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600MW超临界直流锅炉启动系统运行特性探讨

发布时间：2011/3/20 阅读次数：1035 字体大小: 【小】【中】【大】

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600MW超临界直流锅炉启动系统运行特性探讨

0.引言

　　目前，600MW机组逐渐成各大电网的支柱，实践证明，超临界直流机组在节能环保等方面具有无与伦比的优越性，随着国家“节能减排”、“上大压小”

　　等一系列宏观调控措施的出台，我国必将有大批超临界直流机组投入运行。本文对直流锅炉在启动阶段的操作控制及注意事项进行介绍。

　　1.系统简介

　　1．1启动系统结构的特点及作用国电费县一期工程2x600MW机组，锅炉为超临界变压运行本生Benson)直流锅炉，型号为HG一1913／25．4一YM3。启动系统为内置式带再循环泵系统，由汽水分离器、分离器储水箱、炉水循环泵及其辅助系统组成。炉水循环泵的辅助系统包括：暖管系统、过冷水系统、最小流量再循环管路、冷却水系统、炉水泵冲洗系统(包括高压和低压水冲洗系统)等。

　　锅炉负荷小于35％BMCR时，’分离器起汽水分离作用，分离出的蒸汽进入过热器系统，水则通过连接管进入贮水箱，根据贮水箱中的水位由再循环泵排到省煤器前的给水管道中或经溢流管排到疏水扩容器中。锅炉负荷在35％BMCR以上时，分离器呈干态运行，只作为蒸汽的流通元件。从贮水箱下部引出的溢流管分成2路，1路冲洗管路，另1路溢流管路，2路均与疏水扩容器相接。在炉水泵吸人管上布置有来自给水操纵台后给水管道引出的过冷水管路，当循环泵运行时，用来自给水管道的给水与贮水箱中的近饱和水混合，避免循环泵人口发生汽蚀。在再循环管路上引出1根最小流量管路接至贮水箱底部，用于保证循环泵运行所需的最小流量。

　　1．2贮水箱水位的控制区段储水箱水位零点一般选在最低点。从最低点开始向上的2．35m区段为保护循环泵的最小水位，水位低于此点炉水循环泵要保护跳闸。2．35～6．4m是循环泵出口的再循环管路调节阀的控制区段。6．4～．7m为自由区段。6．7～7．75m为溢流阀控制区段。7.75～9m为备用区段。

　　2.启动运行过程和控制

　　2.1．系统的启动过程锅炉冷态启动时，先要进行系统注水、冷态清洗，清洗后的炉水通过大溢流阀排出系统外，水质合格后，关闭大溢流排污阀。储水箱水位正常后，启动循环泵(首次启动要电动排气)，锅炉点火，进行热态清洗，通过炉水质量来确定是否升温升压。在达到要求后，升温升压时的省煤器人口最低流量主要通过炉水循环泵出口调阀和锅炉给水泵相互协调配合来满足要求。随着升温升压的进行，汽水分离器分离的水逐渐减少，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，炉水循环泵停运，炉水泵出口调阀关闭，机组进入直流运行状态。

　　2．2启动阶段储水箱水位、给水流量的控制方案由于直流炉分离器及储水箱的水容积非常小储水箱容积约10nl。)，当锅炉处于湿态运行时，储水箱水位很难维持，大唐乌沙山、常州和费县几个厂试运阶段都多次发生省煤器给水流量低引起锅炉，此阶段应派专人监视水位，加强调整。

　　2．2．1给水旁路调阀控制给水流量，炉水循环泵出口调阀控制储水箱水位，此时省煤器进El给水流量等于给水旁路调阀给水流量和炉水循环泵出El调阀循环流量之和。在各种扰动的影响下，储水箱水位将发生变化，此时储水箱水位如超过炉水循环泵出口调阀控制范围，则炉水循环泵出El调阀将开始调节储水箱水位，后果是使省煤器进Ill给水量发生变化，从而给水旁路调阀也开始动作，以保证省煤器入最小流量。所以锅炉在受到扰动时，只要该扰动使储水箱水位变化幅度超过炉水循环泵出口调阀控制范围时，整个启动系统将不可避免地发生振荡。

　　2．2．2另外一种控制方案与上述控制方案刚好相反，即炉水循环泵出口调阀主要控制本生流量，锅炉循环泵出口控制阀的开度根据省煤器入口流量设定值与实际流量的偏差来调节，用储水箱水位加以流量修正(受储水箱水位的限制，当储水箱水位小于时，阀门开度由水位来控制)。而给水旁路调阀则控制储水箱水位，给水泵控制旁路阀前后的压差，相当于汽包三冲量调节方式。此方案优点是给水泵出口调阀动作较快，给水流量变化幅度大，储水箱水位容易保证，缺点是给水流量变化时，炉水泵出口调阀跟踪慢，容易引起省煤器入口流量低保护动作。

　　2．3启动阶段转直流运行．3．I转直流过程随着蒸发量的增加，储水箱水位逐渐下降，此时要逐渐开大给水调门或增大给水泵转速．同时根据储水箱水位下降情况逐渐关小炉水泵出口调阀．随着负荷增加．炉水泵出口调阀全部关闭．给水流量全部由给水泵调节，从而完成由湿态运行到直流运行的转变。机组负荷一般在210Mw(这与汽温、汽压、真空等参数有关)左右即转入直流滑压运行方式，此时为亚临界直流炉．随着负荷的升高，主汽压力逐渐升高，在8O％MCR、机组负荷在480Mw左右达到临界压力后转入超临界状态。

　　2．3．2转直流后的控制机组进入直流状态，给水控制与汽温调节和前一阶段控制方式有明显的不同，给水不再控制分离器水位．而是和燃料一起控制汽温，即汽温调节主要是通过给水量和燃料量的比值来调整。但在实际运行中，由于不能精确地测定送入锅炉的燃料量，所以仅仅依靠水煤比来调节过热汽温，则不能完全保证汽温的稳定。一般来说，在汽温调节中，将水煤比作为汽温的一个粗调．然后用减温水作为汽温的细调。

　　所以通常选取汽水分离器出口汽温作为汽温调节回路的前馈信号．并将此点的温度称为中间点温度。该点温度的变化将对锅炉的燃料输入量和给水量进行微调。水煤比因燃料、燃烧状况、受热面脏污程度不同而变化，大致范围是6．8～7．5，按每10MW负荷对应约3Ot／I1水，4t／I1煤的比例控制。

　　3.启动运行应注意的事项

　　3．1启动阶段

　　3．1．1炉水循环泵首次投运，注水管路要彻底冲洗，直至水质合格，再向电机内注水，首次启动炉水泵要电动2～3次，以保证足以排除泵壳内的空气。

　　3．1．2锅炉汽水膨胀一般在储水箱压力O．5～O．时发生，此时应注意储水箱水位的控制．在即将发生膨胀前将储水箱水位保持在4000mm较低位置，在汽水膨胀结束前应限制旁路的开度，防止膨胀量过大。

　　3．1．3热态清洗一般在分离器压力1．2～1．5MPa时进行，此时盐类溶解度最大，热态清洗效果较好。热态清洗时，要控制分离器出口压力和温度稳定。

　　3．1．4在点火膨胀期，小溢流阀可连续溢流，保持大的省煤器流量，既能避免省煤器流量低发生MFT，又能起到清洗作用。

　　3．2储水箱水位控制．2．1储水箱的水容积非常小，决定了储水箱水位的抗扰动能力很差，必须尽量减小扰动，只要炉水泵跳闸，很容易引起省煤器入口给水流量低而M要全力保证炉水泵不跳闸。

　　3．2．2正常运行中，储水箱水位控制可以稍高一些，最好保持在6000～8000mm．紧急情况通过储水箱溢流阀排水，但大溢流阀正常不可开启，由于该阀门没有中间停止按钮，要等全开后才能关闭．一旦开启，储水箱水位就会急剧下降造成炉水泵跳闸。

　　3．2．3保持水位相对稳定主要是靠保证锅炉的蒸发量与给水流量相一致，在机组启动初期，由于没有蒸发量显示．疏水量、溢流阀排水量与蒸发量很难确定，只有通过燃料量来估计大致的给水量，然后再根据水位情况做精确控制。

　　3．2．4当水位下降至4000mm后仍继续下降时，应适当增加给水量，并通过适当关小炉水泵出口调整门以减缓下降的速度和幅度。

　　3．2．5水位的调节要根据变化趋势缓慢调节，避免猛增猛减。当水位波动时初次调节水量幅度稍大点，然后在水位回头时就适当向相反方向调节，逐步减小给水量的调整幅度，使给水量与蒸发量相一致，因为水位的变化相对于给水量变化迟延是比较大的，水位的猛增猛减只会导致使水位波动更大。

　　3．2．6给水泵入口压力低有跳泵条件，操作过快容易引起保护动作导致给水泵跳闸，因此要注意以下方面：在增加给水流量时，要先提升给水泵转速，然后开大给水调节阀；减小给水流量时，要先关小给水调阀．然后降低给水泵转速。

　　3.3转直流过程

　　3．3．1主再热蒸汽流量较小，汽温波动较大，严格监视汽温，防止管壁超温，送风量适当控制小一点。

　　3．3．2关闭炉水泵出口调阀时，注意给水流量的变化．当炉水泵循环流量达到7％BMCR(135．7t／h)时炉水泵再循环阀自动打开，此时要注意给水流量的变化，保证给水流量在645t／h以上。

　　3．3．3炉水泵出口调阀全关后，炉水泵可以保持继续运行(负荷达到40％BMCR时自动停止)，防止干湿态转换情况下．炉水泵频繁启动，确认彻底转直流后再手动停止炉水泵运行。

　　3．3．4转直流后．锅炉由汽包调整特性转变为直流炉调整特性，此时要及时增加l台磨煤机，增加燃料量，要尽快提高机组负荷，使燃料跟上负荷变化，防止频繁转换。在整个过程中要严密监视给水流量和过热度，防止过热度为负值。中间点温度一直维持在过热状态，保持20～30℃的过热度，防止主汽温下降。蒸汽流量随着给水的增加而增加，机组负荷也随之增加．由于需要升温升压升负荷，因此此阶段水煤比保持略微偏小一点。

　　4.【参考文献】

　　霍东方，王军，何维．超临界变压直流锅炉的启动和主汽超温的处理J1．电力建设，2006，27(4)：11-14．

黄伟，陈志兵，李文军，等．600MW超临界变压本生直流锅炉的调试．电力建设，2005，26(12)：9-12．

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