0、前言
當鍋爐的安裝工作結束，鍋爐作了水壓試驗和化學清洗之后，發電機組便進入了對鍋爐主要輔機及系統進行“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、再熱器及其相關的蒸汽管道在制造、運輸、存放及安裝過程中積存其內部的沙石、焊渣、銹垢及氧化皮等雜物，使品質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，其中有國內對于超臨界鍋爐的吹管積累經驗不足的因素，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則》，主要適用于100 MW及以上采用汽包鍋爐的國產機組，而對于其它機組為參照執行，并沒有對超臨界機組鍋爐吹管的細節規定。目前從吹管方法看，既有采用熄火降壓方法，也有按“穩壓法”制訂吹管方案。從實際情況看，大多數電廠由于工期等現場因素的制約，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，由于其系統復雜使得吹管操作比較繁瑣，存在著吹管操作方法極不規范的現象，本文根據某超臨界鍋爐的吹管工作實踐，對帶循環泵的啟動系統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備壽命的損害，把影響機組安全運行的因素消除在調試階段，從而保證機組的安全穩定運行。富通新能源生產銷售生物質鍋爐，生物質鍋爐主要燃燒顆粒機、木屑顆粒機壓制的生物質顆粒燃料，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、系統介紹
直流鍋爐與傳統的鍋爐一樣，給水從給水泵來，經給水調節閥，流量孔板進入省煤器、水冷壁。直流鍋爐的啟動系統與傳統的汽包爐有著明顯的不同，對于帶循環泵的啟動系統而言，在循環泵投運的情況下，能回收大部分的工質和熱量。帶循環泵的直流鍋爐啟動系統由分離器，貯水箱，過冷水管道(383)、循環泵出口管道(381)、高水位控制管道(341)、循環泵旁路管道(382)及暖管系統管道(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)以防止水泵中產生汽蝕。鍋爐啟動期間水是冷的時候，鍋爐的布置設計保證了循環泵的壓頭不低于NPSH。隨著鍋爐加熱，循環泵進口處水的密度降低，為了防止壓力降到NPSH以下，設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泵的超臨界直流鍋爐的啟動系統操作方法進行論述，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。穩壓吹管是在保證吹管系數大于1的前提下，控制鍋爐燃料量，使其壓力在一段時間內保持相對穩定，利用鍋爐產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，理論上采用穩壓吹管效果比較好，且吹管導則中也建議采用穩壓吹管。但是，由于受到制水能力和制粉系統運行的限制，很少能夠實現真正的穩壓吹管，實際吹管中降壓吹管方式比較多。采用不熄火吹管時，為保證鍋爐循環泵安全，就要保證儲水罐水位，這就存在一個水位調節的問題，就要協調控制好鍋爐給水泵、循環泵、儲水罐疏水流量之間的關系，操作起來難度加大。在鍋爐進行降壓吹管時，鍋爐產生大量蒸汽使得儲水箱產生虛假水位，使水位控制困難，如果控制不好，會引起水冷壁內工質流量分配不均，水冷壁可能有局部超溫現象發生。對于直流鍋爐而言，吹管過程實際上已包括了從凝結水清洗開始的冷態啟動程序。
2.1點火前的沖洗
超臨界直流鍋爐對給水品質有嚴格的要求，在鍋爐點火前，給水品質必須達到標準。為了使水質達到啟動點火和蒸汽吹管的條件，避免系統及設備帶入水中的鐵重新污染水質，同時防止濾網堵塞引起水泵跳閘，吹管前應對凝結水系統和鍋爐給水系統進行水沖洗。在進行凝結水系統水沖洗時，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量濃度小于500ug/L時，沖洗水通過前置過濾器及精除鹽系統，返回凝汽器，循環沖洗，除氧器可不再排放，使鐵質量濃度繼續下降。當前置過濾器進口水鐵質量濃度小于200ug/L時，凝結水系統沖洗結束。沖洗過程中投入加氨設備，控制沖洗水pH值為9.0～9.3。凝結水系統沖洗結束后，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進行冷態沖洗。沖洗中維持除氧器的最低除氧溫度并投入加藥設備，當鍋爐汽水分離器出口水質含鐵質量濃度大于500ug/L時，應進行排放，含鐵質量濃度小于500ug/L時進行回收。當循環清洗進行到省煤器入口水質含鐵量小于50ug/L時，分離器出口含鐵質量濃度小于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，應注意分離器儲水箱水位的控制，保持爐水循環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，在鍋爐運行中應保證省煤器入口流量在本生流量以上，通過調整給水旁路調節門和爐水循環泵出口調節門來保持省煤器人口流量；為保持省煤器入口流量首先應防止爐水循環泵跳閘，運行中應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，然后繼續增加給水流量直至500～550t/h。超臨界鍋爐啟動系統容積小，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，水箱內存水瞬間大量水汽氣化，儲水箱產生虛假水位現象，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，監視分離器水位不超過最高水位即可。此時應聯鎖打開循環泵過冷水電動閥，防止循環泵受到汽化的傷害。
(4)鍋爐蒸汽壓力降落到吹管結束壓力后準備關閉臨時吹掃電動門，在關臨沖門過程中仍保持給水流量不變。關臨吹門時應注意貯水箱水位降低幅度，水位降低較快時停止繼續關臨沖門，臨時吹掃電動門應設計成具有中停功能的電動門，根據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，防止爐水循環泵跳閘。
(5)臨時吹掃電動門全部關閉后，儲水箱內部虛假水位現象并不會馬上消失，只有當儲水箱壓力開始回升后虛假水位才能消失，所以臨沖門全關后應繼續保持給水流量，直至儲水箱水位穩定后再減少給水流量，吹管結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定過熱器溫度，吹管結束后給煤量減回至吹管前水平。
(7)在進行汽溫調整時，為保證吹管效果，提高主汽溫度，將再熱煙氣當板關至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，電泵再循環門應關閉，保證電泵流量穩定無超負荷現象。
(2)吹管過程中要保證儲水箱水位和省煤器入口流量，要求鍋爐調水人員與汽機監視給水人員互相聯系，開臨吹門前先加給水，調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)開臨沖門前應提前增加給煤量，保證蒸汽溫度，根據開門時間長短，關門前提前減少保持汽溫高些，同時關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通過關小爐水循環泵出口調節門控制儲水箱水位
開臨吹門前，增加給水流量后，將爐水泵出口調節門關小，以控制儲水箱水位。關臨吹門時，保持給水量不變，逐漸開爐水泵出口調節門，爐水泵再循環全關后減給水流量。我們認為這種操作導致爐水循環泵再循環門反復打開關閉，使水箱水位波動較大，不宜采用。因為在開爐水泵出口調節門時，由于爐水泵突然打水，造成水箱水位降低過快，導致爐水泵跳閘，而且造成爐水循環泵再循環門反復開關，造成爐水循環泵再循環門損壞。
3.2臨吹門打開后，循環泵過冷水電動門關閉
臨吹門打開后，儲水箱內存水由于壓力迅速降低將發生汽化，循環泵過冷水電動門若保持關閉狀態，可能導致循環泵由于汽蝕損壞，此時應聯鎖打開循環泵過冷水電動門。富通新能源生產銷售的生物質鍋爐以及木屑顆粒機壓制的生物質顆粒燃料是客戶們不錯的選擇。
3.3修改保護定值
臨吹門全關后水位波動較大，為防止循環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泵廠家給定，主要保證循環泵有足夠的吸入水頭，防止循環泵由于汽蝕損壞，所以不應修改跳閘定值而犧牲循環泵的安全。
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，可明顯縮短調試時間，但由于降壓吹管操作復雜，參與系統眾多，應在具體操作上提前做好方案，保證鍋爐水冷壁和爐水循環泵的安全。以上介紹國內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計的參考。
當鍋爐的安裝工作結束，鍋爐作了水壓試驗和化學清洗之后，發電機組便進入了對鍋爐主要輔機及系統進行“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、再熱器及其相關的蒸汽管道在制造、運輸、存放及安裝過程中積存其內部的沙石、焊渣、銹垢及氧化皮等雜物，使品質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，其中有國內對于超臨界鍋爐的吹管積累經驗不足的因素，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則》，主要適用于100 MW及以上采用汽包鍋爐的國產機組，而對于其它機組為參照執行，并沒有對超臨界機組鍋爐吹管的細節規定。目前從吹管方法看，既有采用熄火降壓方法，也有按“穩壓法”制訂吹管方案。從實際情況看，大多數電廠由于工期等現場因素的制約，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，由于其系統復雜使得吹管操作比較繁瑣，存在著吹管操作方法極不規范的現象，本文根據某超臨界鍋爐的吹管工作實踐，對帶循環泵的啟動系統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備壽命的損害，把影響機組安全運行的因素消除在調試階段，從而保證機組的安全穩定運行。富通新能源生產銷售生物質鍋爐，生物質鍋爐主要燃燒顆粒機、木屑顆粒機壓制的生物質顆粒燃料，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、系統介紹
直流鍋爐與傳統的鍋爐一樣，給水從給水泵來，經給水調節閥，流量孔板進入省煤器、水冷壁。直流鍋爐的啟動系統與傳統的汽包爐有著明顯的不同，對于帶循環泵的啟動系統而言，在循環泵投運的情況下，能回收大部分的工質和熱量。帶循環泵的直流鍋爐啟動系統由分離器，貯水箱，過冷水管道(383)、循環泵出口管道(381)、高水位控制管道(341)、循環泵旁路管道(382)及暖管系統管道(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)以防止水泵中產生汽蝕。鍋爐啟動期間水是冷的時候，鍋爐的布置設計保證了循環泵的壓頭不低于NPSH。隨著鍋爐加熱，循環泵進口處水的密度降低，為了防止壓力降到NPSH以下，設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泵的超臨界直流鍋爐的啟動系統操作方法進行論述，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。穩壓吹管是在保證吹管系數大于1的前提下，控制鍋爐燃料量，使其壓力在一段時間內保持相對穩定，利用鍋爐產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，理論上采用穩壓吹管效果比較好，且吹管導則中也建議采用穩壓吹管。但是，由于受到制水能力和制粉系統運行的限制，很少能夠實現真正的穩壓吹管，實際吹管中降壓吹管方式比較多。采用不熄火吹管時，為保證鍋爐循環泵安全，就要保證儲水罐水位，這就存在一個水位調節的問題，就要協調控制好鍋爐給水泵、循環泵、儲水罐疏水流量之間的關系，操作起來難度加大。在鍋爐進行降壓吹管時，鍋爐產生大量蒸汽使得儲水箱產生虛假水位，使水位控制困難，如果控制不好，會引起水冷壁內工質流量分配不均，水冷壁可能有局部超溫現象發生。對于直流鍋爐而言，吹管過程實際上已包括了從凝結水清洗開始的冷態啟動程序。
2.1點火前的沖洗
超臨界直流鍋爐對給水品質有嚴格的要求，在鍋爐點火前，給水品質必須達到標準。為了使水質達到啟動點火和蒸汽吹管的條件，避免系統及設備帶入水中的鐵重新污染水質，同時防止濾網堵塞引起水泵跳閘，吹管前應對凝結水系統和鍋爐給水系統進行水沖洗。在進行凝結水系統水沖洗時，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量濃度小于500ug/L時，沖洗水通過前置過濾器及精除鹽系統，返回凝汽器，循環沖洗，除氧器可不再排放，使鐵質量濃度繼續下降。當前置過濾器進口水鐵質量濃度小于200ug/L時，凝結水系統沖洗結束。沖洗過程中投入加氨設備，控制沖洗水pH值為9.0～9.3。凝結水系統沖洗結束后，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進行冷態沖洗。沖洗中維持除氧器的最低除氧溫度并投入加藥設備，當鍋爐汽水分離器出口水質含鐵質量濃度大于500ug/L時，應進行排放，含鐵質量濃度小于500ug/L時進行回收。當循環清洗進行到省煤器入口水質含鐵量小于50ug/L時，分離器出口含鐵質量濃度小于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，應注意分離器儲水箱水位的控制，保持爐水循環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，在鍋爐運行中應保證省煤器入口流量在本生流量以上，通過調整給水旁路調節門和爐水循環泵出口調節門來保持省煤器人口流量；為保持省煤器入口流量首先應防止爐水循環泵跳閘，運行中應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，然后繼續增加給水流量直至500～550t/h。超臨界鍋爐啟動系統容積小，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，水箱內存水瞬間大量水汽氣化，儲水箱產生虛假水位現象，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，監視分離器水位不超過最高水位即可。此時應聯鎖打開循環泵過冷水電動閥，防止循環泵受到汽化的傷害。
(4)鍋爐蒸汽壓力降落到吹管結束壓力后準備關閉臨時吹掃電動門，在關臨沖門過程中仍保持給水流量不變。關臨吹門時應注意貯水箱水位降低幅度，水位降低較快時停止繼續關臨沖門，臨時吹掃電動門應設計成具有中停功能的電動門，根據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，防止爐水循環泵跳閘。
(5)臨時吹掃電動門全部關閉后，儲水箱內部虛假水位現象并不會馬上消失，只有當儲水箱壓力開始回升后虛假水位才能消失，所以臨沖門全關后應繼續保持給水流量，直至儲水箱水位穩定后再減少給水流量，吹管結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定過熱器溫度，吹管結束后給煤量減回至吹管前水平。
(7)在進行汽溫調整時，為保證吹管效果，提高主汽溫度，將再熱煙氣當板關至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，電泵再循環門應關閉，保證電泵流量穩定無超負荷現象。
(2)吹管過程中要保證儲水箱水位和省煤器入口流量，要求鍋爐調水人員與汽機監視給水人員互相聯系，開臨吹門前先加給水，調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)開臨沖門前應提前增加給煤量，保證蒸汽溫度，根據開門時間長短，關門前提前減少保持汽溫高些，同時關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通過關小爐水循環泵出口調節門控制儲水箱水位
開臨吹門前，增加給水流量后，將爐水泵出口調節門關小，以控制儲水箱水位。關臨吹門時，保持給水量不變，逐漸開爐水泵出口調節門，爐水泵再循環全關后減給水流量。我們認為這種操作導致爐水循環泵再循環門反復打開關閉，使水箱水位波動較大，不宜采用。因為在開爐水泵出口調節門時，由于爐水泵突然打水，造成水箱水位降低過快，導致爐水泵跳閘，而且造成爐水循環泵再循環門反復開關，造成爐水循環泵再循環門損壞。
3.2臨吹門打開后，循環泵過冷水電動門關閉
臨吹門打開后，儲水箱內存水由于壓力迅速降低將發生汽化，循環泵過冷水電動門若保持關閉狀態，可能導致循環泵由于汽蝕損壞，此時應聯鎖打開循環泵過冷水電動門。富通新能源生產銷售的生物質鍋爐以及木屑顆粒機壓制的生物質顆粒燃料是客戶們不錯的選擇。
3.3修改保護定值
臨吹門全關后水位波動較大，為防止循環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泵廠家給定，主要保證循環泵有足夠的吸入水頭，防止循環泵由于汽蝕損壞，所以不應修改跳閘定值而犧牲循環泵的安全。
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，可明顯縮短調試時間，但由于降壓吹管操作復雜，參與系統眾多，應在具體操作上提前做好方案，保證鍋爐水冷壁和爐水循環泵的安全。以上介紹國內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計的參考。
