浅谈1000MW超超临界机组直流锅炉启动系统特性.doc

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1、【精品文档】如有侵权，请联系网站删除，仅供学习与交流浅谈1000MW超超临界机组直流锅炉启动系统特性.精品文档.浅谈1000MW超超临界机组直流锅炉启动系统特性 Di s c u s s i o n o n Ch a r a c t e r i s t i c s o n On c e t h r o u g h Bo i l e r S t a r t i n g S y s t e m o f 1 0 0 0 MW S u pe r c r i t i c a l Ge n e r a t i n g Un i t 孙 伟 ，王 岩 。魏长宏( 1 东北电力科学研究院有限公司，辽宁 沈阳

2、1 1 0 0 0 6 ；2 辽宁电力勘测设计院，辽宁 沈阳 1 1 0 0 0 5 ) 摘要：介绍1 0 0 0 MW超超临界机组直流锅炉启动系统的特点 ，并阐述了其冷态启动过程及启动过程中的注意事项。 关键词：超超临界；直流锅炉；启动系统 中图分类号 T M 2 2 7 7 文献标识码 B 文章编号 1 0 0 47 9 1 3( 2 0 0 7 )1 2 0 0 2 8 0 3 在超超临界机组直流锅炉各个系统中，启动系统至关重要。掌握启动系统特点在保证锅炉及整个机组的安全稳定、缩短启动过程及节省燃油等方面具有重大经济价值。本文介绍了华电国际邹县发电厂1 0 0 0 MW超超临界机组直流锅

3、炉启动系统特性。 1 1 0 0 0 MW 超超临界直流锅炉概况 华电国际邹县发电厂1 0 0 0 MW超超临界燃煤 机组，其锅炉为单炉膛，倒 u型布置、平衡通风、 一次中间再热、前后墙对冲燃烧、尾部双烟道，复 合变压运行锅炉。 炉膛由膜式壁组成。从炉膛冷灰斗进口到折焰 角稍下方处炉膛四周采用螺旋管圈水冷壁 ，在此上 方为垂直管圈。炉膛上部布置有屏式过热器，水平 烟道依次布置高温过热器和高温再热器，尾部烟道 布置有低温再热器、低温过热器和省煤器。 锅炉制粉系统采用双进双出钢球磨正压直吹式 制粉系统。燃烧器在炉膛前、后墙各三层布置，每 层 8只。煤粉和空气经燃烧器送人炉膛 ，在炉膛中 呈前、后墙

4、对冲燃烧方式。过热器汽温通过煤水比调节和两级喷水来控制。再热器汽温采用烟气调节 挡板进行调节，再热器进口连接管道上设置事故喷 水。 2 1 0 0 0 MW 超超临界直流锅炉启动系统 特性 与亚临界自然循环锅炉的结构和工作原理有很 大差异，1 0 0 0 MW超超临界直流锅炉启动系统有 以下特点。 2 1 启动系统配有内置式汽水分离器 启动系统中最主要的部件是汽水分离器 j 。 锅炉启动系统配有内置式汽水分离器。内置式汽水 分离器在湿态和干态的控制是不同的，而且随着压 力的升高，湿干态的转换是内置式汽水分离器的一 个显著特点 。 2 1 1 内置式汽水分离器的湿态运行 在锅炉启动初期，直到负荷

5、小于最低直流负荷 前，汽水分离器处于湿态运行 ，汽水分离器中多余 的饱和水通过储水箱水位调节阀 ( 3 6 1阀)排出。 此时汽水分离器作用类似汽包锅炉的汽包，作为汽水分离元件 ，实现进入的汽水混合物的汽水两 相分离，使分离出来水的质量和热量得以回收，并 作为提供过热器、再热器暖管和汽机冲转带负荷的 汽源。同时，在锅炉循环清洗过程中，组成循环回 路，建立启动流量。在启动时能起到固定蒸发终点 的作用，使汽温、给水量、燃料的调节成为互不干 扰的独立部分。 2 1 2 内置式汽水分离器的干态运行 当锅炉负荷大于最低直流负荷以上时，过热蒸 汽通过汽水分离器 ( 此时汽水分离器为干态运行 方式) ，汽水

6、分离器出口温度由煤水比控制 ( 由汽 水分离器湿态时的液位控制转为温度控制和煤水比 控制) ，控制汽水分离器出口蒸汽具有一定的过热 度。此时汽水分离器并不从系统中切除而是串联在 汽水流程中，仅仅作为一个蒸汽流通的通道。 2 1 3 内置式汽水分离器湿、干态转换 当锅炉处在湿干态转换过程中，储水箱水位逐 渐降低，炉水循环泵出口再循环流量调节阀 ( 3 6 0 阀)及最小流量阀关闭，直到最低水位时将炉水 循环泵解列，锅炉进入干态运行，此时机组负荷为 2 7 0 2 9 0 MW 。 在湿、干态转换中可能会发生蒸汽温度的变 化，当蒸汽温度降低，过热度不够时，可能会由干 态返回到湿态。 2 2 启动系

7、统配有炉水循环泵 炉水循环泵是启动系统又一重要部件。通过再 循环泵将分离器疏水打回给水系统，减少给水流 量 ，保证了锅炉启动和低负荷运行时水冷壁管 内流速，同时进行工质和热量的回收，加快了锅炉 启动速度、减少了锅炉水量消耗。 直流锅炉没有自然循环回路，通过不断向锅炉 注水和炉水循环泵进行炉水循环以保证受热面的冷 却，必须保证锅炉受热面冷却所需的最低主给水流 量。 通过调整泵出口3 6 0阀开度控制炉水循环泵的 循环流量，当储水箱水位高时开大 3 6 0阀增大循环 流量，当水位低时关小 3 6 0阀，减小循环流量。泵 出口设置最小流量阀，在泵出口流量降低至规定值 时最小流量阀开启，以防止泵内部汽

8、蚀，当泵出口 流量高于给定值时最小流量阀关闭，保证锅炉再循 环流量 。 2 3 启动系统配有疏水回收系统 汽水分离器在湿态运行方式下，从汽水分离器 分离出的水通过其下方的连通管进入疏水收集装置 储水箱。储水箱上设有水位变送器，以监视其 水位。在锅炉启动初期，直到汽水分离器干态运行 方式前，根据储水箱水位，经3 6 1 阀将多余的疏水 排到疏水扩容器、冷凝水箱或由炉水循环泵排到省 煤器前的给水管道。冷凝水箱中的疏水在水质合格 时经疏水泵排往凝汽器，水质不合格时输送至水处 理站进行处理。 3 1 0 0 0 MW 超超 临界直流锅炉冷态启动 过程 超超l 临界直流锅炉对给水品质要求非常严格。 锅炉

9、启动必须先进行清洗，将沉积在受热面上的杂 质、盐分和因腐蚀生成的氧化铁等除去。锅炉冷态 启动阶段要进行点火前的冷态清洗和点火后的热态 清洗，以确保受热面内部的清洁和传热安全。 3 1 冷态清洗 点火前先进行锅炉冷态清洗。冷态清洗分为开 式清洗和循环清洗两个阶段。当锅炉上水至分离器 内有水位出现时 ( 锅炉上水完成后) ，进入锅炉冷 态清洗阶段，控制清洗水量为启动流量。冷态开式 清洗时清洗水全部通过 3 6 1阀后经疏水泵排出系统 外。冷态循环清洗时，锅炉再循环泵启动，保持循 环水流量 2 0 M C R，维持锅炉清洗水流量为 2 5 M C R，储水箱水位通过 3 6 1阀自动调节。 3 1

10、1 冷态清洗流程 冷态开式清洗阶段流程见图 1 。 锅炉主给水管路一 省煤器一 水冷壁一 汽水分离器1 广一冷凝水箱一琉水扩容器一 3 6 1 阀一 储水箱 J L一 疏水泵一 水处理 站 图 1 冷态开式清洗阶段流程图 冷态循环清洗阶段流程见图2 。 锅炉主给水管路一 省煤器一 水冷壁一 汽水分离器- 1 I I 省煤器入口一 炉水循环泵 l I I r 一 冷凝水箱一 琉水扩容器一 3 6 l 阀一 储永箱J L一疏水泵一 水处理站 ( 水质较差) 凝汽器( 水质较好) 图 2 冷态循环清洗 段流程图 3 1 2 冷态清洗水质合格标准 a 冷态开式清洗。检验储水箱下部出口水质 指标要求：F

11、 e5 0 0 L或混浊度3 m L ，油 脂l m L，p H值49 5 。 b 冷态循环清洗。检验省煤器人口水质指标一 冷凝水箱一 疏 箱 省煤器入口一 炉水循环泵 l 扩 容 器 一。 。 悯一储 椭 一 图 3 热态清洗 阶段流程图 b 热态清洗水质合格标准 检验储水箱下部出口水质指标要求：F e5 0 L。 3 3 锅炉由湿态转干态 锅炉热态清洗结束后，通过调节燃料量，锅炉 继续升温升压。当汽压、汽温均达到冲转参数时， 便可冲转汽轮机、并网、带初负荷。此过程锅炉的 汽压由高压旁路控制保持不变。当锅炉产生蒸汽量 达到7 MC R时，关闭3 6 1阀，储水箱水位由3 6 0 阀控制。 在

12、高压旁路全关时，锅炉的蒸发段仍为湿态， 保持给水流量不变增加燃料量，使汽水分离器出口 ( 过热器人口)蒸汽流量增大，分离器水位下降， 直到 3 6 0阀关闭，炉水循环泵停止，分离器完成从 湿态至干态的转变。通过进一步增加给水流量，并 保持合适的煤水比，保持汽温汽压稳定。随着负荷 的进步增加，分离器进人干态，此时分离器成为 一个过热蒸汽的通道。 4 1 0 0 0 MW 超超临界直流锅炉启动注意 事项 4 1 升温升压阶段 在升温升压时，注意控制燃料投人速度不宜过快、过大，调节汽水分离器疏水在各排放通道的排 放量，以防止水冷壁超压和汽水分离器水位失控。 在汽水分离器人口汽温首次达到饱和温度时，

13、锅炉有一个汽水膨胀过程。此时要注意汽水分离器 的水位控制，防止水位超限。由于存在汽水的热膨 胀，会导致水冷壁内的水动力不稳定、过热器出口 的蒸汽达不到额定参数，甚至出现蒸汽带水，危及 整个机组的安全运行。 4 2 湿态转干态阶段 锅炉在湿态与干态转换区域运行时，在垂直水 冷壁和后墙吊管中有可能产生两相流，容易引起水 力不均匀而造成管壁温度超限。此时要注意保持燃 料量和汽水分离器水位稳定，并尽可能缩短锅炉在 这个区域的运行时间。在转干态过程中，防止给水 流量和燃料量大幅波动造成干、湿态的交替转换。 4 3 干态阶段 在锅炉进人纯直流运行的初期，如果燃料量不 能立即与给水量一致，煤水比失调时，将造

14、成主蒸 汽温度的较大变化。此时，应保持给水流量不变， 迅速调整燃料量，保持恰当的燃料量与给水量的比 例，保证蒸汽具有足够过热度，控制过热蒸汽温度 稳定。 5 结束语 1 0 0 0 MW超超临界机组直流锅炉在国内尚属 较新产品，其启动系统及其特性还有待于在生产实 践中进一步探索，从而制订出合理的操作规范，保 证机组的安全稳定经济运行。 参考文献： 1 段永成国产 6 0 0 M W 超临界机组直流锅炉启动系统 J 热能动力工程，2 0 0 5( 1 ) 2 杨景祺超临界参数机组控制系统的特点及其控制策略 J 中国动力工程学报，2 0 0 5( 4) 3 常 磊超临界直流锅炉启动系统和汽轮机旁路系统的研 究 J 电站系统工程，2 0 0 5( 1 ) 作者简介 ： 孙 伟 ( 1 9 7 5 一) ，男，硕士，工程师，主要从事火力发电厂 锅炉调试工作。 ( 收稿日期 2 0 0 71 01 7 )