超超临界锅炉启动系统方案简介VIP

第 5期 2 0 1 3年 9月 锅炉制造 BOI LER MANUFACTURI NG No 5 S e p 2 01 3 文章编号： C N 2 31 2 4 9 ( 2 0 1 3 ) 0 5 0 0 0 7 0 3 超超 临界锅炉启 动系统方案简介 丁家兴， 姜述杰 ( 哈尔滨锅炉厂有限责任公司， 黑龙江 哈尔滨 1 5 0 0 4 6 ) 摘 要 ： 介绍了超超临界锅炉典型启动系统的设计及特点。 关键词： 循环泵； 最低直流负荷 ； 最小流量 ； 再循环 中图分类号 ： T K 2 2 3 文献标识码 ： A I nd u c t i o n o f Ul t r as u p e r c r i c t i c a l Bo i l e r S t a r tu p s y s t e m D i n g J i a x i n g ， J i a n g S h u fi e ( H a r b i n B o i l e 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 p a p e r i n t r o d u c e s t h e s t a r t up s y s t e m d e s i g n a nd c h a r a c t e r i s t i c s o f u l t r a -s up e r c r i t i c a l b o i l e r Ke y wo r d s： c i r c l i n g p ump； t h e l o we s t o n c et hr o u g h l o a d ；mi n i mum flo w ；r ec i r c u l a t i o n 0 引 言 华能玉环 41 0 0 0 M W 超超临界项 目是中国首 个百万超超 临界燃煤火 电机组， 自玉环 1 # 机组锅 炉 2 0 0 6 1 1 月投运至今 ， 国内已成功建设了几十个 超超临界机组 ， 包括 1 0 0 0 MW 等级 和 6 0 0 MW 等 级。超超临界锅炉作 为直流锅炉 的一种 ， 其启动 系统的形式及容量的确定是根据锅炉最低直流负 荷 、 机组运行方式、 启动工况及最大工况时水冷壁 质量流速的合理选取 、 以及工质 的合理利用等因 素确定 。目前， 国内主要 的三家锅炉制造厂的启 动系统容量分为两种 ： 上锅为 3 0 B MC R， 东锅与 哈锅均为 2 5 B MC R 。本文以容量为 2 5 B MC R 的超超临界锅炉的典型的启动系统做简单介绍。 1 启动系统形式 超超临界锅炉的启动系统与超临界锅炉的启 动系统相类似 ， 分为带启动循环泵和不带启动循 环泵两种形式( 见 图 1和图 2 ) 。 水冷 省煤 图 1 带循环泵系统简 图 由图 1和图 2可知 ， 带循环泵 的启动 系统能 够通过循环泵 自储水箱出口向省煤器人 口提供一 个再循环的流量 。而不带循环泵 的启动系统则将 储水箱 出口的工质直接排人大气式疏水扩容器进 收稿 日期 ： 2 0 1 3 0 3 2 5 作者简介： 丁家兴( 1 9 8 2一 ) ， 男 ， 山东省龙 口市人 ， 工程 师， 从事 电站锅炉的性能设计开发工作 。 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 8 锅炉制造 总第 2 4 1 期 人机组水 回收系统。由于直流锅炉在启动及低负 荷运行阶段 ， 要求水冷壁 内的介质达到最低直流 负荷所需的流量 以确保水冷壁的安全性 ， 因此带 循环泵的启动系统在锅炉启动阶段仅需 向水冷壁 提供一个较小的持续补充流量再加上循环泵提供 的再循环流量即可满足水冷壁冷却的需要。而不 带循环泵 的启动系统则需持续地向水冷壁提供达 到最低直流负荷所需的流量才能满足水冷壁安全 的需 要 。 皇 墅 f 二 ： ，、 腰 鎏 兰 ， 图 2不带循环泵 系统简图 目前 国内投运的超超临界机组均采用带循环 泵的启动系统。而采用不带循环泵启动的超超临 界项 目正在设计阶段， 尚无项 目正式投运 ， 但国内 的超临界机组已有多个项 目采用 了不带循环泵的 启动系统， 运行状况 良好。本文 以下主要介绍带 泵系统的相关 内容 。 2 带循环泵启动系统的功能和容量 带泵启动系统的主要功能是 ： 1 ) 确保启动 阶段锅炉省煤器 和水冷壁 的冷 态和热态循环清洗水 量达到 2 5 BMC R， 并将 清洗水排入凝汽器 ( 水质合格 时) 或水处理系统 ( 水质不合格时) ； 2 ) 建立启 动压力 和启 动流量以满足锅炉在 各种启动工况下 的需要 ， 确保水冷壁安全运行直 至由再循环模式转为直流模式运行 ； 3 ) 在水质合格的前提下 ， 启动系统可完全回 收工质及其所含热量 ， 包括锅炉点火初期水冷壁 汽水膨胀 阶段在内的工质 回收 ， 提高机组 的运行 经济性 ； 4 ) 对蒸汽管道系统暖管 ； 5 ) 启动系统内的汽水分离器能够均匀分配进 入过热器系统的蒸汽流量， 起到温度补偿的作用。 对于容量为 2 5 B MC R的超超临界启 动系 统 ， 在锅炉启动点火前给水系统提供约 5 B MC R 流量 的给水 ， 而再循环泵则提供 2 0 B MC R流量 的再循环水 ， 由此使水冷壁系统内的流量达到最 低直流负荷所需的2 5 B M C R流量， 确保必要的 质量流速冷却省煤器 和水冷壁不致超温 ， 并保证 水冷壁系统的水动力稳定性。在此期间利用分离 器疏水调节阀来控制分离器贮水箱内的水位并将 多余的水通过疏水扩容器减压和疏水箱后 ， 排人 冷凝器 回收。当分离器贮水箱建立稳定水位后 ， 分离器疏水调节 阀开始逐步关小， 当锅炉出力达 到 5 B MC R的出力时 ， 分离器疏水 调节阀应完 全关闭。此后 ， 再循环流量 由装于循环泵出 口管 道上 的再循环水量调节 阀来调节 ， 并随着锅炉蒸 发量的逐渐增加而关小 ， 如 图 3所示。当锅炉出 力达到 2 5 B MC R后 ， 再循环水量调节 阀完全关 闭， 此时通过汽水分离器 的工质 已达 到完全过热 的单相汽态 ， 锅炉 的运行模式从原来 汽水二相的 湿态运行转为干态运行。 水冷壁流量 W a t e r W a l l Fl o w 再循环流量 给水泵流量 t e a m F l o w 蒸 汽量 再循环流量调节阀 -一 B R V a l v e BF P L i g h t Off S t e a m S y n c h r o 2 5 3 O L o a d S t a r t 点火 A d m i s s i o n 同步 ( We t D r y ) 给水泵启动 汽机进汽 湿度转干态 图 3 启动过程简图 3 带循环泵的启动系统的优点 1 ) 通过再循环模式可 以提高省煤器人 口的 给水温度， 因此可以缩短机组的启动时间、 回收工 质和热量 ， 对于经常启停的机组来说 ， 可带来 良好 的经济效益 ； 2 ) 在锅炉清洗时 ， 可以减少补给水量 。 3 ) 对于经常启停的机组 ， 采用再循环泵可避 免在热态或极热态启动时因进水温度较低而造成 对水冷壁系统的热冲击而降低锅炉寿命。循环泵 的压头还可以保证启动期间水冷壁系统水动力的 稳定性和较小的温度偏差。 4 两炉共用一台循环泵的探讨 为了进一步降低 电厂建设初投资 ， 可 以考虑 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 第 5期 丁家兴 ， 等： 超超临界锅炉启动系统方案简介 9 两台锅炉共用一 台循环泵 。对于超超临界等级的 锅炉 ， 由于最低直流负荷的需要 ， 在任何工况下均 需满足水冷壁的最小质量流量的要求。此要求由 再循环泵和给水泵始终保持相当于锅炉最低直流 负荷流量 ( 2 5 B M C R) 的介质流经给水管一省煤 器一水冷壁系统来 实现 ， 如果两炉共用一 台循环 泵 ， 则可能出现需一 台循环泵 同时满足两 台锅炉 启 、 停的功能。为尽可能满足此种运行方式的需 要 ， 除设置单台启动循环泵外 ， 启动系统的其他设 备均需两套。此方案的循环泵系统图见图4 。 单台循环泵系统在两 台锅炉启 、 停 工况下 的 投运情况见表 1 。 图 4 两炉共用一台循环泵的系统简图 表 1 单 台循环 泵系统在 两台锅炉启、 停工况 下的运行 方式 一 、正常启动工况 1 # 启动 ( 2 # 停运 ) 开 关 调节 关 开 关 开 关 调节 关 2 # 启动 ( 1 停运 ) 关 开 关 调节 关 开 关 开 关 调节 z # 同 时 启 动 喜 髫 蒜 动 过 程 中 两 钡 怔 力 匹 配 的 情 况 二 、 降负荷工况 1 # 降低到直流 负荷 ， ( 2 # 正常运行在 直流 开 负荷 以上 ) 2 # 降低到直流负荷 ， ( 1 # 正常运行在直流 关 负荷 以上 ) 关 调节 关 开 关 调节 开 关 关 开 开 关 关 调节 关 开 关 调节 1 # 、 2 # 同 时降低到 直 循环泵流量 、 压头增加 ， 通过 1 # 、 2 =I 炉 B C P出口 B R阀流量调节 ， 在两 台炉 降负荷过 程中两侧 压力匹配 的情 流负荷 以下 况下 ， 可以实现正常降负荷功能。否则 ， 容 易导致两侧压力不匹配情况下的倒流。 通过 以上启停工况的分析可知 ： 如果两台锅炉共用一 台循环泵 ， 在两炉 同时 启动或同时降低到直流负荷 以下时 ， 容易出现 因 两侧泵出口压力不匹配而影响锅炉安全运行的情 况 ， 但在单台炉启动、 升负荷或降负荷的工况下完 全可以实现 ， 并保证锅炉的安全运行 。 目