下载文档原格式
600MW机组锅炉启动系统施晶一、概述直流锅炉靠给水泵的压力，使锅炉中的水、汽水混合物和蒸汽一次通过全部受热面。
超临界直流锅炉在启动前必须由锅炉给水泵建立一定的启动流量和启动压力，强迫工质流经受热面。
由于直流锅炉没有汽包作为汽水分离的分界点，水在锅炉管中加热、蒸发和过热后直接向汽轮机供汽。
因此，直流锅炉必须设置一套特有的启动系统，以保证锅炉启、停过程中或低负荷运行过程中水冷壁的安全和正常供汽。
1、启动压力直流锅炉的启动压力指锅炉启动前在水冷壁系统中建立的初始压力，它的选取与下列因素有关：(1)、受热面的水动力特性。
随着压力的提高，能改善或避免水动力不稳定，减轻消除管间脉动。
(2)、汽水膨胀现象。
启动压力越高，汽水比体积差越小，汽水膨胀越小，可以缩小启动分离器的容量。
(3)、给水泵的电耗。
启动压力越高，启动过程中给水泵的电耗越大。
为了水动力稳定，避免脉动，希望启动压力高，但从减少给水泵电耗方面考虑，启动压力又不宜过高。
由于我厂锅炉采用了螺旋管圈水冷壁，启动压力对水动力影响很小，因此可选用零压力启动。
我厂锅炉启动系统采用了足够容量的排放阀(3A阀)，可满足汽水膨胀时的排放控制。
2、启动流量直流锅炉的启动流量直接影响锅炉启动的安全性和经济性。
启动流量越大，工质流经受热面的质量流速越共，对受热面的冷却，改善水动力特性有利，但工质损失及热量损失也相应增加，同时启动系统的设计容量也要加大。
但流量过小，受热面冷却和水动力稳定就得不到保证，因此，选用启动流量的原则是在保证受热面得到可靠冷却和工质流动稳定的条件下，尽可能选择得小一些。
我厂锅炉启动流量为35%BMCR。
3、汽水膨胀现象直流锅炉的启动过程中工质加热、蒸发和过热三个区段是逐步形成的。
启动初期，分离器前的受热面都起加热水的作用，水温逐渐升高，而工质相态没有发生变化，锅炉出来的是加热水，其体积流量基本等于给水流量。
随着燃料量的增加，炉膛温度提高，换热增强，当水冷壁内某点工质温度达到饱和温度时，开始产生蒸汽，但在开始蒸发点到水冷壁出口的受热面中的工质仍然是水。
根据锅炉的运行方式、参数可分为三个阶段；第一启动及低负荷运行阶段，第二亚临界直流炉运行阶段，第三超临界直流炉运行阶段。
每个阶段的调节方法和侧重点有所不同。
1 第一阶段：锅炉启动及低负荷运行阶段不同容量的锅炉其转干态直流运行的最低负荷有所不同，一般在25%～35% BMCR 之间，在湿态情况下，其运行方式与强制循环汽包炉是基本相同的。
汽水分离器及贮水罐就相当于汽包，但是两者容积相差甚远，贮水罐的水位变化速度也就更快。
由炉水循环泵将贮水罐的水升压进入省煤器入口,与给水共同构成最小循环流量。
其控制方式较之其它超临界直流锅炉（不带炉水循环泵，贮水罐的水经361 阀直接排放至锅炉疏扩、除氧器、凝汽器等）有较大不同，控制更困难。
给水主要用于控制贮水罐水位，炉水循环泵出口调阀控制省煤器入口流量保证锅炉的最小循环流量，贮水罐水位过高时则通过361 阀排放至锅炉疏水扩容器。
此阶段汽温的调节主要依赖于燃烧控制，通过投退油枪的数量及层次、调节炉前油压、减温水、烟气挡板等手段来调节主再热蒸汽温度。
在第一阶段水位控制已可投自动，但是大多数锅炉的水位控制逻辑还不够完善，只是单纯的控制一点水位，还没有投三冲量控制，当扰动较大时水位会产生较大的波动，甚至根本无法平衡。
此阶段要注意尽量避免太大的扰动，扰动过大及早解除自动，手动控制。
根据经验，炉水循环泵出口360 阀一般不投自动（以防360 阀开度过大BCP 电机过流），在启动时保持一恒定的给水流量（适当大于最小流量），用电动给水泵转速和给水调旁来控制贮水罐水位。
缓慢增加燃料量，保持适当的升温升压率,储水罐水位在某一点逐渐下降，361（360）阀逐渐关小直至全关, 中间点过热度由负值逐渐升高变正，机组即进入直流运行状态，是一个自然而然的过程，此时只要操作均匀缓慢，不使压力出现太大波动，就能实现自然过渡。
但是建议361 阀依然投入自动，避免人为疏忽造成水位过高，造成顶棚过热器进入水。
二、直流炉的运行控制(一)直流锅炉汽压控制机组负荷增加时，汽机调门开大，蒸汽流量立即增加，使得汽轮机功率也同样立即增加。
由于锅炉给水流量和燃烧率均未变化，蒸汽流量和汽轮机功率的暂时增加是由于蒸汽压力下降而使锅炉放出蓄热引起。
由于直流锅炉蓄热能力小，压力下降的速度大一些。
稳定后汽压维持在偏低的数值。
(二)直流锅炉汽温控制直流锅炉不像汽包锅炉那样有汽包可以将蒸发受热面和过热器分开，由于直流锅炉给水和燃料单一的变化特性决定了将明显影响汽温。
为此必须保持燃水比不变，但即使保证燃水比作为调温的基本手段，过热器之间，往往仍需要喷水减温，以适应变动工况下调节汽温和保护过热器的需要。
运行中应使喷水调节阀开度处于中间位置，以备工况变动既能开大也能关小。
因此，直流锅炉汽温控制的基本措施就是保持燃水比，喷水减温只是临时措施。
通过控制中间点温度不变，就表示汽温变化稳定。
再热器温度的控制采用尾部烟道烟气挡板和冷再入口事故一级喷水减温。
主要影响因素为再热器出口汽温、机组负荷变化速度、喷水减温及低温再热器出口汽温的变化速度。
燃烧率和给水流量的比例变化1%，将使过热蒸汽温度变化10℃。
1.过热汽温控制。
过热蒸汽温度是由煤/水比和两级喷水减温来控制。
喷水取自高加出口，每级减温器喷水量为该负荷下的3%主蒸汽流量。
系统在35%～100%BMCR负荷范围内维持出口汽温在℃。
在20%BMCR 负荷以下不允许投一级喷水。
在10%BMCR负荷以下不投二级喷水。
如果喷水调节阀关闭超过10秒之后且过热汽温低于控制的目标值，则每个隔离阀自动关闭。
若隔离阀关闭则减温水控制阀自动关闭。
在失去控制信号和电源时喷水阀固定不动。
2.再热汽温控制。
滑压运行时，在50%～100%BMCR负荷之间，再热器出口蒸汽温度控制在569+5～10℃。
正常运行期间，再热蒸汽温度由布置在尾部烟道中的烟气挡板控制。
两个烟道的挡板以相反的方向动作。
烟气挡板的连杆有一个执行器，可调节满行程限制值，使之在关闭位置下至少有10%的烟气量通过。
直流锅炉启动控制系统介绍
2016.5
1带循环泵的启动系统
1.1系统介绍
对于配置带循环泵的启动锅炉，在锅炉的启动及低负荷运行阶段，炉水循环确保了在锅炉达到最低直流负荷之前的炉膛水冷壁的安全性。
当锅护负荷大于最低直流负荷时，一次通过的炉膛水冷壁质量流速能够对水冷壁进行足够的冷却。
启动系统主要由除氧器、给水泵、大气式扩容器、集水箱、启动循环泵、启动分离器等组成，具体流程图见图3
在炉水循环中，由分离器分离出来的水往下流到锅炉启动循环泵的人口，通过泵提高压力来克服系统的流动阻力和省煤器最小流量控制阀(V-507)的压降，水冷壁的最小流量是通过省煤器最小流量控制阀来实现控制的，即使当一次通过的蒸汽量小于此数值时，炉膛水冷壁的质量流速也不能低于此数值。
炉水再循环提供了锅炉启动和低负荷时所需的最小流量，选用的循环泵能提供锅炉冷态和热态启动时所需的体积流量，在启动过程中，并不需要像简单疏水扩容器系统那样往扩容器进行连续地排水。
循环泵的设计必须提供足够的压头来建立冷态和热态启动时循环所需的最小流量。
从控制阀出来的水通过省煤器，再进人炉膛水冷壁，总体流程如图2所示，在循环中，有部分的水蒸气产生，然后此汽水混合物进人分离器，分离器布置靠近炉顶，这样可以提供循环泵在任何工况下(包括冷态启动和热态再启动)所需要的净吸压头，分离器的较高的位置同样也提供了在锅炉初始启动阶段汽水膨胀时疏水所需要的静压头。
在图3所示启动系统图中，循环泵和给水泵是申联布置，这样的布且具有以下优点:
(1)进人循环泵的水来自下降管或锅炉给水管或同时从这两者中来; 这样的布置使得在各个启动过程中，总是有水流过循环泵，泵的流量恒定，无须设置任何最小流盆的泵循环回路及其必须的控制设备;
(2)锅炉给水的欠熔可增加循环泵的净吸压头;
当分离器由湿态转向干态时，疏水流量为0，但此时循环泵能从给水管道中得到足够的流量，可保证分离器平滑地从干态转向湿态，无须在此时进行循环泵的关停操作。
1.2带循环系的启动系统疏水系统的考虑
对于带循环泵的启动系统而言，在循环泵投运的情况下，能回收大部分的工质和热量。
带循环泵的启动系统的疏水量(在循环泵投运时)大部分经再循环泵重新回到省煤器，所以经过大气式扩容器的疏水量很少，但考虑到本套系统是按照循环泵在解列条件下也能正常启动设计的，推荐采用和简单疏水系统同样容最的疏水泵。
1.3锅炉循环泵启动系统的控制
当锅炉最初启动没有蒸汽产生时，给水泵可以不带负荷，此时进人省煤器和蒸发器的水完全来白分离器的琉水，一且有蒸汽产生，分离器中的水位开始下降，给水泵需启动补充给水，控制原理见图4，以维持分离器水位，而此时进人省煤器和蒸发系统的流量发生变化由纯粹的疏水变成给水和疏水的混合物，这样的状态一直要维持到最低直流负荷。
在该负荷以上，锅炉进人直流运行方式，进人蒸发器的水全部变成蒸汽，而省煤器和蒸发器的流最完全来自于给水。
在湿态运行状态下，给水是通过分离器的水位和蒸汽量来控制，其控制方法类同亚临界控制循环锅炉，分离器的水位豁要连续地监视。
为了防止启动，初期阶段汽水膨胀时分离器水位过高，饱和水进人过热器，除了给水控制水位外，还设置了大气扩容式系统，在扩容器进口设置有2个高水位调节阀(HWL-1/2)，其功能与简单疏水启动系统相同，另外当循环泵发生故障时，该系统也能启动锅炉，只是工质和热量损失较多。
1.1. 1循环泵的控制
循环泵随给水泵后启动，再循环泵出口设置有I个控制省煤器进口最小流量的调节阀(V-507)，该调节阀是通过测童得到的省煤器进口流量(FE”与最小流量比较信号和测量的循环泵压差(DPT)与设定压差的比较信号来控制(见图4)，这样的控制，既可保证省煤器的最小流量要求。
又可以保护循环泵。
1.1.1.1循环泵的启动条件
(1)冷却水流量满足要求;
(2) V-504开;
(3) V-508开;
(4)省煤器进口给水流量大于循环泵自身启动设定值或分离器水位大于设定值且电动阀(V一503)已开。
(5)无停循环泵指令。
当上述循环泵的启动条件全部满足后。
则发指令要求循环泵出口的调节阀(V-507)的开度满足循环泵最小流量;当循环泵出口的调节阀(V-507)的开度己满足循环泵最小流量要求，则如下任一指令可开启循环泵:
(1)机组顺控要求启动循环泵。
(2)自动湿态方式启动循环泵;
(3)运行人员启动循环泵。
1.1. 1.2循环泵的跳闸条件
(1)”循环泵已启，但差压小于设定值;
(2)电机腔温度大于设定值;
(3)电动阀V-504关;
(4)电动阀V-508关。
当循环泵启动后，如下任一指令自动停运循环泵;
(1)机组顺控要求停运循环泵;
(2)自动干态方式停运循环泵;
(3)运行人员停运循环泵;
(4)电气故障停运循环泵;
(5)循环泵已启，但省煤器进口给水流量小于循环泵要求的最小设定值停运循环泵。
1.4再循环泵系统的优点
与简单疏水扩容启动系统相比，带再循环泵系统具有如下优点:
(1)可降低给水泵在启动和低负荷运行的功率。
(2)启动和低负荷运行时，不但能回收全部工质。
还可100%回收疏水热量。
(3)由干带再循环泵系统分离器的水位控制是通过与汽机蒸汽流量相关的给水控制来完成的，在通常情况下，不需要使用启动系统的排放阀门，这样可以减小系统的热量和工质的损失。
(4)带泵的启动系统与简单疏水型启动系统相比，能够回收更多的热量，同时也可减小工质损失，炉水再循环确保了炉水本身所带的热量都回到炉膛水冷壁，在启动的大部分时间内，几乎没有什么热损失和工质损失。
带泵的启动系统
与疏水型启动系统在排放水量上有巨大区别。
后者在锅炉整个启动过程中，从炉膛水冷壁来的水被连续地排放，导致了大量的热损失和工质损失。
与此相比，带泵的启动系统只需要在锅炉启动的早期汽水膨胀阶段排水到扩容器中。
在此时间段，由于排放的水是处于大气压力下的饱和水，所以热损失很小，而且排放水的烩值也较低，不会有工质在扩容器中被蒸发掉。
简单疏水型启动系统是通过给水泵来提供必须的水冷壁最小流量，而带泵的启动系统则是通过循环泵来实现的，对于疏水型的启动过程。
所有最小流量的水都在炉膛中被加热，没有蒸发成水蒸气的部分则携带着从炉膛吸收的热量被排到扩容器中，带泵的启动系统由于很小的排放水量，其热损失也很小，其启动过程中总的热损失约为疏水型启动系统的3%。
由于带循环泵的启动系统在启动的整个过程中能100%吸收疏水热量，可有效缩短冷态和温态启动时间。
相比于简单疏水扩容启动系统，当冷态启动时，点火至汽机冲转时间可缩短70min-80 min;温态启动可缩短10 min-20 min,该系统更适合于频繁启动、带循环负荷和二班制运行机组。
循环系统采用1台湿式马达启动泵，型式与常规亚临界控制循环的炉水循环泵基本相同，但泵只有I个出口(控制循环泵有2个出口)，泵的扬程也要比控制循环泵高得多。
带循环泵系统适用于带中间负荷或两班制运行。
这种布置方式不仅可应用于变压运行的超临界机组启动系统中，同时还可应用于亚临界压力机组部分负荷或全负荷复合循环(又称低倍率直流炉)的启动系统中。
采用带循环泵的启动系统，叮减少启动工质和热量的损失。
泵的参数的选择及运行方式是该系统应考虑的主要问题。
