大型火电机组吹管靶板装置应用及研究

[摘 要]目前大型火力发电机组由于系统参数的提高和系统复杂性的增加，对与蒸汽吹管临时系统安全性及检查准确性提出了更高的要求，作为吹管结果检查载体的靶板装置更为受到重视，本文针对以往火电机组吹管各种形式靶板装置的优缺点进行探讨及论述，并提出采取一种新型靶板装置的研制，为高参数大容量火电机组的吹管靶板装置提供了有意义的参考。

[关键词]超超临界火电机组 吹管 靶板装置 安全性

中图分类号：TF046.6在 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）18-0296-02

Application and Research Regarding Steam Blowing Target Plate in Large Thermal Power Plant

Han ChunFeng Wang HaiBo Sun Xuzhan

Powerchina Henan Engineering Corporation Zhengzhou City， Henan Province 450000

[Abstract] Now it shall improve safety of steam blowing temporary system and check accuracy due to the greater parameter the system requires and raise of system complexity and shall attach more importance to target plate as steam blowing check carrier. In this article， it will discuss and dig into advantages and disadvantages of all types of target plates used in power plants and come up with research of a new type of target plate to provide meaningful references for steam blowing target plate in power plant with large parameter.

[Key words]Ultra Super Critical Power Plant； Steam Blowing； Target Plant； Safety

1 靶板装置作用：

过热器、再热器及蒸汽管道吹管是火电建设工程机组投运前的一道重要工序，其目的是以蒸汽为动力来吹洗相关的设备及蒸汽管道，以清除

在制造、运输、存放及安装过程中积存其内部的沙石、焊渣、锈垢及氧化皮等杂物，使合格的蒸汽进入汽轮机，以防止机组运行中爆管和汽机通流部分损伤，提高机组的安全性和经济性，证机组的安全运行。蒸汽吹管的范围包括如下系统：过热器、主蒸汽管道、再热器、再热器冷段及热段管道、高压旁路管道。

吹管一般分为稳压吹扫和蓄能降压吹扫两种方式，吹管质量的评定标准是依靠装设在靶板装置上的铝制靶板被管道内部高温高压蒸汽冲刷的杂质冲击下所留的斑痕数量及大小来判定是否合格。

2 以往常用靶板装置结构：

作为拆装靶板的载体，靶板装置首先应具有足够的安全性，能报保证更换人员的安全性，不被蒸汽烫伤，其次应具备足够的强度，密封性好，操作灵活。

以往常用的靶板装置有法兰直轴式及串轴式，均为手动操作，从制造工艺及操作方法看，均存在一定缺陷性，下面逐一进行论述：

2.1 法兰式直轴靶板装置结构及优缺点：

法兰直轴式靶板装置为垂直式布置，多应用于300MW及以下火电机组降压吹管临时系统，因需拆卸法兰所以更换靶板时间较长，且对吹管关断的临控门的严密性有较强的依赖性，而且由于形式问题拆卸靶板必须搭设较大的更换靶板平台，如果其中一个环节出现问题，靶板将无法更换，从而影响整个吹管的试运过程。

2.2 串轴式靶板装置结构及优缺点：

手动串轴式靶板一般为水平布置，多应用与降压吹管临时系统，优点为布置操作较为方便，缺点为满足更换靶板的要求必须考虑两根排气管的间距，对管道布置有一定要求，且更换时间较长，在更换过程中有大量蒸汽外漏，为更换靶板人员带来很大的安全隐患。上述手动型靶板装置均只能应用在降压吹扫的机组（在更换靶板的时候，临控门处于关闭状态），目前600MW超临界以上机组，因锅炉结构及试运周期考虑，多采用稳压吹扫（临控门处于常开状态），而在稳压吹扫的状态下采用上述靶板装置均存在较大的安全隐患和缺陷性，造成无法更换靶板。

目前，有些单位在吹管过程中应用电动靶板装置，冷态操作实验过程中，可以稳定拆卸更换靶板，但因电动头功率及传动速度问题，操作时间较长，且稳压吹管介质参数压力及温度较高，造成部件变形卡涩，在新密电厂二期工程#4机及沁北电厂三期工程#6机组吹管过程中均出现靶板装置变形卡涩，无法及时更换靶板问题。

3 新型气动靶板装置的研制：

综合上述靶板装置的优缺点，我们结合以往工程的经验，集思广议，开阔思路，对靶板装置设计和安装的进行规范和改进，改进相关结构及工艺，研制成功气动靶板装置。该靶板装置以压缩空气为气源，通过驱动气缸活塞带动靶板轴进行上下运动，从而进行更换靶板。该靶板装置具有操作方便，动作快速灵活、安全可靠等优点，气动操作时间短（

3.1 驱动装置：

气动执行机构采用双行程气缸操作，由缸筒、活塞、活塞杆、前端盖、后端盖及密封件等组成。气缸内部被活塞分成两个腔，有活塞杆腔称为有杆腔，无活塞杆腔称为无杆腔。当从无杆腔输入压缩空气时，有杆腔排气，气缸两腔的压力差作用在活塞上所形成的力克服阻力负载推动活塞运动，使活塞杆伸出；当有杆腔进气，无杆腔排气时，使活塞杆缩回。若有杆腔和无杆腔交替进气和排气，活塞实现往复直线运动。控制气源为压缩空气，气压为0.4～0.7MPa，装置关断时间：3～10秒（可调）。

选择气缸的行程选择：根据蒸汽吹扫管道的内径和靶板轴的长度确定气缸活塞轴的工作移动距离，考虑工况可选择满行程或预留行程。

选择气缸的推力及缸径选择：气缸的推力和拉力均大于靶板轴的重量（需考虑一定的富余量）。根据下式的计算可选定气缸的推力和缸径

气缸推力计算公式：气缸推力F1=πD2P 气缸拉力计算公式F2=π（D2-d2）P

公式式中：D-气缸活塞直径（cm） d-气缸活塞杆直径（cm）

P-气缸的工作压力（kgf/cm2 ）

F1，F2-气缸的理论推拉力（kgf）

气缸以上下垂直形式安装使用，向上的推力约为理论计算推力的50% 。

电磁阀应满足220V AC，单相50Hz，连续（100%）工作制，电磁阀采用双线圈H级（高温），电磁阀装于气动执行机构本体上并可长期带电工作。

气缸的支撑装置应保证足够的强度和刚度，保证在冷、热态时气动装置的安全性和稳定性。

气缸目前在市场已形成规模化和标准化生产，根据计算所得出的气缸的行程和缸径、推力可根据厂家的说明书进行合理的选择。

3.2 靶板轴：

靶板轴的材料要选用高强度结构钢（如#50钢），轴径不小于50mm（要考虑靶板的宽度，靶板宽度为临时管的内径的8%），长度要考虑气缸的支撑结构的长度和管道的直径、密封装置的长度。

3.3 密封装置：

密封装置要与靶板轴相配合，必须能够保证靶板轴在冷、热态时能够上下轻松运动，避免卡涩。凸凹法兰间采用成型的石墨盘根密封，能够有效地防止靶板轴上下运动时因间隙过大造成漏气的缺陷。

3.4 操作开关：

为保证操作靶板装置的安全，可由电磁阀接线至操作开关，在安全的区域进行进行靶板装置的开关动作，配合限位装置显示装置的开关状态。

综上所述，新型气动靶板装置研制应用能够有效避免以往靶板装置操作时间长、更换困难、操作人员易烫伤、且只能用于降压吹扫等缺点，可广泛应与于大型火电机组、化工等行业锅炉试运过程中的蒸汽吹管工作。

参考文献：

[1]《火电机组启动蒸汽吹管导则》 DL/T 1269-2013 中国电力出版社

[2]《火电发电厂汽水管道设计技术规定》 DL/T 5054-1996 中国电力出版社

作者简介：

韩春峰（1964.02），男，籍贯：河南省郏县，学历：大专，职称：工程师，研究方向：电力安装及调试.

王海波（1978.12），男，籍贯：辽宁省朝阳市，学历：本科，职称：高级工程师，研究方向：电力安装及调试.

孙需战（1969.04），男，籍贯：河南省虞城市，学历：本科，职称：高级工程师，研究方向：电力安装及调试.