1000MW超超临界机组锅炉启动系统结构与运行特性
摘要 介绍了国产1000MW超超临界机组锅炉启动系统结构及运行特性，阐述了启动系统的结构，启动系统的流程以及运行特性，分析了各种启动系统之间的不同（包括安全性，经济性等）以及不同设备运行对于启动系统运行的影响等。 关键词：超超临界启动系统结构特性运行特性 Abstract Introduced domestic 1000MW Supercritical Boiler Start System structure and operating characteristics, described the structure of the boot system, boot the system processes, and operational characteristics of the different promoters, the difference between the systems (including security, economy, etc.) and
start the system running for different devices running on and so on. Keywords：USC；Start System ；operational characteristics；operating characteristics
目录 第一章前言 (3) 第二章 1000MW超超临界锅炉主要系统 (5) 第三章超超临界锅炉启动系统 (9) 第一节超超临界锅炉启动系统的结构 (9) 第二节超超临界锅炉启动系统的分类 (12) 第三节锅炉启动系统的比较 (15) 第四章超超临界锅炉启动系统运行特性分析 (17) 第五章典型超超临界锅炉启动系统 (20) 第六章结束语 (28) 参考文献 (29) 附录 (30)
特级调试证书单位（证书号：第2090号） 通过GB/T19001-2008、GB/T28001-2011、GB/T24001-2004 调试方案日期2015.03.25XTS/F 项目名称 湖南华电常德一期2×660MW项目 审核： 批准：
目录 1.试运目的 (1) 2.系统及设备概况 (1) 3.技术标准和规程规范 (2) 4.系统投运前应具备的条件 (2) 5.调试工作程序及步骤 (3) 6.调试需使用的仪器 (8) 7.质量控制点 (9) 8.人员分工 (9) 9.环境、职业健康、安全风险因素识别和控制措施 (9) 附录1整套启动调试危险源辨识表 (11)
湖南华电常德一期2×660MW项目 1号机组整套启动调试方案 1试运目的 依据DL/T5437—2009《火力发电建设工程启动试运及验收规程》的规定和湖南华电常德发电有限公司调试技术合同的要求，在整套启动过程中对机组汽水品质进行化学监督，防止热力设备腐蚀。保证机组顺利投产及以后的长期安全、经济运行。 2系统简介 2.1 机组概况 湖南华电常德电厂一期工程2×660MW项目超超临界机组发电工程锅炉为超临界参数变压运行螺旋管圈直流炉，单炉膛、一次中间再热、四角切圆燃烧方式、平衡通风、Π型露天布置、刮板捞渣机机械除渣装置、全钢架悬吊结构。炉后尾部布置两台三分仓容克式空气预热器。主要参数如表1： 表1 锅炉主要参数 名称单位最大连续蒸发量 （BMCR） 额定工况蒸发量 （BRL） 过热蒸汽流量t/h 2035 1976 过热蒸汽出口压力MPa.g 26.15 26.08 过热蒸汽出口温度℃605 605 再热蒸汽流量t/h 1603 1551 再热蒸汽进口压力MPa.g 5.73 5.54 再热蒸汽进口温度℃374 368 再热蒸汽出口压力MPa.g 5.53 5.34 再热蒸汽出口温度℃603 603 给水温度℃299 297 2.2 经混凝澄清处理的沅江干流水→清水池→双层滤料过滤器→UF装置（自带自清洗过滤器）→超滤水箱→一级RO→RO缓冲水箱→二级RO→淡水箱→ EDI装置→除盐水箱。 2.3 加药系统主要设备 机组启动期间给水处理采用全挥发AVT碱性工况，正常运行时采用加氨加氧联合水处理CWT工况。2台机组设一套给水加氨、一套凝结水加氨设备，加氨泵均为2用1备；每台机设1套加氧设备，包括给水、凝结水加氧。
2009年12月(下 ) ［摘要］现代大型燃煤机组为了能保证机组安全和调峰快速启停都装配有旁路系统，本文以东方汽轮机和锅炉厂600MW 机组旁路系统为 例介绍了其构成和功能，为正常启停、调峰运行和事故处理时提供参考。［关键词］旁路；旁路系统；回收工质；快速启停600MW 超临界机组旁路系统简介 马旭涛 王晓晖 （广东红海湾发电有限公司，广东汕尾516600） 广东红海湾发电有限公司一期工程＃1、＃2机组为国产600MW 超临界压力燃煤发电机组，循环冷却水取自海水，为开式循环，三大主设备由东方电气集团公司属下的东方锅炉厂、东方汽轮机厂、东方电机股份有限公司制造，容量及参数相互匹配。汽轮机型号：N600-24.2/566/566，型式：超临界压力、一次中间再热、单轴、双背压、三缸四排汽、凝汽冲动式汽轮机。 1设备概况 机组旁路采用高压和低压两级串联的旁路系统，其中高压旁路容量为40%锅炉最大容量，布置在汽机房的6.4m 平台上。低压旁路设置两套装置，总容量为高压旁路的蒸汽流量与喷水流量之和，布置在汽机房的13.7m 平台上。高、低压旁路各由一套液压控制装置驱动控制。 高压旁路系统从汽机高压缸进口前的主蒸汽总管接出，经减温减压后接入再热蒸汽冷段总管上。低压旁路系统从汽机中压缸进口前的再热蒸汽总管接出，经两路减温减压后，分别接入A 、B 凝汽器。 高、低压旁路各设有独立的液压控制装置，通过电液伺服阀调节。高、低旁正常调节全行程开、关均需20~30秒，在事故状态下，高、低压旁路均可实现快开（2秒全开）和快关（2秒全关），高压旁路减温水来自给水母管，低压旁路减温水来自凝结水精处理装置出口母管。高、低压旁路减温水调节阀也是用各自液压控制装置电液伺服阀控制。 2旁路系统的构成及主要作用 2.1构成 由高压旁路和低压旁路串联而成，高压旁路为40%容量，低压旁路为52%容量。高压旁路和高压缸并联，低压旁路和中、低压缸并联。示意图如（图一） ： 图1旁路系统结构组成 2.2主要作用 1）回收工质（凝结水）和缩短机组启动时间，从而可以大大节省机组启动过程中的燃油消耗量； 2）调节新蒸汽压力和协调机、炉工况，以满足机组负荷变化的要求，并可实现机组滑压运行； 3）保护锅炉不致超压，有安全门的作用，保护再热器在机组启动初期因没有蒸汽流通发生干烧而损坏； 4）实现在FCB 时，停机不停炉。 3旁路的基本控制及功能介绍 由于我厂采用的是中压缸启动，在汽机冲转时，要求高低旁控制好冲转参数，因此，启动初期，调节锅炉出口压力是旁路主要的控制功能，正常运行之后，旁路处于跟随状态，实现对主汽压力，再热器，凝汽器的一些保护功能。具体的自动启动过程如下： 在冷态时，也就是主汽压力小于1.0Mpa 的时候，旁路自动启动的过程如下，在锅炉点火以后，在触摸屏上点击STARTUP 按钮，这时候旁路系统的状态显示会出现Ymin on 和cold start ，这时候是最小阀位过程，高旁阀门会开启到设定的最小阀位（ 10%），这时候保持这个阀位不动，让压力上升，在主汽压力上升到设定的最小压力1.0MPa 时候，显示切换到Warm start 状态，同时阀门开启维持这个压力，在阀门开度达到设定的阀位30%的时候，程序根据计算出来的锅炉允许的升压速率升高主汽压力的设定值，如果这时候锅炉燃烧能和设定速率配合，阀位基本保持30%不变，同时主汽压力上升，这时候就是设定阀位状态，如果锅炉燃烧使得主汽压力升速率过快，设定值低于实际压力，阀门便会开大维持压力为设定值，实际压力如果升速率过慢，则阀门会关小。在阀门低于30%的时候，设定值则不会继续增加，只有阀门重新开到30%以上才会继续增加设定值。在这个过程中主汽压力根据调节上升，到了设定的冲转压力则整个自动启动过程结束，高旁自动切换到压力控制方式，屏幕显示Press CTRL .这时候可以从屏幕上设定压力设定值，高旁就会来调整主汽压力到设定值。在汽机准备冲转的时候要低旁设自动并跟踪再热蒸汽压力，随着汽轮机转速上升关小低旁，一般3000转定速低旁还是未关闭完全的。再并网后随着继续开大阀位，准备高压缸进汽（即切缸），这时候需手动快速加阀位的同时快速把高压旁路切除。检查高压缸排气VV 阀关闭并给高排逆止门开启信号。高旁切除以后，旁路保持快关状态，这时候检查高排逆止门确已开启高低旁关闭。在切缸过程中，高低旁和阀位协调控制好主再热蒸汽压力，过程连续快捷保证高排逆止门顺利开启是关键。当然按每次启动的实际情况，我们常用手动控制来实现上述过程。 高旁温度控制，目的是控制进入再热器的蒸汽温度在适当的范围内，设定值由运行人员手动设定，它是通过简单的单回路偏差调节，取高旁出口温度与设定值比较形成偏差。当高旁出口温度达到360℃时，旁路系统会延时20S 发出报警，当高旁出口温度达到400℃时，高旁保护快关。 低旁在投入自动以后就一直是压力控制，来控制热再压力，屏幕上的压力设定值是热再压力的最小限制，低旁的压力设定值是根据调节级压力计算出来的一个值，如果这个值小于设定的最小压力，取最小压力设定值作为实际的压力设定值。 低旁温度控制，目的是控制进入凝汽器的蒸汽温度在适当的范围内，由于低旁出口饱和蒸汽温度不能准确测量，故不是采用单纯的偏差调节。根据低旁的阀位和进入低旁的蒸汽压力和温度可得出进入低旁蒸汽的焓值。另外低旁喷水取用的是凝结水，温度和压力已知，再通过喷水调节阀开度和阀前后差压可得出喷水的流量，通过能量平衡计算出所需减温水的量，即得出喷水调节阀的开度。 喷水截止阀是开关门，当截止阀所对应的减压阀开度大于2%时，截止阀联锁全开，小于2%时，联锁全关。 226
大型超临界机组关键技术 一、技术概述 大型超临界火电机组已成为世界发达国家电力设备的主导产品，机组容量指600MW 及以上，超临界压力指蒸汽压力从亚临界参数过渡到超临界参数，即主蒸汽压力从17Mpa 提高到24~25Mpa；主蒸汽温度从530℃提高到540℃，由一级中间再热改进为两级中间再热，使温度再提高到566℃及以上；供电煤耗小于300克／千瓦时，机组效率比同容量亚临界机组提高2~2．4％。以60万千瓦机组为例，超临界机组比亚临界机组，每年可节省约2．5万吨标准煤。 大型超临界机组的研制需解决一批重大的关键技术，包括设计技术、生产工艺、材料技术、自动化技术、运行技术。 二、现状及国内外发展趋势 纵观国内外火电设备技术发展态势，其最主要的特点和要求是：不断提高供电效率和可靠性、降低能耗、减少环境污染；发电设备的技术结构从最初的小容量中压机机组，逐步发展到中等容量的高压机组和超高压机组，乃至近代水平的大型容量亚临界机组，及现代超临界机组和多种联合循环机组，供电效率从初期水平25％提高到现代水平40％以上。 从全世界电力工业的构成分析、火电仍是主要构成部分，只有少数国家如法国和北欧几个国家的核电、水电已成为该国电力工业的主体。近三十年来，世界发电机组的发展上已达到了很高水平，而且在制造、运行和可靠性上与亚临界火电机组相当或更佳，积累了丰富的经验。在欧洲一些国家和日本已开始研制超临界参数火电机组。 我国火电技术与当今世界火电技术的发展趋势是基本一致的。我国已引进并掌握了亚临界300MW，600MW机组技术。进口的超临界火电机组已投入运行。当前应抓紧落实超临界机组的依托工程项目，采取引进技术，技贸结合等方式，攻克超临界机组的关键技术，加
600MW超临界机组试题 600MW超临界机组补充试题 一、填空题 1.小机盘车可分为手动和油涡轮两种；其中油涡轮盘车盘车时，可以将转子 盘车转速控制在80~120 转/分左右（高速），它是靠控制进入油涡轮的压力油量来实现盘车的启停和转速高低。 2.中速磨煤机防爆蒸汽分别从一次风室、机壳＿、分离器＿入磨，用于防止磨煤机启动 和停止过程中的爆炸。 3.磨煤机的变加载是接受给煤机的电流信号，控制比例溢流阀压力大小，变更蓄能器和 油缸的油压，来实现加载力的变化。 4.密封风用于磨煤机传动盘、拉杆关节轴承、磨辊。 5.冷一次风的用户有密封风机风源、给煤机密封风、磨一次冷风。 6.汽轮机密封油主油源是空侧密封油泵，第一备用油源（即主要备用油源）是汽机 主油泵。当主油源故障时，第一备用油源自动投入运行。第二备用油源由主油箱上备用交流电动密封油泵供给，当汽机转速小于2/3 额定转速或第一备用油源故障时，第二备用油源自动投入。第三备用油源是直流密封油泵提供的。 7.主油箱事故排油门应设 2 个钢质截止门，操作手轮上不允许加锁，并应挂有明 显的警告牌。 8.汽机房内着火时，当火势威胁至主油箱或油系统时，应立即破坏真空紧急停机， 并开启主油箱事故放油门，并控制放油速度应适当，以保证转子静止前润滑油不中断。 9.轴封溢流正常情况下溢流至#8低加，当#8低加停运时溢流至凝汽器。 10.除氧器滑压运行时可避免除氧器汽源的节流损失。 11.汽轮机正常运行中的配汽方式为喷嘴配汽。 12.汽轮机停运后，如果转子短时间无法转动，转子会向_下__弯曲，此时应将转子高点置 __最高位___，关闭__汽缸疏水__，保持__上下缸温差_，监视转子__挠度__，当确认转子正常后，再手动盘车180o。当盘车电机电流过大或转子盘不动时，不可__强行盘车___，更不可用吊车__强制盘车或_强行冲转。停盘车_8__小时后，方可停止润滑油系统。
火力发电革命性变革 ——超临界（超超临界）机组运用 超临界（超超临界）是一个热力学概念。对于水和水蒸气，压力超过临界压力22.129MPa的状态，即为超临界状态。同时这一状态下对应的饱和温度为374.15℃。超临界机组即指蒸汽压力达到超临界状态的发电机组。蒸汽参数达到27MPa/580℃/600℃以上的高效超临界机组，属于超超临界机组。 超临界（超超临界）机组最大的优势是能够大幅度提高循环效率，降低发电煤耗。但相应地需要提高金属材料的档次和金属部件的焊接工艺水平。现在全世界各国都非常重视超临界（超超临界）机组技术的发展。 超超临界机组蒸汽参数愈高，热效率也随之提高。热力循环分析表明，在超超临界机组参数范围的条件下，主蒸汽压力提高1MPa，机组的热耗率就可下降0.13%～0.15%；主蒸汽温度每提高10℃，机组的热耗率就可下降0.25～0.30%；再热蒸汽温度每提高10℃，机组的热耗率就可下降0.15%～0.20%。在一定的范围内，如果采用二次再热，则其热耗率可较采用一次再热的机组下降1.4%～1.6%。 超临界（超超临界）机组的发展在20世纪60～70年代曾经历过低谷时期，主要是因为当时的试验条件所限，没有认识到超临界（超超临界）压力下工质的大比热容特性对水动力特性以及传热特性的影响，因而引发了水冷壁多次爆管等事故。经过理论和技术方面的不断发展，发现了超临界压力下的工质存在类膜态沸腾导致传热恶化问题，克服了技术发展障碍。与此同时，随着金属材料工业的发展，超临界（超超临界）机组获得了新的生命。 超临界（超超临界）机组具有如下特点： (1）热效率高、热耗低。超临界机组比亚临界机组可降低热耗约 2.5％，故可节约燃料，降低能源消耗和大气污染物的排放量。 (2）超临界压力时水和蒸汽比容相同，状态相似，单相的流动特性稳定，没有汽水分层和在中间集箱处分配不均的困难，并不需要象亚临界压力锅炉那样用复杂的分配系统来保证良好的汽水混合，回路比较简单。
超临界锅炉的启动旁路系统 严格来说，超临界直流锅炉启动旁路系统主要由过热器旁路和汽轮机旁路两大部分组成。过热器旁路是针对直流锅炉单元机组的启动特点而设置的，为直流锅炉单元机组特有的系统。汽轮机旁路系统不但用于直流锅炉单元机组还用于汽包锅炉单元机组上。 下面介绍的启动旁路系统主要为过热器旁路系统。 一、启动旁路系统的功能和种类 1．功能 直流锅炉单元机组的启动旁路系统主要有以下功能： （1）辅助锅炉启动 1）辅助建立冷态和热态循环清洗工况 2）辅助建立启动压力与启动流量，或建立水冷壁质量流速 3）辅助工质膨胀 4）辅助管道系统暖管 （2）协调机炉工况 1）满足直流锅炉启动过程自身要求的工质流量与工质压力 2）满足汽轮机启动过程需要的蒸汽流量、蒸汽压力与蒸汽温度（3）热量与工质回收 借助启动旁路系统回收启动过程锅炉排放的热量与工质。 （4）安全保护 启动旁路系统能辅助锅炉、汽轮机安全启动。有的旁路系统还能
用于汽轮机甩负荷保护、带厂用电运行或停机不停炉等。 直流锅炉单元机组的启动旁路系统，不应该是功能越全面越好，要根据机组容量、参数及承担电网负荷的性质等合理的选定。此外，启动旁路系统在运行中的效果还与锅炉、汽轮机、辅机的性能有关，主机、辅机与系统的性能的统一才能获得预想的功能。总之，启动系统的选型要综合考虑其技术特点、系统投资及电厂运行模式等因素。 2．种类 直流锅炉启动系统（特指过热器旁路系统）有内置式分离器启动系统和外置式分离器启动系统两大类型。DG1900/25.4-II型超临界直流锅炉采用的是内置式分离器启动系统。 本超临界机组采用的汽轮机旁路系统是大旁路形式，即将过热蒸汽直接通过大旁路送到凝汽器。 二、内置式分离器启动系统的分类及技术特点 直流锅炉启动系统按分离器正常运行时是否参与系统工作可以分为内置式分离器启动系统和外置式分离器启动系统。内置式分离器启动系统是指在正常运行时，从水冷壁出来的微过热蒸汽经过分离器,进入过热器，此时分离器仅起一连接通道作用。内置式分离器启动系统大致可分为：（1）扩容器式（大气式、非大气式2种）；（2）启动疏水热交换器式；（3）再循环泵式（并联和串联2种）。 1．带扩容器的启动系统 这种启动系统主要由除氧器、给水泵、高压加热器、启动分离器、大气式扩容器、疏水回收箱、疏水回收泵、冷凝器等组成。图9-2
国外超超临界机组技术的发展状况 一、超超临界的定义 水的临界状态点：压力 22.115MPa，温度374.15℃；蒸汽参数超过临界点压力和温度称为超临界。锅炉、汽轮机系列（通常以汽轮机进口蒸汽初压力划分等级）：次中压2.5 MPa，中压3.5 MPa，次高压6.5 MPa，高压9.0MPa，超高压13.5 MPa ，亚临界16.7 MPa，超临界24.1 MPa。 超超临界（Ultra Super-critical）（也有称高效超临界High Efficiency Supercritical））的定义：丹麦人认为：蒸汽压力27.5MPa是超临界与超超临界的分界线；日本人认为：压力>24.2MPa，或温度达到593℃(或超过 566℃)以上定义为超超临界；德国西门子公司的观点：从材料的等级来区分超临界和超超临界；我国电力百科全书：通常把蒸汽压力高于27MPa称为超超临界。 结论：其实没有统一的定义，本质上超临界与超超临界无区别。 二、国外超超临界技术发展趋势 （一）超超临界机组的发展历史 超超临界机组发展至今有50年的历史，最早的超超临界机组于1957年投产，建在美国俄亥俄州（Philo 电厂6#机组），容量为125MW，蒸汽进汽压力31MPa，进汽温度621 / 566 / 566 C（二次再热）。汽轮机制造商为美国GE公司，锅炉制造商为美国B&W公司。 世界上超超临界发电技术的发展过程一般划分为三个阶段： 第一阶段（上世纪50-70年代）
以美国为核心，追求高压/双再的超超临界参数。1959年Eddystone 电厂1#机组，容量为325MW，蒸汽压力为34.5MPa，蒸汽温度为 649 / 566 / 566 C（二次再热），热耗为8630kJ/kWh，汽轮机制造商美国WH 公司，锅炉制造商美国CE公司。其打破了最大出力、最高压力、最高温度和最高效率的4项记录。1968 年降参数（32.2MPa/610/560/560 C）运行直至今，但至今仍是世界上蒸汽压力和温度较高的机组。 结果，早期的超超临界机组，更注重提高初压（30MPa或以上）,迫使采用二次再热。使结构与系统趋于复杂，运行控制难度更难，并忽视了当时技术水平和材料水平，使机组可用率不高。 第二阶段（上世纪80年代） 以材料技术发展为中心，超超临界机组处于调整期。锅炉和汽轮机材料性能大幅度提高，电厂水化学方面的认识更趋深入，美国对已投运的超临界机组进行大规模的优化和改造，形成了新的结构和新的设计方法，使可靠性和可用率指标达到甚至超过了相应的亚临界机组。其后，美国将超临界技术转让给日本，GE公司转让给东芝和日立公司，西屋公司转让给三菱公司。 第三阶段（上世纪90年代开始） 迎来了超超临界机组新一轮的发展阶段。主要原因是国际上环保要求日趋严格，新材料的开发成功，常规超临界技术的成熟。大规模发展超超临界机组的国家以日本、欧洲（德国、丹麦）为主要代表。日本以川越电厂31 MPa /654℃/566℃/566℃超超临界为代表，开拓了一条从引进到自主开发，有步骤有计划的发展之路，成为当今超超临界技术领先国家。其值得我们认真学习。 三、各国超超临界发电技术情况
XX电厂600MW超超临界机组设计特点 3.2机组的形式 XX电厂二期工程的2X600MW超超临界机组采用的是日本三菱公司设计的两缸两排汽机组，与备选方案三缸四排汽机型相比，机组的高中压部分设计相同，均为三菱公司的设计技术；两缸机组的低压缸为三菱公司设计技术，而三缸机组的低压缸为哈汽的常规超临界设计技术。两缸两排汽机组长21米，宽10.5米，高7.5米，本体总重770吨；三缸四排汽机组长28米，宽10.5米，高6.2米，本体总重1020吨。两缸机组的外形及重量均远小于三缸机组，制造成本低。从热耗率来看，三缸机组THA工况的设计热耗率比两缸机组低24kJ/kW.h，全年加权平均热耗率比两缸机组低6.4kJ/kW.h，两缸机组的热耗率略高于三缸机组。与两缸机组完全相同的日本广野5#机组，到目前运行的各项指标均达到设计值。尤其是世界上最长的48英寸末级钢制叶片在投运前进行了大量的实验验证，以确保其安全性，并且在广野5#机组上安全运行。综合上述因素，由于两缸机组与三缸机组的经济性基本相当，而两缸机组的制造成本及运行维护成本均低于三缸机组，安全性也得到了相应的验证，因而两缸两排汽机型是比较合理的选择。 3.2机组参数的确定 主蒸汽的温度拟采用580℃或600℃，汽机厂对采用两种不同的主蒸汽温度，从热耗率和制造成本方面进行了计算比较，主蒸汽温度采用580℃，在THA工况下，机组的热耗率比主蒸汽温度采用600℃
高43 kJ/kW.h，全年的运行成本高228万元左右（年运行小时7800h，标准煤价400元/吨，标准煤发热量29300 kJ/kg）。主蒸汽温度从580℃提高到600℃，汽轮机主要部件的材料不变，只是高压进汽部分的壁厚增加20%左右，对汽轮机的制造成本的影响仅20万元左右。综合上述，主蒸汽温度采用600℃比主蒸汽温度采用580℃有较大优势。主蒸汽压力经过优化后，确定锅炉出口为26.25MPa，汽轮机入口为25MPa。 3.3机组的特点 汽轮机为单轴、两缸、两排汽、一次中间再热、凝汽式机组。高中压汽轮机采用合缸结构，汽轮机低压缸采用48英寸末级叶片，这种设计降低了汽轮机总长度，紧缩电厂布局。机组采用超超临界蒸汽参数（25MPa、600℃／600℃），因此具有较高的经济性，设计工况下机组热耗率为7428kj/kwh，发电煤耗274.65g/kwh，供电煤耗294.13g/kwh，处于同功率等级机组领先地位。两台机组分别于2007年8月31日及10月14日移交生产，通过投产后运行实践，机组各项指标达到设计值。 3.4 机组技术经济性比较 与超临界机组的经济性比较 营口600MW超超临界机组与600MW超临界机组经济指标比较 技术经济指标比较
1000MW超超临界锅炉启动过程分析 刘崇刚国电泰州发电有限公司生产运行部 江苏泰州 213000 择要：本文简单介绍泰州电厂工程概况及等离子助燃点火，重点论述超超临界1000MW机组在启动过程如何成功实现无油点火，而且对启动过程中出现的具体问题进行详细分析并提出针对性解决方法，具有很大的推广价值，为即将投产和在建机组超超机组提供了实现无油启动成功的范列。 关键词：等离子无油点火锅炉启动参数控制关键点控制 一、工程概况 国电泰州电厂一期工程2×1000MW超超临界燃煤机组锅炉是哈尔滨锅炉厂有限责任公司由三菱重工业株式会社（Mitsuibishi Heavy Industries Co. Ltd）提供技术支持，设计的锅炉是超超临界变压运行直流锅炉，采用П型布置、双炉膛、一次中间再热、低NO X PM 主燃烧器和MACT燃烧技术、反向双切园燃烧方式，底层1A磨煤机采用等离子助燃技术，炉膛为内螺纹管垂直上升膜式水冷壁，循环泵启动系统；调温方式除煤/水比外，还采用烟气分配挡板、燃烧器摆动、喷水等方式。 锅炉采用平衡通风、露天布置、固态排渣、全钢构架、全悬吊结构，设计煤种为神华煤，校核煤种分别为兖州煤和同忻煤。 锅炉主要参数如下： 二、启动过程分析 1、等离子点火 等离子点火原理：等离子是利用直流电流在介质气压0.01～0.03Ma的条件下接触引弧，并在强磁场控制下获得稳定功率的直流空气等离子体，该等离子体在燃烧器的中心燃烧筒中形成温度》5000K的梯度极大的局部高温区，煤粉颗粒通过该等离子“火核”受到高温作用，并在1/1000秒内迅速释放出挥发物，使煤粉颗粒破裂粉碎，从而迅速燃烧。由于反
660MW超超临界直接空冷机组整套启动中的问题及处理措施 本文主要针对660MW超超临界直接空冷机组整套启动过程中存在的问题开展论述，结合问题存在的原因，提出相应的处理措施，保证整个机组试运行顺利推进。 标签：超超临界直接空冷机组整套启动存在问题处理措施 内蒙古大唐国际托克托发电有限责任公司五期工程2×660MW汽轮机发电机组，该机组是由东汽生产的660MW超超临界一次中间再热，三缸两排汽，直接空冷凝汽式汽轮机。本次研究主要针对该机组整套启动过程中存在的的问题进行了总结分析，并进一步分析了问题产生的原因，提出了相应的处理措施，现将具体研究内容介绍如下： 一、盘车转子停止转动 1.问题分析 在对机组进行电气专业短路实验和空载实验完成之后，技术人员准备对整个机组的阀门进行严密性试验。当时锅炉的运行参数为主汽压力11.9MPa，再热汽压力2.3119MPa。当严密性试验完毕之后，汽机转速到0，人工手动啮合盘车，启动过程中的电流为0当时电流30.3A，启动约一分半后，盘车掉闸。间隔20分钟后再次启动，启动失败，这时对盘车电机的电流进行检查，发现在33～35A 之间波动。半个小时之后，挂闸困难，强行挂闸后，手动盘车不能正常运作，随后盘车电流突然激增到71A，汽轮机真空遭到破坏。通过对整个机组进行全面检查之后，导致上述问题出现的原因，主要包括以下几个方面，一个是盘车机电出现了电气故障，另一个是汽轮机大轴内部存在残余的弯曲，机械设备在启动过程中，由于启动力矩太大，不能正常开启。还有就是顶轴油压出现了突变，使得大轴顶起高度，达不到相应标准，启动力矩增加。最后一个原因是盘车大齿与大轴齿轮啮合不到位，从而引起启动力矩增加。 2.处理措施 针对上述故障可能发生的原因，技术人员立即采取措施进行检修。首先将所在机组的所有疏水关闭，开始进行闷缸处理。在故障现场调整机组各个瓦顶轴油压以及顶起的高度，检查之后发现一个发电机的7瓦顶起高度不符合要求。针对这一现象，重新调整了3号～8号瓦顶轴油压，调整之后的油压分别为6.9MPa、5.5MPa、6.9MPa、8.5MPa、5.2MPa、7.8MPa。3～8号瓦大轴顶起高度分别为3丝、3丝、4丝、5丝、5丝、6丝。然后对盘车进行了解体，发现回油槽内部存在很多铜屑，由此可以断定，是因为油槽中存在铜屑，造成了齿轮啮合困难。通过对机组进行闷缸处理两个小时之后，重新开启盘车，机组电流稳定，没有继续出现突然增大现象。然后将盘车挂闸，能够顺利进行。将盘车再次启动之后，机组的电流控制在25A，转子偏心162mm。随后机组的电流下降到20A，接近冷
超临界机组的自动发电（AGC）控制 江苏省电力试验研究院有限公司 2007 年 7 月
1. 超临界机组的特性 1.1 临界火电机组的技术特点 超临界火电机组的参数、容量及效率 超临界机组是指过热器出口主蒸汽压力超过22.129MPa。目前运行的超临界机组运行压力均为24MPa~25MPa，理论上认为，在水的状态参数达到临界点时(压力22.129MPa、温度374.℃)，水的汽化会在一瞬间完成，即在临界点时饱和水和饱和蒸汽之间不再有汽、水共存的二相区存在,二者的参数不再有区别。由于在临界参数下汽水密度相等，因此在超临界压力下无法维持自然循环，即不再能采用汽包锅炉，直流锅炉成为唯一型式。 提高蒸汽参数并与发展大容量机组相结合是提高常规火电厂效率及降低单位容量造价最有效的途径。与同容量亚临界火电机组的热效率相比，采用超临界参数可在理论上提高效率2%～2.5%，采用超超临界参数可提高4%～5%。目前,世界上先进的超临界机组效率已达到47%～49%。 1.2 超临界机组的启动特点 超临界锅炉与亚临界自然循环锅炉的结构和工作原理不同，启动方法也有较大的差异，超临界锅炉与自然循环锅炉相比，有以下的启动特点： 1.2.1 设置专门的启动旁路系统 直流锅炉的启动特点是在锅炉点火前就必须不间断的向锅炉进水，建立足够的启动流量，以保证给水连续不断的强制流经受热面，使其得到冷却。 一般高参数大容量的直流锅炉都采用单元制系统，在单元制系统启动中，汽轮机要求暖机、冲转的蒸汽在相应的进汽压力下具有50℃以上的过热度，其目的是防止低温蒸汽送入汽轮机后凝结，造成汽轮机的水冲击，因此直流炉需要设置专门的启动旁路系统来排除这些不合格的工质。 1.2.2 配置汽水分离器和疏水回收系统 超临界机组运行在正常范围内，锅炉给水靠给水泵压头直接流过省煤器、水冷壁和过热器，直流运行状态的负荷从锅炉满负荷到直流最小负荷。直流最小负荷一般为25%~45%。 低于该直流最小负荷，给水流量要保持恒定。例如在20%负荷时，最小流量为30%意味着在水冷壁出口有20%的饱和蒸汽和10%的饱和水，这种汽水混合物必须在水冷
超临界机组与亚临界机组特点的比较2006-10-25 20:42
600MW 亚临界及超临界机组甩负荷试验技术研究 一、任务来源 汽轮机作为一个高速转动机械必须保证转速不超过它设计允许的最高转速，以防止超速产生的 严重后果。在防止机组发生甩负荷工况时的动态转速飞升方面，起主要作用的就是超速保护限制回 路，也即OPC 保护回路，而甩负荷试验是考核汽轮机调速系统动态特性最直接、最常用的方法。所 以，对于甩负荷试验而言，OPC 超速保护回路是最重要的。 甩负荷试验是一项较为复杂和极其重要的试验．涉及到各机、炉、电、热、化各专业，并具有一定 的风险性。由于甩负荷试验对于保证机组安全稳定运行有重要意义，目前新机组在基建期间，移交 生产前，都基本会按照有关要求进行甩负荷试验，但由于甩负荷试验涉及到各专业，自身技术上比 较复杂，在各地实际进行的甩负荷试验中，由于认知和理解上的不同，存在不同的技术观点，导致 实际甩负荷试验操作中，有不同的操作方式，甩负荷的试验结果也不尽相同，很多试验存在一些问 题，比如试验过程中二次飞升转速比较高、OPC 动作次数过多、甩负荷后机组没法维持空转并再次 并网接带负荷等问题，不仅影响到机组的定期投产，也影响到电网的安全稳定。尤其近年超临界机 组的建设投产比较多，超临界机组的甩负荷试验，暴露出一些新的问题。 本文正是在这个背景下，结合广东正在建设的600MW 等级的亚临界及超临界机组，对于600MW 机组的甩负荷试验，进行了深入的分析和比较研究，全面掌握现代大型机组甩负荷试验的技术要点， 着重解决实际甩负荷试验过程中的关键技术难点，为大型机组的甩负荷试验，包括即将大规模投产 的1000MW 机组的甩负荷试验，提供技术支持和技术指导，为保证现代大型机组甩负荷试验的顺利进 行和机组的安全稳定运行服务。 为此，广东省电力工业局试验研究所于2006 年开始了该项目的研究工作，项目名称：600MW 亚 临界及超临界机组甩负荷试验技术研究。 二、应用领域和技术原理 防止汽轮机超速是调节保安系统的一个重要功能，尤其是发生甩负荷等恶劣工况时，要求调节 汽门能尽快关闭，控制汽轮机转速不致使机组跳闸，并将转速控制在同步转速。若是电网短时故障， 应能迅速重新并网接带负荷。甩负荷试验是考核汽轮机调速系统动态特性最直接、最常用的方法。 由于甩负荷试验对于保证机组和整个电网的安全稳定运行，都有重要意义，本项目通过研究600MW 亚临界及超临界机组的甩负荷试验技术，来为机组和电网安全稳定运行提供支持和服务。 本课题的技术主要包括以下几个部分： 1、比较不同机组的甩负荷技术特点 实施方案：调查研究典型机组的OPC 保护逻辑的技术特点分析。包括1）国产引进型600MW 机组 的OPC 逻辑特点；2）俄罗斯列宁格勒、日立、三菱、ABB 等进口机组的OPC 逻辑特点 2、分析600MW 亚临界及超临界机组甩负荷试验中的主要技术难点和对应解决方法 实施方案：1）分析600MW 亚临界及超临界机组甩负荷试验中的主要技术难点,主要是OPC 的复位逻辑、再热汽压力的控制、转子转动惯量的计算等；2）对存在的技术难点，研究对应的解决方法；3） 制定出科学合理的甩负荷试验执行方案；
超临界机组的自动发电（AGC）控制
江苏省电力试验研究院有限公司 2007 年 7 月 1. 超临界机组的特性 1.1 临界火电机组的技术特点 超临界火电机组的参数、容量及效率 超临界机组是指过热器出口主蒸汽压力超过22.129MPa。目前运行的超临界机组运行压力均为24MPa~25MPa，理论上认为，在水的状态参数达到临界点时(压力22.129MPa、温度374.℃)，水的汽化会在一瞬间完成，即在临界点时饱和水和饱和蒸汽之间不再有汽、水共存的二相区存在,二者的参数不再有区别。由于在临界参数下汽水密度相等，因此在超临界压力下无法维持自然循环，即不再能采用汽包锅炉，直流锅炉成为唯一型式。 提高蒸汽参数并与发展大容量机组相结合是提高常规火电厂效率及降低单位容量造价最有效的途径。与同容量亚临界火电机组的热效率相比，采用超临界参数可在理论上提高效率2%～2.5%，采用超超临界参数可提高4%～5%。目前,世界上先进的超临界机组效率已达到47%～49%。 1.2 超临界机组的启动特点 超临界锅炉与亚临界自然循环锅炉的结构和工作原理不同，启动方法也有较大的差异，超临界锅炉与自然循环锅炉相比，有以下的启动特点： 1.2.1 设置专门的启动旁路系统 直流锅炉的启动特点是在锅炉点火前就必须不间断的向锅炉进水，建立足够的启动流量，以保证给水连续不断的强制流经受热面，使其得到冷却。 一般高参数大容量的直流锅炉都采用单元制系统，在单元制系统启动中，汽轮机要求暖机、冲转的蒸汽在相应的进汽压力下具有50℃以上的过热度，其目的是防止低温蒸汽送入汽轮机后凝结，造成汽轮机的水冲击，因此直流炉需要设置专门的启动旁路系统来排除这些不合格的工质。 1.2.2 配置汽水分离器和疏水回收系统 超临界机组运行在正常范围内，锅炉给水靠给水泵压头直接流过省煤器、水冷壁和过热器，直流运行状态的负荷从锅炉满负荷到直流最小负荷。直流最小负荷一般为25%~45%。
亚临界、超临界、超超临界火电机组技术区别 一、定义 所谓的"临界"是指锅炉工作情况下承受的一定温度和压力的蒸汽状态。可以查出水的临界压力为22.115MPa ，由此知，此压力对应下的状态叫临界状态； (1)水在加热过程中存在一个状态点——临界点 (2)低于临界点压力，从低温下的水加热到过热蒸汽的过程中要经过汽化过程，即经过水和水蒸汽共存的状态； (3)而如果压力在临界压力或临界压力以上时，水在加热的过程中就没有汽水共存状态而直接从水转变为蒸汽。 T-S图 临界点 T 饱和水线饱和汽线 S 水的临界点 1.1 压力低于25MPa（对应的蒸汽温度低于538摄氏度）时的状态为亚临界状态；亚 临界自然循环汽包锅炉的燃烧室蒸发受热面与汽包构成循环回路。受热面上升管吸热量越大，则上升管内的含汽率增大，与下降管比重差增大，因此推动更大的循环量。其特性是带有“自补偿”性质的。而直流锅炉燃烧室内的平行上升管组吸热量越大则工质比容增大，体
积流速变大，阻力增大。对带有联箱的平行管组，吸热多的管子质量流量必然降低，其特点是“直流”性质的。 1.2 压力在25MPa 时的状态（对应的蒸汽温度高于538摄氏度）为超临界状态；超临界是物质的一种特殊状态，当环境温度、压力达到物质的临界点时，气液两相的相界面消失，成为均相体系。当温度压力进一步提高，即超过临界点时，物质就处于超临界状态，成为超临界流体。超临界水是一种重要超临界流体，在超临界状态下，水具有类似于气体的良好流动性，又具有远高于气体的密度。超临界水是一种很好的反应介质，具有独特的理化性质，例如扩散系数高、传质速率高、粘度低、混合性好、介电常数低、与有机物、气体组分完全互溶；对无机物溶解度低，利于固体分离，反应性高、分解力高；超临界水本身可参与自由基和离子反应等等。 1.3 压力在25-31MPa 之间(温度在600度以上）则称为超超临界状态。 二、 参数 水的临界状态参数为压力22.115MPa 、温度374.15℃ 2.1 亚临界火电机组蒸汽参数： P=16~19MPa ，T= 538℃/ 538℃或T= 540℃/ 540 ℃。超临界压力下朗肯循环过程的T —S 图
600MW超临界机组锅炉启动系统特点与运行控制研究 发表时间：2018-05-11T16:12:47.447Z 来源：《电力设备》2017年第36期作者：令狐绍伟 [导读] 摘要：文章基于600MW超临界机组介绍其汽包锅炉与直流锅炉启动系统的特点，并重点分析锅炉启动前的水冲洗阶段、碱洗和酸洗阶段、热态冲洗和吹管阶段以及干湿态转换阶段的运行控制措施。 （贵州兴义电力发展有限公司贵州省兴义市 562400） 摘要：文章基于600MW超临界机组介绍其汽包锅炉与直流锅炉启动系统的特点，并重点分析锅炉启动前的水冲洗阶段、碱洗和酸洗阶段、热态冲洗和吹管阶段以及干湿态转换阶段的运行控制措施。 关键词：600MW超临界机组；锅炉；启动系统 1引言 随着我国国民经济的发展，人们对于电力能源的需求量不断增加，而且随着能源紧缺和环境恶化问题的不断加剧，我国针对电力行业也加速了能源结构调整和电力企业改革。对于燃煤火电厂来说，目前主要的发展方向就是发展大容量的超临界以及超超临界机组，其较强的负荷适应性和较高的经济性，符合我国建设资源节约型和环境友好型社会的要求。超临界直流炉和汽包炉在结构、运行特性和控制方式上有着较大的不同，需要对600MW超临界机组锅炉启动系统特点和运行控制进行研究和讨论。 2 600MW超临界机组锅炉启动系统特点 直流锅炉的构造与汽包锅炉不同，其构造中没有汽包的存在，其炉内工质的流动主要依靠水泵的压力作用，由于没有汽包的存在，炉内的水、汽水混合物以及蒸汽会在此压力作用下一次性全部通过受热面。所以在直流锅炉点火启动时，为了确保启动安全，必须要保证炉膛水冷壁管内的流量应大于最小流量值，从而确保流动的稳定性和确保水冷壁管壁温度在允许的范围之内。此外，一旦锅炉在启动过程中，以及运行中的产汽量低于最小流量值时，为了防止多余的水进入过热器系统中，还需要在过热器之前增加一个启动旁路系统中将多余的水排掉。综上所述，对于直流锅炉来说，其启动系统的主要作用就是在锅炉启停以及低负荷的运行过程中，为了确保炉膛内的流量并对水冷壁管进行保护，同时还需要满足机组启停以及低负荷运行时对蒸汽流量的要求。 3 600MW超临界机组锅炉启动系统运行控制措施 3.1锅炉启动前的水冲洗阶段 在此阶段对启动系统的要求是要保持清洁，除了锅炉内循环水的水质有着严格的要求之外，还要在启动之前对启动系统进行碱洗或酸洗以及大量的水冲洗，冲洗的要求是炉水中的铁离子含量低于50μg/l。冲洗的部位主要包括主给水管道、省煤器系统管道、水冷壁系统管道、启动分离器和储水箱、炉水循环泵系统管道以及阀管线等。且冲洗过程分为开式冲洗和闭式冲洗两部分。其中开式冲洗的主要流程为：除氧器→电动给水泵→高压给水系统→省煤器→下部炉膛水冷壁→中间水冷壁混合集箱→上部炉膛会冷壁→分离器→贮水箱→阀管线→疏水扩容器→疏水箱→排放。而闭式冲洗回路1的主要流程为：除氧器→电动给水泵→高压给水系统→省煤器→下部炉膛水冷壁→中间水冷壁混合集箱→上部炉膛水冷壁→分离器→贮水箱→阀管线→疏水扩容器→疏水箱→疏水泵→凝汽器→除氧器。回路2的主要流程为：炉水循环泵→省煤器→下部炉膛水冷壁→中间水冷壁混合集箱→上部炉膛水冷壁→分离器→储水箱→炉水循环泵。 3.2锅炉的碱洗和酸洗阶段 在此阶段中，由于汽机盘车不能使用，所以为了维持碱洗系统的循环，需要由辅汽联箱对碱洗液温度进行严格控制和维持。碱洗流程为：除氧器→前置泵→高压给水系统→省煤器→水冷壁→分离器→贮水箱→阀管线→临时管短接至凝结水系统→除氧器。碱洗过程中前置泵提供循环动力，且为了保证碱洗回路的流量，需将前置泵的电流控制在额定电流，并要确保储水箱中水位的稳定，避免碱洗液进入过热器系统中。酸洗阶段的流程与碱洗阶段相同，而且这两个阶段中都需要在疏水扩容器下部安装疏水泵将废水从机组排水槽引至废水处理池中进行处理后排放。 3.3锅炉热态冲洗和吹管阶段 锅炉进行点火启动的过程中，前期水质较差需要将其通过阀排进入疏水扩容器进入循环水中进行循环清洗，当水质达到规定要求时再通过阀排进入扩容器并进如凝结水系统中。此阶段锅炉的热负荷较高，所以锅炉内的最小循环流量规定也较高，并通过对燃油量和溢流阀开度的控制将水冷壁出口温度控制为170℃～190℃的范围内，且热态冲洗后分离器储水箱中水质的含铁量也要求较高，要求不应高于50μg/l，然后再升温升压进入吹管阶段。 吹管阶段采用的方式为降压吹管的方式，并对其吹管的时间间隔和蒸汽温度有严格的规定，且需通过阀排来对水位和升压速度进行控制。此阶段控制的难点是对储水箱水位的控制，其控制的方式主要是通过定速泵出口门以及给水调门和相应阀门的调节进行控制的。由于电泵的容量只有30%，所以应在临控门开启时就开始补水，且应加大电泵的出口调门确保临控门开启后的补水量大于600t/h，并保证在临控门关闭之后的4min中储水箱的水位不会下降。当超过4min其水位开始下降时，需要将相应的阀口减小确保其出口流量低于100t/h，当水位回升时再将此阀口开大。在整个过程中还需进行大流量的补水，确保省煤器入口流量高于保护定值。 3.4锅炉的干湿态转换阶段 当锅炉带负荷运行至300MW左右时，对于直流锅炉来说需要进行干湿态的转换，且在转换过程中由于分离器分离出的水逐渐减少使得储水箱中的水位降低，所以在此过程中应逐渐减小调节门的开度来对储水箱中的水位进行控制。在干湿态转换完成之后停止炉水循环泵，投入炉水泵和相应阀的暖管管线确保启动系统安全退出。 4结语 600MW超临界机组的汽包锅炉和直流锅炉的启动系统具有不同的特点，在锅炉启动前的水冲洗阶段、碱洗和酸洗阶段、热态冲洗和吹管阶段以及干湿态转换阶段，需要通过相应的控制措施来确保启动系统的安全运行。 参考文献： [1] 刘熙.1000MW超超临界机组锅炉启动特性分析[J].现代制造，2015（6）：38-39. [2] 徐慕虎.600MW超临界直流锅炉特点分析与运行控制[J].工程技术：全文版，2016（8）：00178-00178.