600MW超临界机组超临界锅炉启动系统

技术专题介绍6,600MW超临界机组,郑州电力高等专科学校 杨建华,超临界锅炉启动系统,启动系统超临界锅炉的特有系统,为了在启动阶段对炉膛提供安全所需的给水量，必须设置启动系统。用此系统来获得良好的给水质量条件，以达到快速点火和升温升压的目的。,东锅超临界锅炉启动系统,分离器,贮水罐,启动系统： 由启动分离器、贮水罐、水位控制阀（361阀）等组成。,东锅启动系统,水在分离器贮水罐水位控制阀（361阀）的控制下，由分离器贮水罐再返至凝汽器的疏水扩容器来达到控制启动分离器贮水罐水位在控制范围内的目的。饱和蒸汽送往过热器，在汽机进汽前通过高低压汽机旁路阀回收到冷凝器。,启动分离器结构简图,分离器尺寸规格为900110，直段高度2.890m，材质SA-387Gr11C12数量为两个。经水冷壁加热以后的工质分别由6根连接管沿切向逆时针向下倾斜15进入两分离器，分离出的水通过连接管进入分离器下方的贮水罐。分离器内设有阻水装置和消旋器。,启动分离器贮水罐结构简图,贮水罐,启动分离器贮水罐的尺寸规格为990120，直段高度17m，数量一个。启动分离器和贮水罐端部均采用日立-巴布科克（BHK）有丰富运行经验的成熟的锥形封头结构，封头均开孔与连接管相连。,贮水罐,贮水罐,去扩容器,361阀,361阀,去凝汽器,361阀,启动循环系统： 由启动分离器、贮水罐、水位控制阀（361阀）等组成。,锅炉启动及低负荷运行阶段，送至省煤器的水经水冷壁加热后，送到启动分离器，流体在启动分离器内分离成水和饱和蒸汽。,东锅启动系统,系统配置合理、运行灵活方便 （不带BCP）,1）低压管路清洗：确认各阀门状态（开或闭）；开启冷凝水泵；清洗冷凝器和除氧器之间的低压管路；持续清洗直至冷凝器入口水混浊度低于 3 ppm 。,2）炉前段清洗：清洗高压加热器段管路。,3）锅炉上水对锅内加水；加水至水位到达启动分离器贮水罐预标高。4) 炉水启动排污循环用辅助蒸汽加热除氧器，保证除氧器出口水温在80左右；继续向锅内加水。同时打开启动排污阀排（361阀）放炉水直至启动分离器出口水优质于下列指标值：铁质 500 ppb 或浑浊度 3 ppm油脂 1 ppmpH值 9.5,5)炉水循环保持炉水循环直至省煤器入口水质优于下列指标值：s/cm 1Fe 100 pbpH值 9.3 9.5,6) 燃烧器点火 确认启动油管路状态。启动通风系统，保证二次风量大于37B-MCR风量； 启动锅炉给水泵（BFP）； 维持锅炉给水流量高于25%B-MCR流量并重置锅炉主燃料（MFT）； 当省煤器入口水质条件达到下列要求时，燃烧器点火；s/cm 1Fe 100 pbPH 9.39.5 当因炉水量的增加导致分离器水位变高时，打开汽水分离器贮水罐溢流调节阀，维持分离器贮水罐水位。,7)锅炉升温加压 当分离器中产生蒸汽时，汽机旁路阀、应处在自动操作状态； 燃料量调节阀控制燃料量提升锅炉温度； 开启启动分离器贮水罐溢流调节阀，维持启动分离器贮水罐水位； 主蒸汽压力达到最低要求压力时，高压汽机旁路阀控制主蒸汽压力； 通过低压汽机旁路阀的调节使再热蒸汽压力达到要求值。,8)热态清洗 确认炉水循环状态下的水质； 为通过启动分离器贮水罐溢流调节阀检测循环炉水的水质， 此时停止锅炉升温、升压。,9)汽轮机送气 蒸汽条件满足汽机供汽条件 （高压汽机旁路阀控制主蒸汽压力大于最小要求值）； 启动汽机（中压汽机）； 10)并网 提高汽机转速； 同步调节汽机转速至 3000 rpm，然后给汽机带初负荷 。,增加燃油量； 启动一次风机和开始加热磨煤机；,11)升负荷 启动磨煤机供应煤粉； 在约20负荷时，关闭高低（HP/LP）压汽机旁路阀； 启动分离器贮水罐水位下降时，关闭启动分离器贮水罐溢流调节阀； 湿态完全转换到干态后，锅炉进入直流运行。,12)常规运行（直流运行） 30%负荷以上时自动滑压运行开始； 提高煤粉流量同时减少燃油流量； 机组在90%及以上负荷下全压状态运行。,哈锅超临界锅炉启动系统,系统组成四只汽水分离器及其引入与引出管系统。一只立式贮水箱。由贮水箱底部引出的再循环泵入口管道及溢流总管。通往循环泵的入口管道及出口管道上的装有传动装置的正常水位调节阀及截止阀。循环泵出口管道到贮水箱上的最小流量管道及流量测量装置。通往扩容器的溢流管，装有传动装置的两只水位调节阀(一大一小)及截止阀。热备用管，装有流量测量装置。自省煤器入口到循环泵入口管道的冷却水连接管，流量约为1-2%的泵流量。,启动分离器,系统的容量和功能本锅炉配有容量为35%B-MCR的启动系统，以与锅炉水冷壁最低质量流量相匹配。启动系统的功能为：锅炉给水系统和水冷壁及省煤器的冷态和温态水冲洗，并将冲洗水通过扩容器和冷凝水箱排入冷却水总管或冷凝器。满足锅炉冷态、温态、热态和极热态启动的需要，直到锅炉达到35%BMCR最低直流负荷，由再循环模式转入直流方式运行为止。只要水质合格，启动系统可完全回收工质及其所含的热量。锅炉转入直流运行时，启动系统处于热备用状态，一旦锅炉渡过启动期间的汽水膨胀期，即通过循环泵水位控制阀进行炉水再循环。在最低直流负荷以下运行，贮水箱出现水位时，将根据水位的高低自动打开相应的水位调节阀，进行炉水再循环。启动分离器系统也能起到在水冷壁出口集箱与过热器之间的温度补偿作用，均匀分配进入过热器的蒸汽流量。,带循环泵系统的优点在启动过程中回收热量。在启动过程中水冷壁的最低流量为35%BMCR，因此锅炉的燃烧率为加热35%BMCR的流量到饱和温度和产生相应负荷下的过热蒸汽，如采用简易系统，则再循环流量部分的饱和水要进入除氧器或冷凝器，在负荷率极低时，这部分流量接近35%BMCR流量，除氧器或冷凝器不可能接收如此多的工质及热量，只有排入大气扩容器，造成大量的热量及工质的损失。在启动过程中回收工质。与简易启动系统相比，带循环泵的启动系统可以回收工质，由下图可以看出，采用再循环泵，可以将再循环流量与给水混合后泵入省煤器，从而可以节省由于此部分流量进入扩容器后膨胀、蒸发而损失的工质。开启循环泵进行水冲洗。采用再循环泵系统，可以用较少的冲洗水量与再循环流之和获得较高的水速，达到冲洗的目的。在锅炉启动初期，渡过汽水膨胀期后，锅炉不排水，节省工质与热量。汽水分离器采用较小壁厚，热应力低，可使锅炉启动、停炉灵活。,设备功能分离器及其引入与引出管系统：启动期间由水冷壁出口集箱引出的两相介质由引出管引至四只汽水分离器。工质在分离器中在离心力的作用下进行汽水分离，由分离器顶部引出蒸汽，在分离器内装有脱水装置，以防止蒸汽带水进入过热器管中。炉水由四只平行工作的分离器底部引出送往立式贮水箱。贮水箱：它起到炉水的中间贮藏作用，在分离器下部的水空间及四根通往贮水箱的连接管道应包括在贮水系统的容量内，其尺寸必须保证贮水系统能贮藏启动期间在打开各水位调节阀和闭锁阀前的全部工质，以保证过热器无水进入。由疏水箱底部引出的再循环管道， 它连接进入循环泵的入口，它的容量按锅炉B-MCR流量的35%设计。通往大气扩容器的溢流支管及其两只高水位调节阀和闭锁阀：用于初次启动和较长期停炉后启动前用凝结水清洗给水系统和水冷壁省煤器系统。当流量大或清洗后的水质不合格不能进行再循环时，必须通过此溢流管送往扩容器并最后排往冷却水总管。另外，当机组启动初期，水冷壁出现汽水膨胀现象，导致分离器贮水箱中水位急剧上升，也必须打开高水位和高高水位调节阀，将工质送往扩容器系统。它的容量按满足锅炉各态启动溢流要求。热备用暖管：其用途是当锅炉转入直流运行后有少量省煤器出口炉水至通往扩容器的管道，以使管道保持在热备用状态下。,自省煤器入口到循环泵入口管道的冷却水连接管，流量约为泵流量的1-2%。其目的是在机组快速变负荷时，使进入循环泵的再循环炉水有一定的过冷度，避免在循环泵的叶片上发生汽蚀现象。循环泵旁路管：泵出口到储水箱的循环泵最小流量的旁路管，以保证在锅炉低循环流量时，循环泵可维持最低安全流量。扩容器：用于承接贮水箱在高水位与高高水位时的疏水、热备用状态时的少量疏水、部分负荷运行时一旦贮水箱出现高水位时的疏水以及过热器、再热器、省煤器、水冷壁、吹灰器和排空气系统等的疏水。其容积应满足启动前冷态、温态大流量水冲洗和启动初期水冷壁出现汽水膨胀时分离器系统大流量疏水的需要。,系统的各种主要运行模式初次启动或长期停炉后启动前进行冷态和温态水冲洗时，冲洗水量可达35%B-MCR，以清除给水系统中的杂质。如果停炉时间在一个星期以上，启动前也必需进行冲洗。锅炉启动：在整个启动期间，启动系统的再循环水量与给水量之和始终保持在35%B-MCR的主汽流量左右。冷态和温态启动时，在锅炉点火2030分钟后，水冷壁即出现“汽水膨胀”，分离器贮水箱内水位迅速上升至高水位或高高水位，此时打开通往扩容器支管上的二只高水位调节阀及其闭锁阀，将工质排往扩容器。扩容分离后的蒸汽排往大气，水进入冷凝水箱。若水质合格，则经冷凝水泵排放到汽机的冷凝器中以回收工质，不合格则送往主冷却水排放管。在热态和极热态启动时汽水膨胀量很少，可经循环泵正常水位调节阀做再循环。热备用：当锅炉达到35%B-MCR的最低直流工况时，应将启动系统解列，启动系统进入热备用状态，此时通往扩容器的二条支管上的二只水位调节阀和二只闭锁阀全部关闭。随着直流工况运行时间的增加，为使管道保持在热备用状态下，有少量省煤器出口炉水至通往扩容器的溢流管道，可以靠正常的过热汽进行加热蒸发。而且当锅炉转入部分负荷运行进入最低直流负荷以下时，分离器贮水箱将出现水位，这时循环泵出口的调节阀自动打开，根据储水箱中的水位自动调节其开度，循环泵出口调节阀的开度及流量控制见下图。,系统的各部件运行模式循环泵出口水位调节阀运行模式在机组度过汽水膨胀阶段后，储水箱中的压力开始升高，储水箱中水位的控制就靠循环泵出口的调节阀和通向扩容器的疏水支管上的小口径调节阀来控制，当储水箱中的水位在2350-6400mm之间时，通过调整循环泵出口的调节阀的开度来控制再循环流量，从而控制储水箱的水位。,通往扩容器的疏水支管及其两只高水位调节阀运行模式在锅炉水冲洗及启动初期汽水膨胀期间，如果储水箱中的水位在循环泵最大流量状态下还不能控制，继续上升，则用溢流管上的小调节阀来控制疏水箱中的水位，这个调节阀的水位控制范围为6700-7650mm。从6400-6700mm之间有300mm的自由区段，为控制逻辑及阀门的开启时间留有一定的裕量。在锅炉水冲洗及汽水膨胀后，用循环泵出口的调节阀就可以控制疏水箱中的水位在合适的位置。在锅炉初次启动或长期停炉后启动前必须进行冷态水冲洗，这时冲洗水量较大，以清除给水系统中的杂质。如果停炉时间在一个星期以上，启动前也必需进行冲洗。由于此时的冲洗水水质较差，需将工质排往扩容器，然后排向排放总管。由于此时锅炉不带压力，因此此管道及阀门选择较大，在静压下要排放掉所有冲洗水量。当锅炉带压运行压力达到4-5MPa后，如果此阀门打开，则会对下游设备造成损坏，因此