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第七节超临界机组直流锅炉的启动及启动系统超临界机组与亚临界机组相比，其最大的区别就在于它的启动及控制系统。超临界直流锅炉冷态启动程序（大致）一.直流锅炉的启动系统1.直流锅炉启动过程的主要问题(1)直流锅炉无储存汽水的厚壁部件，为了保证水冷壁的冷却，启动一开始就必须不断地向锅炉送进给水。如果启动流量按30％额定流量计算，一台容量为2102t/h的660MW锅炉启动初期就需要约600t/h的启动流量。这样多的给水流量既要经过水质的化学处理，又要在锅炉内吸收燃料燃烧放出的热量，如果不利用，既会造成软化水的大量浪费，又会造成水质处理过程运行费用和热量的浪费。因此，直流锅炉有必要设置专门的回收工质与热量的系统，这种系统就是直流锅炉的启动系统。(2)对于单元机组的成套启动，为了尽可能缩短汽轮机的启动时间，必须使直流锅炉的启动和汽轮机的启动能够密切配合。这就是说，锅炉送出的过热蒸汽参数应该按照汽轮机启动的要求逐渐提高。(3)直流锅炉启动过程中存在汽水的热膨胀问题，热膨胀不但会导致水冷壁管内的水动力不稳定，还会导致过热器出口的蒸汽达不到额定参数，甚至出现蒸汽带水，危及机组安全运行。上述问题可以通过设置启动系统来解决2.启动系统的作用(1)建立启动压力和启动流量，保证给水连续地通过省煤器和水冷壁，尤其是保证水冷壁的足够冷却和水动力的稳定性。(2)回收锅炉启动初期排出的热水、汽水混合物、饱和蒸汽以及过热度不足的过热蒸汽，以实现工质和热量的回收。(3)在机组启动过程中，实现锅炉各受热面之间和锅炉与汽轮机之间工质状态的配合。单元机组启动过程初期，汽轮机处于冷态，为了防止温度不高的蒸汽进入汽轮机后凝结成水滴，造成叶片的水击，启动系统应起到固定蒸发受热面终点，实现汽水分离的作用。从而使给水量调节、汽温调节和燃烧量调节相对独立，互不干扰。3、超临界参数机组直流锅炉启动系统的分类、组成及比较（1）直流锅炉启动系统的分类及组成超临界参数机组的内置式分离器启动系统主要可以分为扩容器型、带疏水热交换器和带循环泵型三种。三种系统虽然在系统构成上有所区别，但动态特性基本相同。大气扩容式启动系统简图大气扩容式启动系统的组成启动系统主要由内置式启动分离器、分离器疏水阀(AA阀)、水位控制阀(AN阀)和水位旁路阀(ANB)、大气式扩容器、疏水箱、疏水泵等组成(启动系统见图)。分离器布置在炉膛水冷壁出口；在启动或低负荷运行过程中，当负荷低于37％MCR时，分离器的作用就相当于厚壁部件炉的厚壁部件，但分离出的水通过AA、AN和ANB三个阀门分别送入疏水扩容器和除氧器，进行工质和热量回收。当负荷高于37％MCR时，汽水分离器中全部是蒸汽，呈干态运行；此时内置式分离器相当于一个蒸汽联箱。带疏水热交换器的启动系统简图带疏水热交换器的启动系统的组成锅炉内置式启动系统包括启动分离器、扩容器、疏水热交换器、贮水箱、水位控制阀、截止阀、流量测量孔板、管道及附件等组成带循环泵的启动系统简图带再循环泵的启动系统的组成锅炉内置式启动系统包括启动分离器、扩容器、再循环泵、贮水箱、水位控制阀、截止阀、流量测量孔板、管道及附件等组成。锅炉带再循环泵的启动系统为带再循环泵的内置式启动系统，锅炉设一台再循环泵和二只内置式启动分离器，并设有水位控制阀、电动闸阀以及直流负荷后的暖管系统(含调节阀)等。最低直流负荷不大于30％BMCR，如图（2）三种型式启动系统的特点比较4.带再循环泵启动系统的工作过程（1）系统的组成带再循环泵的启动系统由大循环回路和小循环回路组成。大循环回路由汽水分离器、分离器储水罐和储水罐水位控制阀（361阀）组成。小循环回路由汽水分离器、分离器储水罐、BCP循环泵（包括其辅助系统）和360阀组成。该种启动系统的循环回路图如下：（2）启动系统的运行操作在锅炉启动工况下，由分离器到361阀到冷凝器的大循环管路是在冷启动时供水再循环和启动过渡阶段控制分离器储水罐水位用的。在冷启动时，锅炉先要进行冷态清洗，清洗后的炉水通过361阀后的排污管排出系统外，水质达到一定要求后，关闭361出口排污阀，炉水通过361阀到冷凝器，达到锅炉供水再循环；此时启动循环泵，锅炉点火，进行热态清洗，通过炉水质量来确定是否继续升温升压。在达到要求后，升温升压时的锅炉水循环要求的最低流量主要通过BCP循环泵和锅炉给水泵相互协调配合来满足要求。此时361旁路主要用作分离器储水罐水位控制用。在汽水分离器进口的水全部变为蒸汽时，汽水分离器为干态运行，此时锅炉进入直流运行状态，BCP停运，360阀、361阀关闭，锅炉进入滑压运行状态。在停炉、快速降负荷或MFT工况下，在锅炉由直流运行转变为循环运行时，启动361旁路及再循环泵来达到循环，此时由分离器出口的压力参数进行控制。随后的操作由锅炉给水泵和再循环泵进行协调配合来满足运行要求。（3）带再循环泵启动系统的优缺点从启动时间看，配置高低压汽机旁路与锅炉循环泵是可以确保最短的启动时间；从锅炉热效率看，带BCP循环泵启动系统由于在启动时利用了高、低压加热器及炉内的热量，因此相比较没有BCP循环泵的系统而言，其热效率要高。但是带循环泵的系统由于辅助系统多，设备费用高，增加的投资大，而且系统的复杂随之也带来了每年必需的高额检查维修费用。（4）两种启动循环系统的综合经济比较选定锅炉启动系统时，必须先考虑机组是带基本负荷运转为主还是DDS运转（DailyStartandStopoperation）为主以及选用的燃烧设备情况后再确定最适宜该锅炉岛的启动系统。而在当前我国电力发展及运行的实际情况看，大型的超临界直流锅炉在我国还处于起步、发展阶段，从国外优良的运行业绩和较高的锅炉效率来看，大型超临界直流锅炉的变压运行特点适合我国电力技术发展的要求，能参与调峰，并在运行初期，锅炉的启动和停炉次数较少，热量的损失也就相对有限。带与不带再循环泵的启动系统，在国外成熟的市场中，根据运行情况两种启动方式都采用过，从我国目前的情况分析来看，在现阶段不带再循环泵的启动系统较为适合中国的电力发展技术的要求，并具有较高的经济实用价值。但是随着经济发展以及一次能源的受限，电力需求又增大，眼前的电力格局将被打破，此时将考虑启动时间的缩短和热量损失问题与增加BCP循环系统所带来的设备投资及运行维修费用进行综合经济性比较后，再决定是否需要设置锅炉循环泵。二.配直流锅炉单元机组的冷态滑参数启动（以600MW超临界机组为例）（一）冷态循环清洗1.低压系统清洗含凝汽器、低压加热器、除氧器清洗。2.高压系统的清洗含高压给水管路、锅炉本体清洗。3.机组启动中汽水品质要求（二）锅炉点火及升温升压点火条件：给水流量：645t/h；给水温度：100℃以上；总风量：大于35%额定风量；凝汽器真空：大于70KPa；低压旁路复置、高压旁路控制方式置启动。在锅炉升温升压过程中，仍须严格控制升温升压速率。（三）热态清洗目前规定260~290℃水温时须进行热态清洗，除去水中的含铁量。（四）汽轮机冲转、并网、带初负荷汽轮机冲转条件：主汽压力8.0MPa，主汽温度400℃，再热蒸汽压力1.8MPa，再热汽温度380℃。此时高压旁路为定压运行方式，保持主汽压在8.0MPa。汽轮机冲转、暖机、升速至3000r/min，发电机并网带5~10%额定负荷的初负荷。（五）锅炉通过膨胀渡膨胀过程：从水冷壁某一部位开始汽化，到分离器前受热面出口处工质达到饱和温度的过程。渡膨胀过程的时间选择要恰当。一般认为冷态启动时宜先冲转升速后渡膨胀；热态启动时宜先渡膨胀后冲转升速并网。为合理地控制工质膨胀，主要控制好燃料的投入速度和给水温度，即操作时不宜过快、过大，避免在膨胀阶段引起给水温度突然升高。（六）汽水分离器的干、湿态转换1.汽水分离器的水位控制（见图）机组启动阶段，分离器的疏水由图示AA、AN、ANB阀（液压调节阀、各有一个电动隔离阀）排至疏水扩容器及除氧器。（1）AA阀的功能冷态启动当水质不合格和冷态、温态启动时，将启动分离器的疏水排入大气式疏水扩容器；控制启动分离器的水位。（2）AN阀的功能AA阀的辅助阀，当AA阀关闭时，起疏水和控制分离器的水位。（3）ANB阀的功能回收工质和热量。在冷态启动下，只要水质合格和满足阀的启动条件，可通过该阀疏水进入除氧器水箱。该阀也起到保持启动分离器最低水位的作用。锅炉湿态运行时，汽水分离器的水位由ANB阀自动维持。2.汽水分离器的干、湿态转换（见图）湿态运行：当锅炉负荷＜35%MCR，汽水分离器有水的状态，此时控制相当于汽包锅炉控制。干态运行：当锅炉负荷≥35%MCR，汽水分离器无水的状态，此时控制为蒸汽温度和给水流量控制。为保证转换时蒸汽温度不剧烈变化，必须先增加燃料量，而保持给水流量不变，当过热器入口焓值增加到额定值时，温度控制器参与调节并开始增大给水量。（七）升负荷至额定值机组负荷≥35%MCR时，机组转入纯直流运行。运行方式：35~89%MCR，滑压运行；90~100%MCR，定压运行。233234举例：东方-BHK600MW超临界锅炉启动过程冷态起动油枪或等离子点火汽机冲转条件：5.4MPa,MST360C并网热态清洗冷态清洗炉前清洗抽真空1.4MPa,190C@分离器8.9MPa2000rpm3000rpm25MPa600MW180MW30MWMST566C8.9MPa,420-450CGCCPCBPCCP省煤器水冷壁顶棚包墙低过屏过高过低再高再IPHPLP316LPB361分离器储水罐除氧器给水泵高加低加低加凝汽器补水制水凝汽器GCCPCBPCCP省煤器水冷壁顶棚包墙低过屏过高过低再高再IPHPLP316LPB361分离器储水罐除氧器给水泵高加低加低加凝汽器冷却水投入凝汽器循环水泵凝汽器GCCPCBPCCP省煤器水冷壁顶棚包墙低过屏过高过低再高再IPHPLP316LPB361分离器储水罐除氧器给水泵高加低加低加启动凝结水泵，开始凝汽器清洗凝汽器GCCPCBPCCP省煤器水冷壁顶棚包墙低过屏过高过低再高再IPHPLP316LPB361分离器储水罐除氧器给水泵高加低加低加泵抽真空在轴封蒸汽投入以后抽真空。汽轮机盘车开始凝汽器GCCPCBPCCP省煤器水冷壁顶棚包墙低过屏过高过低再高再IPHPLP316LPB361分离器储水罐除氧器给水泵高加低加低加除氧器冲洗标准连续清洗，直到水的浊度低于3ppm凝汽器GCCPCBPCCP省煤器水冷壁顶棚包墙低过屏过高过低再高再IPHPLP316LPB361分离器储水罐除氧器给水泵高加低加低加除氧器再循环凝汽器GCCPCBPCCP省煤器水冷壁顶棚包墙低过屏过高过低再高再IPHPLP316LPB361分离器储水罐除氧器给水泵高加低加低加启动电动给水泵前置泵，高加冲洗标准连续清洗，直到水的浊度低于3ppm凝汽器GCCPCBPCCP省煤器水冷壁顶棚包墙低过屏过高过低再高再IPHPLP316LPB361分离器储水罐除氧器给水泵高加低加低加高加再循环标准高加出口:电导率≦1μs/cmFe≦100ppbpH9.3~9.5炉前清洗完成标准Fe500ppb或浊度≦3ppm油质≦1ppmpH≦9.5省煤器凝汽器GCCPCBPCCP顶棚包墙低过屏过高过低再高再IPHPLP316LPB361分离器储水罐除氧器给水泵高加低加低加锅炉上水冲洗水冷壁省煤器确定储水罐水位，完成锅炉上水省煤器凝汽器GCCPCBPCCP顶棚包墙低过屏过高过低再高再IPHPLP316LPB361分离器储水罐除氧器给水泵高加低加低加锅炉冷态清洗水冷壁省煤器标准省煤器进口:μs/cm≦1Fe≦100ppbpH9.3~9.5送风机一次风机引风机烟囱除尘器预热器锅炉磨煤机空气吹扫开始预热器启动引风机启动送风机启动在空气吹扫之前启动风机30%风量点火准备凝汽器GCCPCBP顶棚包墙低过屏过高过低再高再IPHPLP316LPB361分离器储水罐除氧器给水泵高加低加低加水冷壁省煤器点火准备后墙前墙CBAEDF启动油枪暖磨煤粉燃烧器CCP给水流量25%给水流量21%25%30%30MW180MW炉膛压力