（湛江电力有限公司 广东省湛江市 524000）
摘要：火力发电厂中锅炉是最重要的设备之一，其热效率直接影响着煤耗等重要经济指标，锅炉吹灰是作为改善传热效率、保持锅炉原有出力的重要手段之一。吹灰所用汽源是否合适影响着生产安全、设备寿命和经济效益等重要指标。本文结合实践经验，针对湛江电厂#1锅炉吹灰汽源改造实例进行分析，从对吹灰汽源的选择、管道的改造以及改造后的经济性进行全面分析论证，旨在为今后的相关改造提供可靠的参考资料。
关键词：锅炉吹灰；吹灰气源；解决方案
1、#1锅炉吹灰汽源概述
#1锅炉为DG1077/18.2--π（3）亚临界压力、中间再热、自然循环单炉膛、全悬吊露天布置、平衡通风、燃煤汽包炉。吹灰汽源来自于后屏过热器进口集箱蒸汽，在正常运行中，锅炉一次汽系统压力17.9MPa，以调节阀调节吹灰压力后，吹灰压力约为1.5MPa，吹灰压差为16.4 MPa，高品质的蒸汽从17.9MPa减压降到1.5MPa不但存在着巨大的资源浪费情况，而且由于吹灰汽源压差过大，导致吹灰系统各阀门容易出现汽蚀、冲刷缺陷，同时也易造成吹灰器提升阀严密性差，引起炉膛受热面管子吹损，严重时会引起炉膛爆管事件。
2、#1锅炉吹灰汽源改造的目的
若锅炉吹灰汽源采用合适的低温低压蒸汽，也就是如果采用再热蒸汽作为吹灰汽源时，B-MCR工况蒸汽压力只有3.72MPa，经调节阀减压后吹灰压力降到1.5MPa。由于吹灰系统减压阀前后压差不到2.2MPa，远远低于当前16.4 MPa的压差，阀门的工作条件得到显著改善，泄漏的可能性大为减少，阀门可靠性提高，锅炉各受热面被蒸汽长期吹扫损坏的可能性减小，寿命延长，设备的运行可靠性将大幅提高。另外，采用经汽轮机高压缸做过功后的再热蒸汽，对机组经济性有利，煤耗也可以略有下降，达到节能减排的目的。
3、#1锅炉吹灰汽源改造方案
3.1 吹灰汽源改造范围
本次改造范围从后屏过热器进口集箱至主汽吹调节阀出口管道大小头处，取消主汽吹灰安全阀，改用φ89×6mm，材质为20G管道驳接，保留主汽吹灰安全阀出口管道后面所有设备，保留原管道压力信号及压力开关等热工仪表设备，后屏过热器进口集箱引出管处100mm切断并加装堵头。
3.2 吹灰汽源接入点选取
再热蒸汽共有3处汽源可供选择，分别为壁再进口、壁再出口、高再出口（即再热蒸汽），依东方锅炉厂对我厂锅炉吹灰蒸汽参数要求：吹灰器入口温度在300℃左右，压力在1～1.5Mpa左右，过热度要求大于150℃。如果选用高再出口再热蒸汽，由于温度高（540℃），超过了碳钢管道的许用温度，因此在减压的同时，必须增设喷水减温器，以降低蒸汽温度到允许值，会导致系统复杂，运行经济性差。如果选用壁再进口汽源，则汽温偏低，过热度小，可能带来蒸汽对受热面发生冲刷、磨损的缺陷，因此壁再进口、高再出口蒸汽作为吹灰汽源并不合适。
采用壁再联箱出口处接出吹灰汽源，B-MCR工况蒸汽压力只有3.72MPa，吹灰蒸汽温度为382℃，蒸汽过热度满足于大于150℃的要求。由于汽压变化幅度范围较少，在运行时吹灰蒸汽压力将更稳定，满足吹灰要求。
因此，建议吹灰汽源从壁式再热出口联箱至中温再热器入口联箱处引出，而且引出点应在微量喷水减温器前面，为了减少热偏差，应从两侧导汽管引出，利用三通对两侧汽源进行混合。
改造前吹灰汽源选择如下图一，改造后吹灰汽源选择如下图二。
3.3 吹灰蒸汽的用汽量
原采用后屏进口蒸汽为吹灰汽源时，调节门前管道设计为φ76×12 mm，内径为52mm，手动门、电动门、气动调节门也均是按此设计，调节门后管道设计为φ89×6 mm，内径为78mm。在#1、#2锅炉原吹灰方式下，根据各位置吹灰器的流量，吹灰蒸汽消耗量约8000~1000kg/h。
如果改为使用壁再出口汽源而不更换阀门，门后压力不变，依阀门的调节性能，那么在调节门进口压力4.0MPa，蒸汽流量只有9000kg/h，但经调节门后压力1.5MPa时，蒸汽流量只有3800kg/h，无法满足吹灰流量要求，因此，建议选用φ89×7mm的管道，选用与系统压力等级相符、通径为DN80的阀门，以满足用汽要求。
3.4吹灰管路及其他附件设置：
蒸汽吹灰汽源接入点设置在壁式再热器出口联箱至中温再热器出口导汽管上，为了避免蒸汽带水严重，建议在微量喷水装置前面位置开孔，开了通径φ75mm，由左右两侧的导汽管引出管道通径为φ89×7、材质为12Gr1MoV的管道，布置U型膨胀补偿弯后汇入管道三通，经管道三通进行蒸汽混合后，同样用通径为φ89×7mm、材质为12Gr1MoV的管道接至原吹灰管道原吹灰安全阀后的大小头处，原安全阀后的管道及设备不进行改造。
在63米平台处的吹灰蒸汽管道上安装2只手动截止阀、1只电动截止阀、1只气动调节阀，吹灰蒸汽母管道设置放空气手动一次门及手动二次门，由于原吹灰管道安全门起座值设计为4.0MPa，而改造后再热蒸汽压力最高也不到4.0 MPa。因此吹灰管道安全门可以取消。
保留原吹灰管道的压力信号及压力开关等热工设备不变。
吹灰汽源出口至吹灰手动门前每间隔10米设置一个弹簧吊架，阀门处的管道加装滑动支架装置。吹灰管道温材料采用为180kg/m3、导热系数为0.016-0047W/m.k硅酸铝耐火纤维板，保温层厚δ=100-120mm。
3.5 改造技术要求
3.5.1吹灰系统汽源改造要求：再热蒸汽管道开孔需确保安全可靠，需经公司压力容器专工及金属专工核算确认。新增气源出口要求均安装手动门2只，电动门、气动调节门各1只，电动门执行器使用智能执行器，执行器距离管道有一定距离，防止烫坏。调门前后需有压力测量装置，数据上传至DCS或吹灰程控系统，电动门、调节门需远方DCS或吹灰程控系统控制。
3.5.2原后屏过热器气源管道的封堵应满足压力强度要求，且公司压力容器专工及金属专工确认，不会影响锅炉的安全运行。
3.5.3 吹灰管道应有可靠的保温，建议保温材料采用为180kg/m3、导热系数为0.016-0047W/m.k硅酸铝耐火纤维板，保温层厚δ=100-120mm。
3.5.4 吹灰系统及吹灰装置必须具有热膨胀补偿能力，可利用管道的弯曲管段的弹性变形来补偿管道的热伸长，建议采用U型弯曲管段作为自然热膨胀补偿。
3.5.5考虑到吹灰系统阀门操作频繁，建议选用质量较好的手动阀门、电动阀门，同时建议选用调节性能较好国外进口品牌的气动调节阀，或选用质量最好的国产品牌的气动调节阀
3.5.6管道布置应合理，在吹灰汽源出口至吹灰手动门前每间隔10米设置一个弹簧吊架，阀门处的管道加装滑动支架装置。
3.5.7阀门安装位置锅炉房63米层的锅炉平台上，以方便运行人员操作及检修人员检修。
4、节能量和改造费用估算
4.1 改造后的节能量估算
在1号机组当前的吹灰方式下，根据各位置吹灰器的流量，核算得到目前每台机组吹灰器每天投运总时长耗时约7小时，消耗主蒸汽约50~70吨。考虑到每1%主蒸汽流量出系统时，影响机组经济性约1%。因此，由于蒸汽吹灰，折算到全天工况，导致每台机组发电煤耗上升约0.55~0.8g/（kW•h）。
改用低温再热蒸汽后，按目前的吹灰方式，可使蒸汽吹灰对机组经济性的影响下降至0.4~0.6g/（kW•h）。改造后可降低发电煤耗约0.15~0.2g/（kW•h）。照每台机组年运行5500 h，发电量15 亿kW•h，每年每台机组可节约225吨标准煤，按标煤单价800元/吨计算，每台机组每年可节约人民币18万元。
4.2 改造费用估算（按每台机组计算）
每台手动截止阀价格为1.2万/只，两只共2.4万元，电动截止阀价格为3.6万元，国产气动调节阀价格约为6.8万元，管道及其附件费用约为7.5万元，施工费用约为5元，总计每台机组吹灰汽源的改造费约26.5万元，改造投资费用不大，改造后大约一年半可回收成本。
结语
综上所述，通过对原有吹灰气源的重新选择和改造，一方面由于改造后的吹灰气源压力大为降低，避免了浪费的同时还提高了设备的使用寿命以及保证了安全运行；另一方面提高了机组运行的经济性，间接降低了机组的发电煤耗，提高电厂经济效益。
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论文作者:卢琼生
论文发表刊物:《电力设备》2018年第12期
论文发表时间:2018/8/9
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