双母管制系统在大型干熄焦热力系统中的应用探讨

2021-01-28宗欣孙航韩圆圆

中国设备工程 2021年2期

宗欣，孙航，韩圆圆

（济钢集团国际工程技术有限公司，山东济南 250000）

在国际节能减排大环境下，焦化行业对环保的要求也日渐提高。与传统湿熄焦比，干熄焦具有节能节水、降低粉尘污染、焦炭质量好等优点。随着小型落后钢铁企业的关停及湿熄焦工艺的淘汰，干熄焦得到越来越广泛的应用。现如今，大型钢铁企业往往配套建设并联运行的多套干熄焦系统，其运行及检修往往会相互影响，为将该影响降至最低，本文提出将并联干熄焦汽水系统设置为双母管的方案，该方案已在沿海某大型干熄焦工程中投入使用。双母管系统将并联运行系统中的单个设备，分别通过两根支管与两并行母管相连通，同时，各支管均设置隔断阀。因主蒸汽系统及锅炉给水系统参数较高，设备及阀门检修难度较大，本文主要通过比较主蒸汽系统、除氧给水系统的单、双母管制设置方案，阐述双母管制系统在实际应用中优势。

1 主蒸汽系统

1.1 母管布置方案比较

主蒸汽系统包括锅炉至汽轮机入口的蒸汽系统、各辅助设备（如减温减压器）支管系统、疏水系统等，传统的主蒸汽管道系统分为单元制系统和母管制系统，大型机组一般采用单元制系统，中小型机组一般采用母管制系统。多套干熄焦并联的汽水系统一般采用母管制，各锅炉产生的蒸汽汇入母管送至汽轮机房，分配至各汽轮机发电。母管制根据机炉数是否一一对应，分为分段母管制系统和切换母管制系统，见图1。单母管系统的母管必须处于运行状态，系统中与母管相连的任何一个阀门故障，均可导致全厂停运。分段母管制是在母管上串联两个切断阀，可将事故局部化；切换母管制母管始终处于热备状态，正常运行时，机炉按单元制运行。实际工程中，当锅炉与汽轮机房分处管廊两端时，需并行敷设多个支管，因此，单母管制无明显节省管道的优势，另外，母管切断阀检修时，需停运故障侧全部机炉，影响范围较大。

图1 主蒸汽母管制系统示意图

主蒸汽双母管制，正常运行时，两条母管均处于运行状态，当其中一台锅炉、汽轮机或任何支管阀门检修或故障时，通过开关相应阀门来停运故障侧母管，将需检修部件从运行系统中隔离，在不影响其他干熄焦汽水系统的情况下检修。以锅炉出口主蒸汽管道为例，见图2，正常运行时，各支管阀门均开启；当某锅炉故障时，可关闭与其相连的支管阀后检修；当支管阀门故障时，如2-1阀门故障，可在2号锅炉检修时，通过关闭1-1和2-2阀门，停运A母管后，对2-1阀门进行检修。

图2 锅炉出口主蒸汽双母管制示意图

1.2 主蒸汽双母管制改造举例

（1）若原系统各锅炉出口与母管间已设阀门，首先，在管廊合适位置设新增B母管，在1号锅炉检修时，关闭原支管阀，将新增支管一端接到原支管阀与1号锅炉主蒸汽切断阀之间，另一端接至新增B母管；1号锅炉运行，2号锅炉检修时，同上，以此类推，待所有锅炉依次检修完毕后，即可完成新增母管改造。

（2）若原系统各锅炉出口与母管间未设阀门，则利用锅炉本体主蒸汽切断阀前合适位置，通过加装新增母管的临时支管，并设置临时隔断阀完成双母管制的改造。

汽机侧的主蒸汽双母管改造，可参照上述步骤进行。

2 除氧给水系统

2.1 母管布置方案比较

干熄焦的除氧给水系统主要由除氧器、锅炉给水泵、除氧给水泵、副省煤器、加药装置等设备构成，除副省煤器外，其余设备一般为各锅炉共用。常见的给水系统分为单母管制系统、分段母管制系统和单元制系统。以锅炉给水泵进出口管道为例，见图3，给水泵进口低压给水母管、出口高压给水母管，宜采用分段母管制系统；备用泵的进水管和出水管，宜接至相应母管的分断阀之间。出口高压给水母管采用分段母管制系统，虽然可以提高安全可靠性，但管道布置上，切换母管制正常运行时，锅炉给水泵与锅炉单元制运行，除母管外，相应给水泵与锅炉之间还需布置单独的管道，分段切断阀两侧为去往各锅炉的管道，而干熄焦的热力系统为辅助系统，场地限制条件多，除氧给水系统一般于单独厂房内布置，若锅炉与除氧给水系统分处管廊两侧，单母管制与双母管制相比节省管道材料的优势并不明显；当母管分段切断阀本体故障检修时，影响的范围较大；单母管制备用泵有备用泵设置位置的要求，而双母管制，系统内并列运行的任何一台泵均可作为备用泵使用，灵活性好。