超临界锅炉无循环泵启动

第 2期 2 0 1 1年 3月 锅炉制 造 B0I L ER MANUFACTURI NG No 2 Ma r 2 0 1 1 文章编号 ： C N 2 31 2 4 9 ( 2 0 1 1 ) 0 20 0 2 6 0 4 超临界锅炉无循环泵启 动 崔 强 ， 张兰英 ( 1 中国水 电崇信发 电有限责任公 司， 甘肃 崇信 ， 7 4 4 0 0 0 ； 2 哈 尔滨锅 炉厂 有限责任 公司 ， 黑龙 江 哈 尔滨 1 5 0 0 4 0 ) 摘要 ： 介绍 了超临界直流锅炉的启动系统结构 ， 介绍无循环泵启动前 的保障措施和注意事项 ， 详尽 的描述超 临界直流锅炉无循环泵启动 的整个过程 ， 并总结 了在启动过程 中发现 的问题和解决措 施 ， 为超临界机组 的无 循环泵启动运行奠定 了基础 。 关键 词 ： 循 环泵 ； 启动 ； 贮水箱 ； 负荷 中图分类 号： T K 2 2 9 文 献标识码 ： A S u p e r c r i t i c a l Bo i l e r S t a r t W i t h o u t Ci r c u l a t i o n Pu m p C u i Q i a n g ， Z h a n g L a n y i n g ( 1 C h i n a ， S h y d r o p o n i c C h o n g x i n P o w e r G e n e r a t i o n C o L t d ， c h o n g x i n 7 4 4 0 0 0 ， C h i n a ； 2 H a r b i n B o i l o r C o L t d ， H a r b i n 1 5 0 0 4 6 ， C h i n a ) Abs t r a c t ： T hi s a r t i c l e s i n t r o du c e s s t r u c t u r a l o f s t a rt s y s t e m a bo u t S up e r c r i t i c a l b o i l e r ， I t a l s o i n t r o d u c e s s a f e g u a r d s a n d p r e c a u t i o n s b e f o r e t h e s t a r t o f s u p e r c r i t i c a l b o i l e r wi t h o u t c i r c u l a t i o n p u mp， I t D e t a i l e d d e s c ri p t i o n t h e w h o l e p r o c e s s o f S u p e r e r i t i c a l b o i l e r s t a r t w i t h o u t c i r c u l a t i o n p u mp An d i t s u mma r i z e d p r o b l e ms a n d s o l u t i o n s foun d e d i n t h e wh o l e p r o c e s s I t p r o v i de s r e f e n r e n e e f o r s up e r c rit i c a l b o i l e r o p e r a t i o n wi t h o u t c i r c u l a t i o n p u mp Ke y wo r ds： c i r c u l a t i o n p u mp； s t a r t ； S t o r a g e t a n k s； L o a d 0 引 言 超临界直流锅炉在本生流量下在再循环运行 方式运行 ， 达到本生流量停运循环泵转变成直 流 运行方式。但在实际运行操作 中， 由于循环泵故 障不能投入运行 ， 而机组又必须马上启动 ， 所 以无 法按照常规启动方法启动， 必须采用无循环泵启 动的方案。 1 超 临界启 动系统 在本生负荷下 ， 给水从给水泵来 ， 经给水调节 阀， 流量孔板进入省煤器 ， 水冷壁。像传统的锅炉 一 样 ， 启动系统由分离器 ， 贮水箱 ， 循环泵 ， 循环流 量孔板和循环流量控制阀所组成。由水冷壁来的 汽水混合物进入分离器 ， 分离 出来 的蒸汽进入 过 热器 ， 分 离 出来 的水 返 回贮水 箱。循 环泵 提供 3 5 B MC R 的流量 ( 本机 组 的本 生流 量为 3 5 B MC R) ， 给水泵提供 3 B MC R的流量达 到本 生 负荷 。下 图 1为锅炉本生负荷下启动系统功能 图。随着蒸发量的增加进入贮水箱的水位水量减 少 ， 水位下降。当水位开始降至本生水位以下 时 循环流率降低 ， 给水流量增加 以维持保护水冷壁 所需 的 3 5 B MC R的最小 流量。直到达 到本生 负荷 ， 锅炉 进 行 干湿 态 转 化 ， 贮 水 箱水 位 降 到 收稿 日期 ： 2 0 1 01 1 2 8 作者简介： 崔 强( 1 9 7 3一) ， 男 ， 甘肃省兰州人， 1 9 9 5年毕业于南京 电力高等专科学校， 从事 火力发 电厂 的工程和生产管理 工作。 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 第 2期 崔强， 等： 超临界锅炉元循环泵启动 2 7 1 2 0 0 m m低低水位 ， 循环泵停运 ， 贮 水箱水 位在 热负荷下逐渐蒸发 降低直至 为 0， 锅 炉 由再循环 运行 方式 转 为直 流状 态下 运行 。 分离器 图 1 锅 炉 本 生 负 衙 l 启 动 系统 功 能 图 2 事件起 因 某 电厂机组因汽机真空低跳 闸， 锅炉开始吹 扫 ， 启动过程中炉水泵进 出口差压i 贝 J J 冻住造成 差压低跳 闸 ， 锅 炉 Mf Y r动作。锅炉 重新 吹扫 点 火 ， 在机组启动过程 中由于关键参 数测点被冻等 影响机组启动的缺 陷较 多 ， 随后锅炉启动循环泵 跳闸 ， 无首 出信号 ， 就地检查未见异常， 电源开关 综保装置显示零序 I I 段保护动作 ， 联系继保人员 检查结果是保护装置动作正常 ， 但确有故 障信号 ， 联系电气测 电机绝缘为零 ， 至此锅 炉启 动循环泵 失去备用 ， 给机组启动带来 困难 ， 决定采用无启动 循环泵方式启动 。 3 启 动前 的保 障措施及注 意事项 1 ) 要求化学制水必 须保证 连续最 大出力运 行 ， 三个贮存水箱可用 水量达 3 0 0 0吨 以上 ， 确保 机组启动期 间化学补水 向机组 凝结水箱 连续补 水 。 2 ) 机组启动期间机组凝结水箱水位保持在 6 米 以上 。 3 ) 机组热井水位保持在 2米 ， 除氧器水位保 持 在 2 2米 。 4 ) 锅炉启动疏水泵测绝缘送 电， 启动疏水扩 容器至凝器手动 阀前法兰拆开对管道进行冲洗 ， 冲洗合格后重新连接管道启动疏水扩容器疏水全 部 回收； 凝器坑需加装两台临时排污泵 ， 满足机组 管道冲洗要求 。 5 ) 确认锅炉贮水箱及分离器水 位、 压力显示 正常 ， 储水箱溢流调节阀 自动调节正常。 6 ) 确认锅炉启动疏水扩容器水位 、 压力显示 正 常 ， 保 证 疏水 回收 。 7 ) 保证锅炉水冷壁安全 的最低启动流量 ， 对 锅炉最小流量保护定值进行适 当调整 ， 以在保证 锅炉安全的前提下 ， 降低锅炉启动耗水量 ， 维持启 动补水正常。 8 )机组保 持凝输泵 B C运行 ； 凝水前 置过 滤器保持两 台同时投运。 9 )机组启动过程 中 B C层制粉系统保持正 常运行。 1 0 )机组高低压旁路保持 自动运行正常。 1 1 ) 机组启 动运行正 常后 ， 因为炉水泵 失备 无法转入湿态运行 ， 若发生机组异常需降负荷至 2 7 0 MW 及 以下 时， 运行人员立即手动 MF T处理。 l 2 ) 锅炉吹扫前 解除给水流量低 MF F保 护 ， 将 流量 保 护 定 值 改 为 4 0 0 t h ， 在 锅 炉 压 力 达 0 2 MP a 或投 制粉 系统 前及 时投入 给 水 流量 低 MF T保护 。 4 机组整套启 动过程和说 明 1 ) 锅 炉点火 ， 给水流量控制在 3 2 0 T H。先 投入 B 1 B 3 B 5油枪运行 ， 流量控制在 3 T H左 右 。辅汽至除氧器调节 阀开度 由点火时 3 2 最 大开至 8 4 ， 除氧器水 温 由最低 7 9度逐渐 加热 到最高 1 2 7度。在锅炉 冲洗 阀没关掉前 ， 锅 炉排 放量最大。要求化学制水最大量向机组大水箱连 续补水 。在锅炉本体疏水扩容器 2台疏水泵全运 行 ， 仅能保证疏水扩容器疏水回收 3 0 0 t h 。在保 证水冷嬖安全 的前提 下 ， 仍 然有 2 0 0 t h水排 至 机组 排 水 槽 。投 粉 前 ， 调 节 省 煤 器 人 口流 量 4 8 0 t h， 需要锅炉贮水箱 冲洗阀全开及溢流 阀开 度 2 0 左右 ， 可以维持锅炉贮水箱 可见水位 7 m 左右。在锅炉升温升压直至冲洗 阀全关 ， 省煤器 人 口流量控制在 4 8 0 t h前提 下 ， 锅炉本 体疏水 扩容器水位通过至机组排水槽疏水阀保证在可见 水位。 2 ) 锅炉在 B层油运行 ， 燃油量 2 7 7 t h ， 贮水 箱压力升至 0 2 MP a ， 关 闭炉顶空气 门， 及时投入 高低压旁路 ( 低旁开完 ， 高旁维持 2 0 开度 ) ， 尽 可能的开大旁路 ， 在相 同给水 量的情况下减少贮 水箱 的外排水 。投 E给煤机 ( 煤量 2 6 t h ) ， 及时 开大高压旁路 至 4 5 开度 。锅炉升温升压 。随 着锅炉贮水箱压力升高 ， 及时调节电泵转速 ， 防止 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 2 8 锅炉制造 总第 2 2 6期 压力升高过快 ， 机组电泵转速跟踪滞后 ， 威胁水冷 壁安全。 3 ) 当燃料投入到一定程度时 ， 水冷壁处达到 对应压力下 的饱和温度 ， 开始产生蒸汽。起初蒸 汽压力较 低 ， 蒸汽 比容差较大。分离器出口温升 率远远大于储水箱压力上升速率。此时按照汽机 需求温度进行控制主、 再热汽温 。在屏过温度达 到4 2 0时 ， 间断投运一级减温水 ， 综合控制过热 器出口温度满足汽机侧温度要求。在打开减温水 控制汽温前及时增加 电泵转速 ， 以缓解减温水加 进去贮水箱压力升高和给水流量减少双重作用下 的贮水箱 水位下降。时刻保证 省煤 器人 口流量 4 8 0 t h， 贮水箱水位可以通过调节溢流阀进行控 制， 保证贮水箱 内有可见水位。在储水箱压力升 至 4 MP a时 ， 逐渐关闭冲洗阀前手动 阀。 水箱 压力随冲洗阀前手动阀渐关过程中升高。用高旁 配合调节 以缓解 贮水箱 压力迅 速升高 ( 压力 由 4 3 MP a升到5 MP a ， 旁路由6 4 开到 9 9 ) 。同 时贮水箱的水位在冲洗阀关 闭过程中升高。用开 大溢流调节阀把贮水箱的水位降低至可见水位。 4 ) 考 虑并 网后 带 负荷要有 足 够的热容 量。 在并网前 1小 时开启 B给煤机运行。E 、 B磨总 煤量在 6 7 t h ， 烟气挡板开度最小情况下 ， 低再烟 温 2 6 0 o C。汽泵 B出 口 门全 关 ， 转 速 提 升 至 4 5 0 0 r p m。 在减温水调节 阀全开情况下 ， 再 热器 出口汽温由起初 5 3 0最终维持 4 2 0。高旁开 度在 9 0 ， 高旁压力设定在 8 MP a ， 低旁在汽机冲 转前已投 自动。并 网时 由于压力变化剧烈， 需要 蒸汽量阶跃上升。提前增 加锅炉燃料量 ， 锅炉燃 烧提高压力总会有一定的延迟 ， 为克服时间的影 响。发电机并网逐渐加负荷使贮 水箱压力降低 时， 燃烧 正好使压 力上升， 控制压力不至下降太 多， 另外也可以用关小旁路控制贮水箱的压力。 5 ) 当机组负荷带到 6 0 MW 后 ， 控制省煤器人 口流量大于 5 0 0 t h ， 保证水冷壁安全 以及水冷壁 水 动 力特性 稳定 。 6 ) 主路及旁路切换 ： 在机组负荷 1 8 0 MW。给 水调节阀开度 4 5 ， 此时省煤器进 口流量 7 0 0 t , h 。 给水母管压力 给水调节站后压力 ： 1 1 6 1 0 3 M P a 。 切换时是保证煤量及贮水箱压力不变。在开大调 节阀时， 若给水流量增加 ， 在 切换初 期压 差大 则 降低电泵转 速或后 期压差 较小 时 ， 可用 电泵再 循环进行调整 。其原则是维持省煤 器人 口流量 不 变 。 7 ) 机组负荷在 2 0 0 MW 时 ， 并 入一台汽泵运 行后 ， 投入第三台给煤机运行 以满足 电泵不过流 又有足够的减温水量。 8 ) 机组负荷到 2 1 0 MW 时 ， 切 除旁路。操作 控制关旁路的时间和速度 ， 防止压力波动从而省 煤器人 口流量波动。推迟关旁路的目的是维持省 煤器入口流量相对较大。在全关旁路过程 中， 为 了减缓压力上升幅度用开大储水箱溢流阀， 注意 调整要缓慢 ， 保证水位不大幅度波动。 9 )机组负荷到 2 5 0 MW 时 ， 由湿态转干态运 行 。分离器出 口温度 3 2 0度。确认给水已切换主 路运行。储水箱水位维持在可见水位。逐渐关小 储水箱溢流调节阀。密切关注省煤器入 口流量的 变化。要求制粉 盘逐 渐增加煤量提升 机组 负荷 ( 煤量当时由 l 1 0 t h在 2分钟内加至 1 2 0 t h ， 燃 油量 6 0 6 t h ) 。此时分离器 出口过热度缓慢增 加。根据 当时煤量和油量估算机组负荷。由于煤 量增加 ， 机组负荷不断上升。此时要根据机组负 荷及分离器 出口过热度增加汽泵及电泵转速。维 持对应负荷下对应 的给水流量 ， 控制 中间点温度 相 对稳 定 。 5 启 动过程 中发现 的主要 问题 及注 意 事 项 在启动过程 中确保储水箱水位指示正常， 时 刻关注锅炉贮水箱溢流及锅炉本体疏水扩容器压 力、 温度 、 水位情况 ， 锅炉启动疏水泵及水位设专 人监视和控制 ， 及时调节锅炉本体疏水扩容器减 温水阀及疏水阀， 保证锅炉本体疏水扩容器水位 和温度可控 ， 特别是汽轮机冲转后不发生低水位 运行 ， 防止影 响凝汽真空。在汽机 冲转前把低压 旁路放在手动全开， 增加再热器蒸汽通流量 ， 缓解 再热器汽温度上扬趋势， 另外 由于给水调节旁路 伐阀在运行中大幅晃动， 要保持该阀一个合适开 度。 ( 本次开机为4 5 ) 用电泵转速调节省煤器流 量。时刻关注锅炉疏水扩容器水位、 压力、 温度 ， 确保疏水扩容器水位可控 。锅炉启压后 ， 准备投 粉前 ， 凝结水箱 、 热井水位 、 除氧器水位保持高限 运行 ， 同时联系化学运行用最大供水量补水 ( 本 次启动最 大供 量达 3 5 0吨 1 , 时) 。为控 制汽机 高中压缸应力 ， 汽机冲转应尽可能提前 。本次启 动 由于无 炉水泵 运行 ， 炉水 直接外排 造成相 同 燃 烧 量的情况下 锅炉汽 温较 高 ， 在 主汽轮机 冲 下转第 3 1页 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 第 2期 季明彦： 循环流化床锅炉优点分析 3 l 下 ) 悬空燃 烧二次风从前后 墙引入 ， 起助燃搅 拌 作用 ， 随烟气 向炉膛尾部带走的较大颗 粒经旋风 分 离器 后返 回到炉膛 ， 循 环燃 烧 ， 进 入尾 部 烟道 只 剩下很小 的灰粒 ， 经上述简单流程 ， 锅炉即达到相 应的蒸汽发量 ， 满足汽轮机蒸汽品质要求 ， 初步估 算 ， 使用流化 床锅炉厂房 ， 土建费用 节约 1 0 左 右 ， 与煤粉炉相 比， 设备 费用节 约 2 03 0 运行 人员操作 的辅机设备少 ， 控制简单。 6 负荷调 节范 围大 ， 调 节速度 快 循环流化床锅炉的变负荷运行能力比煤粉炉 要大得多 ， 所 以其负荷调节灵敏度较好 ， 它 的负荷 变化范围和变化速度因炉型、 燃料种类 、 性质的不 同而不同。变负荷调节是通过改变给煤量、 送风 量和循环物料量或外置换热器冷热物料量分配比 例来实施的 ， 这样可 以保证在变负荷 中维持床温 基本稳 定 。一 般 循 环 流化 床 锅炉 的 负 荷 可 在 2 5 一1 1 0 范围内变化 ， 升负荷速度大约为每分 钟 5 一7 ， 降 负 荷 速 度 约 为 每 分 钟 1 0 一 1 5 7 灰渣综合利用 ， 前途广泛 循环流化床的燃烧过程属 于低 温燃烧 ， 同时 炉 内优 良的燃尽条件使得锅炉的灰渣含碳量低 ， 低温燃烧的灰渣易 于实现综合利用 。研究发现 ， 经流化床锅炉燃烧后的灰渣均具有较高的火 山灰 活性 ， 是一种较好 的活性 混合材料。因此被广泛 应用于水泥行业 中， 如配制火山灰水泥 、 作为生产 水泥熟料的原料等 。在建材制品中， 用灰渣制砖 。 因灰渣呈碱性 ， 可用于农 田、 恢复酸性矿地 、 中和 工业废料等方面。同时低温燃烧也有利于灰渣中 稀有金属的提取 。脱硫后含有硫酸钙 的灰渣还可 以用来制作膨胀水泥。 8 结 论 这些年来 ， 我 国循环流化床锅炉的开发研究 ， 取得 了显著的成绩 ， 现在我国 自行设计、 制造的多 台国产循环流化床锅炉在 国内外运行 良好 ， 并且 从 已投运的流化床锅炉分析 ， 证 明了流化床锅炉 发展具有独特 的优越性 。 上接第 2 8页