溫度，根據(jù)開門時間長短，關(guān)門前提前減少保持汽溫高些，同時關(guān)門后防止汽壓升高快，水箱水位不宜控制。
3、幾種需要探討的降壓吹管操作方法
3.1通過關(guān)小爐水循環(huán)泵出口調(diào)節(jié)門控制儲水箱水位
    開臨吹門前，增加給水流量后，將爐水泵出口調(diào)節(jié)門關(guān)小，以控制儲水箱水位。關(guān)臨吹門時，保持給水量不變，逐漸開爐水泵出口調(diào)節(jié)門，爐水泵再循環(huán)全關(guān)后減給水流量。我們認為這種操作導(dǎo)致爐水循環(huán)泵再循環(huán)門反復(fù)打開關(guān)閉，使水箱水位波動較大，不宜采用。因為在開爐水泵出口調(diào)節(jié)門時，由于爐水泵突然打水，造成水箱水位降低過快，導(dǎo)致爐水泵跳閘，而且造成爐水循環(huán)泵再循環(huán)門反復(fù)開關(guān)，造成爐水循環(huán)泵再循環(huán)門損壞。
3.2臨吹門打開后，循環(huán)泵過冷水電動門關(guān)閉
    臨吹門打開后，儲水箱內(nèi)存水由于壓力迅速降低將發(fā)生汽化，循環(huán)泵過冷水電動門若保持關(guān)閉狀態(tài)，可能導(dǎo)致循環(huán)泵由于汽蝕損壞，此時應(yīng)聯(lián)鎖打開循環(huán)泵過冷水電動門。富通新能源生產(chǎn)銷售的生物質(zhì)鍋爐以及木屑顆粒機壓制的生物質(zhì)顆粒燃料是客戶們不錯的選擇。
3.3修改保護定值
    臨吹門全關(guān)后水位波動較大，為防止循環(huán)泵由于水位低而跳閘，將儲水箱水位跳閘值由1200 mm改為600 mm，并且增加延時60 s。由于水位跳閘定值由循環(huán)泵廠家給定，主要保證循環(huán)泵有足夠的吸入水頭，防止循環(huán)泵由于汽蝕損壞，所以不應(yīng)修改跳閘定值而犧牲循環(huán)泵的安全。
    吹管中解除鍋爐主保護MFT省煤器入口流量低保護，雖然消除了鍋爐跳閘的危險，但為鍋爐水冷壁超溫損壞埋下了隱患。
4、結(jié)論
    超臨界燃煤機組采用不熄火不停泵的降壓吹管方法，可明顯縮短調(diào)試時間，但由于降壓吹管操作復(fù)雜，參與系統(tǒng)眾多，應(yīng)在具體操作上提前做好方案，保證鍋爐水冷壁和爐水循環(huán)泵的安全。以上介紹國內(nèi)超臨界機組鍋爐降壓吹管操作方法，可以作為我國超超臨界鍋爐吹管方案設(shè)計的參考。