百万千瓦机组吹管专项方案.doc

百万千瓦机组大机吹管方案探讨张超 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发展，火力发电机组容量在不断提高。百万机组在国内得到了较快发展。作为分部试运最重要一环，汽轮机大机吹管是分部试运过程中投入最大、牵连系统最多一步。规划好大机吹管项目，即可觉得整组启动打下良好基本，又可以节约资金，也为同类型机组留下宝贵资料。核心词：百万、吹管1.引 言 为保证机组安全经济运营，在机组启动迈进行蒸汽冲洗，运用高温高流速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污物（如氧化物）等，否则将对机组长期安全运营导致危害。2.系统简介 四大管道涉及主蒸汽、再热蒸汽及高低压旁路、高压给水管道。国内已投产发电百万机组及在建百万机组主蒸汽及再热蒸汽管道普通采用单元制布置。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Di255.668管道，合并成两根Di34991管道（炉侧为Di355.695）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Di24874管道相连通，保证两路蒸汽进入主汽门前参数相似。再热冷段管道采用2-1-2配管，高压缸排气为二根76232管道，合并成一路106742母管至锅炉再热器进口集箱前提成两根76247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Di69945管路（炉侧为Di72043）接入中压缸两侧中联门。在进入中联门前，两根母管由一路Di52033管道相连通，保证两路蒸汽进入中联门前参数相似。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。每台机组配备4套高压旁路装置（每套各25BMCR容量）和2套低压旁路装置（每套各32.5BMCR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两根根管道，从主汽门至补汽阀入口管道为219.145.7 A335P91；补汽阀出口至高压缸入口管道为：219.125.4 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： 当前1000MW机组蒸汽吹管普通采用两阶段吹管方式进行吹管，不再在再热器入口设立集粒器。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暂时管进行第二阶段吹扫，第二阶段吹扫再热蒸汽管道及锅炉再热器。高旁某些在一阶段吹管时，运用高旁阀水压实验暂时堵板做封闭，二阶段时恢复正式阀芯，用正式高旁阀吹扫高旁管。低旁某些不参加蒸汽吹管，但做好验收工作，保证管道内部清洁。普通吹管流程为：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暂时管临冲阀A、B暂时管靶板暂时管消音器排大气。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暂时管临冲阀A、B暂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暂时管靶板暂时管消音器排大气。 主蒸汽、再热蒸汽及高低旁疏水管道应各引暂时管接至厂房外地沟，不得直接排入凝汽器。4.大机吹管方案选取 大机吹管方式普通有两种：降压吹管与稳压吹管。当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，可总结如下经验：项目参加系统用水量对设备性能考验同压力吹管系数对暂时管规定吹管时间稳压吹管多大高高高短降压吹管少少低低低长 从上表可以看出，稳压吹管具备一定优势，但当前多数机组仍采用降压吹管进行吹扫，究其因素，重要从如下几种方面考虑：.大机吹管时各设备性能正在考验过程中，降压吹管可以逐渐考验设备和系统性能。.大机吹管时各系统正在逐渐完善，使用降压吹管参加系统相对较少，采用降压吹管可以保证较多设备和系统在吹管期间完善，从而缩短施工工期。大机吹扫期间试运人员及运营人员均处在磨合期，使用稳压吹管对操作人员操作规定更高。所有，为了保证吹管工作比较顺利完毕，多数机组仍倾向于降压吹管。 固然，大机吹管也可以采用降压吹管和稳压吹管相结合方式进行。在吹管开始使用降压吹管，随着系统逐渐完善及操作人员纯熟限度增长，在吹管后期使用稳压吹管方式进行，这样即可以保证系统准时完善，提高吹管效果，又可以考验设备系统性能，为机组整套启动奠定良好基本。5. 冲管参数选取及暂时管道强度计算 暂时管道设计可依照现场状况进行布置，其支吊架设计应由设计院参加并确认。管道壁厚选取按火力发电厂汽水管道设计技术规定DL/T5054-1996进行计算选取，以天津北疆#2机大机吹管为例，可进行如下计算：5.1冲管参数选取。吹管参数重要是指吹管蒸汽压力、压降幅度和蒸汽温度。选取冲管参数时重要考虑如下因素：a.吹管系数DF1，并有一定积累时间，以充分运用锅炉积蓄热量，提高冲洗效果，减少冲洗次数。b.汽包饱和蒸汽温度减少值42，以避免汽包承受不必要附加力。c.冲管期间再热器是安全，但在冲管控制门关闭后生压时，再热器便处在干烧状态，为了保证再热器安全，规定炉膛出口烟温不超过538。吹管系数.吹管系数（DF）定义：在吹管条件下蒸汽流量/阻力与锅炉最大持续出力状况下蒸汽流量/阻力比率。吹管系数（DF）计算公式：DF=W2吹扫V吹扫/W2MCRVMCRW=质量（KG/秒）V=等比体积（M3/kg）吹扫=一次吹扫过程最大持续出力（MCR）=正常运营期间.吹管系数推荐范畴：1.3DF1 保持时间不不大于90秒，冲管控制阀门全开保持时间应不不大于2分钟，合计冲管时间控制在4-5分钟，同步保证汽包饱和蒸汽温降42，压降幅度可依照吹管状况而定，普通为2.9MPa左右。蒸汽温度为保护再热器，燃油量要控制在略高于每层油枪容许最低油量，在此条件下，可以尽量提高蒸汽温度，1000MW机组蒸汽温度普通不超过480。5.2冲管暂时设施强度计算正式主汽管道至临吹门间管道选取选用管道外径、材质，Do=377 mm 15CrMo计算参数： P=8.5MPa t=430计算公式：SmY为温度对计算管道壁厚公式修正系数，取0.4为需用应力修正系数，无缝管取1为附加厚度，取2mm为15CrMo在430时许用应力，取125MPa计算根据：a) 中华人民共和国电力出版社火力发电厂汽水管道设计技术规定DL/T5054-1996b) 上海人民出版社金属材料手册计算得：377 15CrMo管道在压力8.5MPa，温度430时最小厚度为14.5，取厚度15即可临吹门后至冷段母管暂时管道选用选用管道外径、材质 Do=820mm 15CrMo由377管道扩容至820管道，可以看做为等温扩容过程由P1V1=P2V2P1=8.5MPa，V1=178.5L V2=390L计算得P2=1.8MPa 计算参数：取压力P=5MPa t=430计算公式：SmY为温度对计算管道壁厚公式修正系数，取0.4为需用应力修正系数，无缝管取1为附加厚度，取2mm为15CrMo在430时许用应力，取125MPa计算得：820 15CrMo管道在P=5MPa,T=430时最小厚度为18mm，取厚度20mm足够中联门出口暂时管道选用选用管道外径、材质，Do=820mm 15CrMo计算参数： P=3.0MPa t=480计算公式：SmY为温度对计算管道壁厚公式修正系数，取0.4为需用应力修正系数，无缝管取1为附加厚度，取2mm为15CrMo在480时许用应力，取119MPa计算根据：c) 中华人民共和国电力出版社火力发电厂汽水管道设计技术规定DL/T5054-1996d) 上海人民出版社金属材料手册计算得：支管820时最小厚度为13mm，取厚度20mm足够排汽母管1120时最小厚度为16mm，取厚度21mm足够选用钢管时,吹管暂时控制门前管道壁厚不得不大于上表壁厚。冲管用堵板厚度计算低旁阀不能参见冲管，冲管后低旁阀前至热段管道进行人工机械清理。低旁阀前需焊接2只堵板。按照火力发电厂汽水管道设计技术规定DL/T 5054-1996设计规定，优先选用平堵板，其计算公式如下：Sc=KDi式中P设计压力MPat钢材在设计温度下许用应力MPaSc平堵板计算壁厚mmDi管道内径mmK与堵头构造关于系数，按照火力发电厂汽水管道设计技术规定DL/T 5054-1996表C.5.4选用。许用应力： 480=37MPa低旁阀前堵板计算：吹管参数 P=3.0MPa t=480Sc= KDi=0.4559=62mm取低旁阀前堵板厚度Sc=70mm，并且井字加强。 以上为北疆#2机吹管暂时管设计方案，别的1000MW机组可以作为参照。6.暂时管道布置 由于当前1000MW机组均采用两阶段吹管方式，故吹扫暂时管道布置也分为两某些。由于1000MW机组蒸汽吹管不进入主汽门，故第一阶段暂时暂时管道由主汽门前引出，经暂时吹扫门接至吹扫母管。待第一阶段吹扫完毕后，停炉对暂时管道进行更改进行进行第二阶段吹扫。第二阶段吹扫暂时管为从暂时吹管门后引管道接至高压缸出口冷段管道上，即将主汽门与高压缸短接，至锅炉再热器后经热段到中主门。将中主门进缸口用厂供堵板堵塞，从暂时吹扫口引暂时管接至排气母管上排出。这是重要管道基本走向，靶板装置尽量接近暂时门。消音器布置于排气母管末端。为了减少吹管后恢复口，600MW如下机组从暂时吹扫门引出暂时管道普通接至冷段高排逆止阀处，但1000MW机组布置空间相对狭小，故施工中应预先考虑预留，但对建筑施工影响较大，详细状况依照现场状况而定。如将从暂时吹扫门后引出暂时管道接至运转层冷段管道处，从高压缸到接口处管道采用人工清理、加强验收管理办法控制内部清洁度，即可以大大节约暂时管道，又可缩短暂时管道更改恢复时间，保证整套启动准时完毕。此布置可为同类机组借鉴。7.大机吹管应具备条件汽轮机大机吹管是分部试运过程中投入最大、牵连系统最多一步。机组进行大机吹管，必要满足如下条件：炉前系统碱洗已合格并恢复完毕。锅炉酸洗已合格并恢复完毕。在线仪表满足吹管过程中过程参数控制规定。与吹管系统相连正式系统不能加装堵板隔离门要关闭并断电。除盐水系统满足吹管用水量。厂用辅助蒸汽管道冲洗合格。闭式水系统、凝结水系统、给水系统、除氧器系统，工业水系统等安装完并达到运营条件。参加冲管正式系统已验收合格并已达冲管条件。加药、取样系统安装调试完毕，具备投运条件。冲管关于暂时设施已安装完毕，并已验收合格。冲管电动门远方操作、手动操作及就地电动操作要对的灵活。冲管现场应道路畅通，照明充分，通讯便利。大机盘车应达到运营条件，并通过试转，汽缸温度测点能投用，与汽机本体关于管道要所有断开，冲管过程中，大机应持续盘车。凝结水精解决系统达投用条件。靶板等准备完好。安全环保办法完善。8.结束语当前国内已经投产运营1000MW机组已有多台，如玉环4台机组、邹县#7、#8机组、天津北疆#1、#2机组机组，吹管方案依照机组状况也不尽相似，大机吹管成功与否直接决定着机组整组启动。大机吹管是分部试运中投入成本最高一步，大机吹扫用暂时管道多，口径大，管材规定高，暂时管道焊接规定高。同步大机吹管又是考验设备及系统运营最佳时机。规划好大机吹管，即可以大大节约资金，又可保证机组整套运营顺利进行，为将来同类型机组大机吹扫留下宝贵经验及知识财富。9参照文献：1.锅炉启动调试导则（）2.火电机组达标投产考核原则3.#2机组汽机专业施工组织设计572J007SEPCOAGN4.化学监督导则5.火电工程启动调试工作规定6.火力发电厂基本建设工程启动及竣工验收规程7. 中华人民共和国电力出版社火力发电厂汽水管道设计技术规定8.上海人民出版社金属材料手册9.天津北疆#2机大机吹管办法。10.玉环电厂#2机大机吹管办法。11.玉环电厂#4机大机吹管办法。12.邹县发电厂#7机大机吹管办法。10.作者简介：张 超 男 山东电力建设第二工程公司，汽机工程处管道专工刘东现 男 山东电力建设第二工程公司，北疆项目汽机工程处技术组长王海峰 男 山东电力建设第二工程公司，北疆项目汽机工程处管道班长10.北疆#2机暂时管道布置图（含小机高压进汽吹扫）主蒸汽管道再热热段管道去凝汽器高压主汽门再热器中压主汽门中压主汽门高压主汽门盲板疏水门门临冲门2临冲门1临冲门1=疏水门门17mC列向锅炉冷段二次汽吹扫接通二次汽吹扫时取下二次汽吹扫接通高旁门过热器疏水门门再热冷段母管消音器小机高压主汽阀小机高压主汽阀疏水门门临冲门3靶板器1二次汽吹扫接通正式管道一次汽管道二次汽管道