百万千瓦机组吹管方案

百万千瓦机组大机吹管方案的探讨

张超刘东现王海峰

山东电力建设第二工程公司

摘要：随着电力设备制造技术水平的发展，火力发电机组的容量在不断的提高。百万机组在国内得到了较快的发展。作为分部试运最主要的一环，汽轮机大机吹管是分部试运过程中投入最大、牵连系统最多的一步。规划好大机吹管项目，即可以为整组启动打下良好的基础，又可以节省资金，也为同类型机组留下宝贵的资料。

关键词：百万、吹管

1.引言为保证机组安全经济运行，在机组启动前进行蒸汽冲洗，利用高温高流速的蒸汽冲刷掉锅炉过热器、再热器和主蒸汽、再热蒸汽管道内部残留物和大气腐蚀过程中产生的污物（如氧化物）等，否则将对机组长期安全运行造成危害。

2.系统简介四大管道包括主蒸汽、再热蒸汽及高低压旁路、高压给水管道。我国已投产发电的百万机组及在建百万机组的主蒸汽及再热蒸汽管道一般采用单元制布置。以北疆电厂2*1000MW机组为例，主汽管道采用4-2配管。即从每个锅炉末级过热器出口集箱出口引两根Di255.6×68管道，合并成两根Di349×91管道（炉侧为Di355.6×95）分别接汽机高压缸左右两侧主汽门。在进入左右主汽门前，两根母管由一路Di248×74的管道相连通，确保两路蒸汽进入主汽门前参数相同。

再热冷段管道采用2-1-2配管，高压缸排气为二根ф762×32管道，合并成一路ф1067×42母管至锅炉再热器进口集箱前分成两根ф762×47支管分别接入再热器进口联箱两侧。

再热热段管道按“2-2”配制，即从每个再热器出口联箱上分别接出一根Di699×45的管路（炉侧为Di720×43）接入中压缸两侧的中联门。在进入中联门前，两根母管由一路Di520×33的管道相连通，确保两路蒸汽进入中联门前参数相同。

汽机旁路系统为高压旁路和低压旁路二级串联旁路系统。其中高压旁路阀分别布置在炉左、炉右82m 标高的露天平台上，低压旁路阀布置在汽机房内凝汽器喉部，汽机房的A、B列。高压旁路进口蒸汽量为100%BMCR主蒸汽流量；低压旁路进口蒸气量为65%BMCR主蒸汽流量。每台机组配置4套高压旁路装置（每套各25％BMCR容量）和2套低压旁路装置（每套各32.5％BMCR容量）。

本体定型管道为补汽阀导汽管道，其管道是从主汽门经补汽阀到高压缸的两根根管道，从主汽门至补汽阀入口管道为φ219.1×45.7 A335P91；补汽阀出口至高压缸入口管道为：φ219.1×25.4 A335P91，设计补汽阀进汽段压力315bar，温度600℃，补汽阀出汽段设计压力188bar，温度564℃。

3.吹管流程：

目前1000MW机组蒸汽吹管一般采用两阶段吹管方式进行吹管，不再在再热器入口设置集粒器。第一阶段吹扫锅炉过热器及主蒸汽管道，待吹扫合格后停炉变更临时管进行第二阶段的吹扫，第二阶段吹扫再热蒸汽管道及锅炉再热器。高旁部分在一阶段吹管时，利用高旁阀水压试验临时堵板做封闭，二阶段时恢复正式阀芯，用正式高旁阀吹扫高旁管。低旁部分不参与蒸汽吹管，但做好验收工作，确保管道内

部清洁。一般吹管流程为：

第一阶段流程为：分离器→各级过热器→过热器集汽集箱→主蒸汽管道→临时管→临冲阀A、B→临时管→靶板→临时管→消音器→排大气。在进入消音器前安装考核靶板装置，冲管至靶板考核合格为止。

第二阶段流程为：分离器→各级过热器→过热器集汽集箱→主蒸汽管道→临时管→临冲阀A、B→临时管→冷段再热管道→各级再热器→热段再热管道→中压蒸汽阀门室→临时管→靶板→临时管→消音器→排大气。

主蒸汽、再热蒸汽及高低旁疏水管道应各引临时管接至厂房外地沟，不得直接排入凝汽器。

4.大机吹管方案的选择

大机吹管方式通常有两种：降压吹管与稳压吹管。目前已发电机组大多采用降压吹管方式进行吹扫。对比以往吹管方式和效果，可总结以下经验：

从上表可以看出，稳压吹管具有一定的优势，但目前多数机组仍采用降压吹管进行吹扫，究其原因，主要从以下几个方面考虑：①.大机吹管时各设备的性能正在考验过程中，降压吹管可以逐步考验设备和系统性能。②.大机吹管时各系统正在逐步完善，使用降压吹管参与的系统相对较少，采用降压吹管可以保证较多的设备和系统在吹管期间完善，从而缩短施工工期。③大机吹扫期间试运人员及运行人员均处于磨合期，使用稳压吹管对操作人员的操作要求更高。所有，为了保证吹管工作比较顺利的完成，多数机组仍倾向于降压吹管。

当然，大机吹管也可以采用降压吹管和稳压吹管相结合的方式进行。在吹管开始使用降压吹管，随着系统的逐步完善及操作人员熟练程度的增加，在吹管后期使用稳压吹管的方式进行，这样即可以保证系统按时完善，提高吹管效果，又可以考验设备系统性能，为机组的整套启动奠定良好的基础。

5.冲管参数的选择及临时管道的强度计算

临时管道的设计可根据现场情况进行布置，其支吊架的设计应由设计院参与并确认。管道壁厚的选择按《火力发电厂汽水管道设计技术规定》DL/T5054-1996进行计算选择，以天津北疆#2机大机吹管为例，可进行如下计算：

5.1冲管参数的选择。

吹管参数主要是指吹管蒸汽压力、压降幅度和蒸汽温度。

选择冲管参数时主要考虑以下因素：

a.吹管系数DF≥1，并有一定的积累时间，以充分利用锅炉积蓄热量，提高冲洗效果，减少冲洗次数。

b.汽包的饱和蒸汽温度降低值≯42℃，以避免汽包承受不必要的附加力。

c.冲管期间再热器是安全的，但在冲管控制门关闭后生压时，再热器便处于干烧状态，为了保证再热器

的安全，规定炉膛出口烟温不超过538℃。

⑴吹管系数

①.吹管系数（DF）的定义：

在吹管条件下蒸汽流量/阻力与锅炉最大连续出力情况下蒸汽流量/阻力的比率。

②吹管系数（DF）的计算公式：

DF=[W2

吹扫×V

吹扫

]/[W2

MCR

×V

MCR

]

W=质量（KG/秒）

V=等比体积（M3/kg）

吹扫=一次吹扫过程

最大连续出力（MCR）=正常运行期间

③.吹管系数推荐范围：1.3

④.由于目前在建机组主控室操作屏幕上已设计，可以从集控室直接得出，这儿就不在叙述吹管系数的测量方法。

⑵吹管压力

根据压降累计值计算如下：设冲管压力为P

则P=△P

1+1.5（△Pm

2

+△Pm

3

+△Pm

4

+△Pm

5

+△Pm

6

）+△P

7

+△P

8

+0.5

△P

1

—冲管门开启过程中汽包压力下降值

△Pm

2

—MCR工况下，过热器压降

△Pm

3

—MCR工况下，主汽管压降

△Pm

4

—MCR工况下，冷段管压降

△Pm

5

—MCR工况下，再热器压降

△Pm

6

—MCR工况下，热段管压降

△P

7

—冲管排汽和压损，经验取0.2MPa

1000 MW机组冲管压力一般控制在6.5-8.0MPa之间。

⑶吹管降压幅度

吹管降压幅度是由吹管控制阀门的开启、保持、关闭的时间来控制的，要求DF>1 的保持时间不小于90秒，冲管控制阀门全开保持的时间应不小于2分钟，累计冲管时间控制在4-5分钟，同时确保汽包饱和蒸汽温降≯42℃，压降幅度可根据吹管情况而定，一般为2.9MPa左右。

⑷蒸汽温度

为保护再热器，燃油量要控制在略高于每层油枪允许的最低油量，在此条件下，可以尽量提高蒸汽温度，1000MW机组蒸汽温度一般不超过480℃。

5.2冲管临时设施的强度计算

⑴正式主汽管道至临吹门间管道的选择

选用管道外径、材质，Do=377 mm 15CrMo