一种超超临界1000MW级锅炉降压吹管系统的制作方法

一种超超临界1000mw级锅炉降压吹管系统
技术领域
1.本实用新型属于火力发电厂锅炉蒸汽吹管领域，具体是一种超超临界1000mw 级锅炉降压吹系统。


背景技术：

2.随着国家工业的高度发展，电力需求量也越来越大，要求越来越高，因此，火力发电厂在国家经济高度发展的过冲中显示出越来越重要的作用。作为火力发电厂中最重要的设备之一，锅炉及其附属设备的更新换代也越来越快。高参数、大容量的超超临界直流锅炉因其具有高发电量、低煤耗的经济优势，成为近年来发展最快，使用最普遍的锅炉类型。
3.新安装的机组因为制造、安装、储存、运输等方面的原因，在过热器、再热器系统及蒸汽管道内不同程度地残存着沙粒、氧化铁皮、铁屑、焊渣、未冲洗掉的化学清洗物，这些物质存在于受热面内，引起受热面管子堵塞、爆管及高温腐蚀，或被带入汽轮机内，将危及汽轮发电机组的安全运行，所以新建超超临界 1000mw级锅炉受热面中水冷壁、过热器、再热器及其蒸汽管道内部的清洁程度对机组的安全经济运行及能否顺利投产关系重大。
4.为了清除在制造、运输、保管、安装过程中管内积存的杂物和产生的锈蚀，必须对锅炉的过热器、再热器及蒸汽管道进行蒸汽吹洗，以防止机组运行中过热器、再热器爆管和汽机通流部分损伤，提高机组的安全性和经济性，并改善运行期间的蒸汽品质。以往新建机组大多采用降压吹管的方式，其吹管效果较差，在吹管过程中可能会出现过热器管内的杂质冲到再热器管内形成二次污染，延长吹管周期。除此之外，现有蒸汽吹管要求在过热器出口和再热器出口分别设有靶板，在蒸汽吹管期间需要对靶板安装及更换，现有的吹管系统中靶板为固定式，其靶板更换工作复杂，增加了工作人员在高温高压蒸汽区域更换靶板的工作强度和危险性。


技术实现要素：

5.针对现有技术的不足，本实用新型提供了一种超超临界1000mw级锅炉降压吹管系统，该系统体可以大幅降低吹管周期，节省大量燃料和除盐水，过程环保高效且降噪。
6.为了解决上述技术问题，本实用新型提供了一种超超临界1000mw级锅炉降压吹管系统，所述吹管系统包括过热器、高压主汽门、再热冷却管道、再热器、中压主汽门和排空临时管，所述过热器的进口与汽水分离器连通，过热器的出口通过主蒸汽管与高压主汽门连通，高压主汽门通过临时管道与再热冷却管道连通，在临时管道上设有临吹门，再热冷却管道的出口与再热器的进口连通，在再热冷却管道上设有高效集粒器，再热器通过中压主汽门与排空临时管连通，在排空临时管上依次设有快速更换靶板的靶板器装置和消声器；所述临吹门采用电动直驱快开临吹门；所述高效集粒器包括两端敞开的外筒和一端敞开另一端设有锥形封堵板的多孔管，多孔管置于外筒内，多孔管的尾端外壁与外筒之间通过封堵板封堵，并通过封堵板与外筒固定连接，在外筒对应多孔管开孔区域设有污物收集箱；所述高效集粒器的多孔管开口尾端与再热冷却管道连通，另一端通过外筒与再热器连接。
7.本实用新型进一步的技术方案：所述高压主汽门、中压主汽门均设有两个，且两个高压主汽门并联后与临时管道连接，两个中压主汽门并联后两端分别与再热器和排空临时管连通。
8.本实用新型较优的技术方案：所述高效集粒器设有两个，再热冷却管道与再热器的连接端分成两个支管，两个高效集粒器分别设置在两个支管上。
9.本实用新型较优的技术方案：所述快速更换靶板的靶板器装置包括设置在排空临时管上的靶板轴和靶板，靶板轴从排空临时管一侧插入，并贯穿排空临时管后，嵌入另一侧的靶轴托槽内，其插入端口通过密封装置密封，所述密封装置包括设置在靶板轴插入口的法兰套、法兰盖、门型顶架和千斤顶，靶板轴的靶轴手柄置于法兰套与法兰盖之间，并通过固定螺栓固定锁紧，在靶板轴上设有靶板插槽，所述靶板插槽为45
°
的燕尾槽，其靶板的两侧设有与其匹配的插块，并能匹配插入靶板轴上的燕尾槽内。所述门型顶架架设在法兰套上方，其两端通过销轴螺栓与排空临时管连接，并在销轴螺栓松开状态下在180
°
度范围内转动；所述千斤顶置于法兰盖上，另一端与旋转至与靶板轴垂直状态的门型顶架顶接，并在门型顶架的反作用力下千斤顶顶紧法兰盖进行密封。
10.本实用新型较优的技术方案：所述高效集粒器的污物收集箱下部设有法兰和排污门。
11.本实用新型中使用的快速更换靶板的靶板器装置，采用本技术发明人于2019 年申请的专利号为2019212079440的中国实用新型专利：一种用于锅炉蒸汽吹管中快速更换靶板的靶板器装置；本技术中的消声器使用本技术的发明人申请的专利号2010205476651的中国实用新型专利公开的一种大型机组蒸汽吹洗消音器。本实用新型中的临吹门为大口径，大力矩的电机直接驱动快速连续开关的临吹门，全开或全关在30s以内。
12.本实用新型在一、二次汽串联吹管临时系统中合理布置压损小、集粒高效集粒器，收集颗粒状杂物，及部分类似粉末状的锈蚀物，避免过热器管内的杂质冲到再热器管内形成二次污染，吹管周期可大幅缩短；配置一套提升靶板质量及能快速更换靶板的靶板器装置，以达到快速更换靶板并大幅度减小作业人员的在高温高压蒸汽区域工作强度和危险性，45
°
燕尾槽式固定铝质靶板，取消靶板中间螺栓固定，靶板检验区域不受松紧螺栓造成不必要损伤，提高检测质量和精度，并杜绝因螺栓固定拆除靶板时产生非吹管颗粒痕迹，造成靶板质量不合格，而引起吹管时间延长。靶板更换只需用专用钩钉即可快速取出，大幅度减小作业人员的工作强度和危险性。配置大口径，大力矩电机直接驱动快速连续开关的临吹门，全开或全关在30s以内，蒸汽可产生瞬态压降，吹管系数高，吹管效果好。配置压损小，降噪效果好的大型消音器(如图4)，使得吹管期间噪音大幅降低，可连续吹管而不对周边居民噪音扰民。
13.本实用新型的有益效果：
14.(1)本实用新型的临时系统包括布置在一、二次汽串联吹管临时系统中的压损小、集粒高效集粒器，可以收集颗粒状杂物，及部分类似粉末状的锈蚀物，避免过热器管内的杂质冲到再热器管内形成二次污染，吹管周期可大幅缩短。
15.(2)本实用新型中的靶板采用能快速更换靶板的靶板器装置，以达到快速更换靶板并大幅度减小作业人员的在高温高压蒸汽区域工作强度和危险性。
16.(3)本实用新型配置大口径，大力矩电机直接驱动快速连续开关的临吹门，全开或
全关在30s以内，蒸汽可产生瞬态压降，吹管系数高，吹管效果好；超超临界1000mw级锅炉吹管用的锅炉蒸汽量主要依靠自身的蓄热量产生，锅炉吹管间断进行，降压吹扫，在锅炉汽水分离器压力达到正式吹管参数7.0
‑
8.0mpa时，开启吹管主汽门后临吹门保证吹管系数大于1。
17.(4)本实用新型配置压损小，降噪效果好的大型消音器，使得吹管期间噪音大幅降低，可连续吹管而不对周边居民噪音扰民。
18.本实用新型整体结构简单、配置系统简洁、压损小，系统应力小，热膨胀合理，采用自制快速更换靶板的靶板装置，设计集粒高效集粒器，直驱快开的临吹门，压损、应力小膨胀合理的临吹管系统以及高效降噪的消音器，使得吹管周期大幅降低，节省大量燃料和除盐水，过程环保高效。
附图说明
19.图1是本实用新型的结构示意图；
20.图2是本实用新型中高效集粒器的结构示意图；
21.图3是本实用新型中靶板器装置吹管状态的正面结构示意图；
22.图4是本实用新型中靶板器装置吹管状态的侧面结构示意图；
23.图5是本实用新型的消音器正面结构示意图。
24.图中：1—过热器，2—高压主汽门，3—临吹门，4—高效集粒器，401—外筒， 402—多孔管，403—封堵板，404—污物收集箱，405—法兰，406—排污门，5—再热器，6—中压主汽门，7—靶板器装置，700—靶板轴，701—靶板，702—法兰套，703—法兰盖，704—门型顶架，705—千斤顶，706—靶轴托槽，8—排空临时管，9—主蒸汽管，10—再热冷却管道，11—临时管道，12—汽水分离器， 13—消声器。
具体实施方式
25.下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明。附图1至图5均为实施例的附图，采用简化的方式绘制，仅用于清晰、简洁地说明本实用新型实施例的目的。以下对在附图中的展现的技术方案为本实用新型的实施例的具体方案，并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
26.在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，或者是本领域技术人员惯常理解的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，“设置”、“连接”等术语应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接连接，也可以通过中间媒介间接连接，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
27.实施例提供了一种超超临界1000mw级锅炉降压吹管系统，如图1所示，所述吹管系
统包括过热器1、高压主汽门2、再热冷却管道10、再热器5、中压主汽门6和排空临时管8，所述过热器1的进口与汽水分离器12连通，过热器1 的出口通过主蒸汽管9与高压主汽门2连通，高压主汽门2通过临时管道11与再热冷却管道10连通，在临时管道11上设有临吹门3，再热冷却管道10的出口与再热器5的进口连通，在再热冷却管道10上设有高效集粒器4，再热器5通过中压主汽门6与排空临时管8连通，在排空临时管8上依次设有快速更换靶板的靶板器装置7和消声器13；所述高压主汽门2和中压主汽门6均设有两个，且两个高压主汽门2并联后与临时管道11连接，两个中压主汽门6并联后两端分别与再热器5和排空临时管8连通。所述高效集粒器4设有两个，再热冷却管道10 与再热器5的连接端分成两个支管，两个高效集粒器4分别设置在两个支管上。所述临吹门3采用大口径，大力矩电机直接驱动快速连续开关的临吹门，全开或全关在30s以内，蒸汽可产生瞬态压降，吹管系数高，吹管效果好。
28.实施例中所述的高效集粒器4，如图2所示，包括两端敞开的外筒401和一端敞开另一端设有锥形封堵板的多孔管402，多孔管402置于外筒401内，多孔管402的尾端外壁与外筒401之间通过封堵板403封堵，并通过封堵板403与外筒401固定连接，在外筒401对应多孔管402开孔区域设有污物收集箱404；所述高效集粒器4的多孔管402开口尾端与再热冷却管道10连通，另一端通过外筒与再热器5连接。所述高效集粒器4的污物收集箱404下部设有法兰405和排污门406。实施例中的高效集粒器4安装在锅炉炉前36.8m层水平管上，分左右两个，集粒器接口大小为φ813，压力≥6.0mpa、温度≥500℃数量2台，单个集粒器流通总截面积应不小于主蒸汽管道有效截面积的6倍(即0.534
㎡
)，考虑到吹管时的动量比及最佳吹管效果，集粒器的阻力≤0.1mpa。集粒器内套管的管径与冷段管径相同，其管段径向、圆周方向错开钻眼，眼径为套管最底部圆周方向200mm不钻眼，套管出渣口用偏心大小头连接接至外管出渣，有利于集粒器排渣干净、彻底。在其排渣口加设一手动闸阀(dn200)控制排渣，吹管时，集粒器排渣门全开，将过热器、主蒸汽管、再热冷段管内易带走的杂物直接排出，吹管期间定期开启集粒器排渣门排渣。
29.实施中的快速更换靶板的靶板器装置7如图3和图4所示，包括设置在排空临时管8上的靶板轴700和靶板701，靶板轴700从排空临时管8一侧插入，并贯穿排空临时管8后，嵌入另一侧的靶轴托槽706内，其插入端口通过密封装置密封，所述密封装置包括设置在靶板轴700插入口的法兰套702、法兰盖703、门型顶架704和千斤顶705，靶板轴700的靶轴手柄置于法兰套702与法兰盖703 之间，并通过固定螺栓固定锁紧，在靶板轴700上设有靶板插槽707，所述靶板插槽为45
°
的燕尾槽，其靶板701的两侧设有与其匹配的插块，并能匹配插入靶板轴700上的燕尾槽内。所述门型顶架704架设在法兰套702上方，其两端通过销轴螺栓与排空临时管8连接，并在销轴螺栓松开状态下在180
°
度范围内转动；所述千斤顶705置于法兰盖703上，另一端与旋转至与靶板轴700垂直状态的门型顶架704顶接，并在门型顶架704的反作用力下千斤顶705顶紧法兰盖703进行密封。本实用新型的靶板采用铝板，长度为：1115mm,宽度为:92mm，厚度:10mm，表面抛光处理；靶板为45
°
燕尾结构，以燕尾槽方式固定靶板替代螺栓固定，确保靶板更换不受螺栓紧固拆除影响，燕尾槽式靶板受检面为整体，机械强度高。顶部开孔作为放置及抽出靶板。本实用新型的吹管初期不放置靶板701期间，用法兰盖703将靶板器装置上部法兰封闭形成蒸汽通道进行吹管。吹管需加装靶板器及靶板701时，先将法兰盖703拆开，将靶板器及靶板703放入，盖上法兰盖插入两件固定螺栓
作为靶板器限位。将门型顶架704垂直放置，在门型顶架及法兰盖之间放置16t千斤顶并将千斤顶705受力，顶住固定法兰盖即可吹管。单次吹管压降后关闭临吹门并断电，松开千斤顶，水平放置门型架，取出固定螺栓，打开法兰即可用专用工具取出靶板。重新放置新靶板，盖上法兰盖插入固定螺栓及门型架垂直放置将千斤顶受力即再次吹管。吹管需放置靶板重复上述操作即可。
30.实施例中的蒸汽临时管道自主厂房运行层引至厂房外0m与消音器13连接，消音器13布置在零米固定端外钢板组件上，钢板组件布置两块(单重12吨)，走道板上布置三套支架，一套限位支架两套滑动支架，限位支架布置在消音器的进口管道上，两套滑动支架布置在消音器上。消音器重约19.55t，内有消音气压分流套管2根，内管与排汽母管管径相同，中间管消音器最外层管内、中、管各用钻眼的方式分压消音，使气流沿圆周方向分压排汽，汇合在消音器外套管沿水平排汽，消音器2层内套管眼径分别眼径分别各排眼空错开布置，加强其强度，其各层套管端用堵板封闭最外层套管与消音器最外层管之间用筋板加强。该消音器降噪消音好，经测试厂房内噪音85db, 厂房外离消音器5米处噪音98db,20米噪音92db,厂房围墙外居民生活区处噪音 81db,噪音相对无消音器小得多。吹管效果好、安全可靠性，经济实用性。
31.本实用新型中1000mw级汽锅炉蒸汽系统吹管流程：启动分离器
→
过热器
→
主蒸汽管
→
主汽分支管
→
主汽门(加堵板)
→
临时分支管引出
→
临时吹管控制电动门
→
临时管
→
冷再管
→
集粒器
→
冷再管
→
再热器
→
热段
→
中联门门前分支管
→
中联门(加堵板)
→
临时分支管引出
→
临时管
→
靶板器
→
临时管
→
消音器排大气。
32.本实用新型中的1000mw级超超临界锅炉吹管临时系统，在保证吹管系数大于1的前提下，采用降压方式吹管时，启动分离器出口压力定为7.0～8.0mpa之间开临吹门，并根据现场情况加以调整。控制门开关阶段应保证蒸汽饱和温度温降不大于42℃。在吹管过程中要控制主汽温度在450℃以内，再热蒸汽温度控制在500℃以内；临吹门3前临时管道设计压力p>10.0mpa，t≥500℃；临吹门后临时管道设计压力p>6.0mpa，t≥500℃；中压主汽门6引出至排空临时管8 设计压力p>5.0mpa，t≥500℃；排汽母管设计压力p>2.0mpa，t≥500℃。
33.临时吹管管道及与之相连的正式管道应力分析采用caesar ii软件，管道参数以及边界条件依据临时管道布置图(含支吊架定位)、临时吹管蒸汽参数和吹管范围、高压主汽阀接口热位移等，计算工况包括冷态(sus)、热态(ope)、含消音器排汽反力的热态(ope)、热膨胀态(exp)等。计算结果表明，依据应力计算中的支吊架设置，管系的一次、二次应力值合格，高压主汽阀接口推力和力矩等符合汽轮机厂要求，计算通过。应力分析的结果中支吊架荷载给定了支吊架的型式、荷载和位移，现场安装时结合布置图进行安装。现场安装支吊架时按支吊架设计的型式进行安装，保证支吊架各零部件的荷载满足设计的荷载要求，对于带间隙(gap)值的支吊架，加强控制，保证安装精度满足gap要求。
34.湖北能源鄂州电厂三期项目2
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1000mw超超临界机组采用哈尔滨锅炉厂有限责任公司生产的hg
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3159/29.3
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ym6超超临界变压运行直流锅炉，采用п型布置、单炉膛、一次中间再热、低nox主燃烧器和高位燃尽风分级燃烧技术、反向双切圆燃烧方式，炉膛为内螺纹管垂直上升膜式水冷壁，带循环泵启动系统。锅炉吹管采用降压吹管。吹管临时系统按照本
实用新型进行布置，其实际应用，安全可靠，吹管周期短，为机组提前投产创造条件并大量节省燃料和除盐水，环保且经济效益良好。
35.以上所述，只是本实用新型的一个实施例，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本实用新型范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型的保护范围应以所附权利要求为准。