超臨界鍋爐啟動系統(tǒng)

1、西安電力高等?？茖W(xué)校摘要我國目前火力發(fā)電機組正向著高參數(shù)大容量、環(huán)保指標近零排放的方向快速發(fā)展，大批的百萬千瓦機組基本都是超超臨界參數(shù)，超臨界機組的技術(shù)也日新月異，給我國超臨界機組的制造、安裝、調(diào)試、運行帶來了巨大的挑戰(zhàn)，面對新技術(shù)、新材料、新工藝也存在一些認識不足的地方，需要我們花時間在工作中摸索經(jīng)驗更好地接受新生事物。對于超臨界或超超臨界機組而言考驗最大的仍然是鍋爐，首先從鍋爐的工藝要求和控制方式上與亞臨界機組都有質(zhì)的不同，而超臨界鍋爐的啟動系統(tǒng)是鍋爐中一個最重要的系統(tǒng)。超臨界機組啟動系統(tǒng)也是超臨界鍋爐關(guān)鍵技術(shù)之一，本文對于超臨界鍋爐啟動系統(tǒng)的技術(shù)特點和運行進行了一些簡要的分析。首先介紹了

2、超臨界機組的國內(nèi)外發(fā)展史，以及超臨界啟動系統(tǒng)在超臨界機組中的重要性。其次介紹了超臨界鍋爐啟動系統(tǒng)的主要任務(wù)、超臨界鍋爐啟動系統(tǒng)的類型、啟動工況向純直流運行工況的轉(zhuǎn)換控制。關(guān)鍵詞：超臨界鍋爐；啟動系統(tǒng)；汽水分離器；干濕態(tài)的工況轉(zhuǎn)換目錄1 緒論31.1超臨界鍋爐的概念31.2超臨界鍋爐的特點31.3世界各國超臨界鍋爐的發(fā)展狀況51.3.1美國51.3.2前蘇聯(lián)61.3.3日本61.3.4歐盟71.3.5我國超臨界機組的發(fā)展狀況82超臨界鍋爐啟動系統(tǒng)的概述和類型102.1超臨界鍋爐設(shè)置啟動系統(tǒng)的主要任務(wù)102.1.1直流鍋爐與汽包鍋爐的區(qū)別113超臨界鍋爐啟動系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)133.1啟動分離器133.2

3、貯水箱143.3超臨界鍋爐啟動系統(tǒng)的分類153.3.1外置式分離器啟動系統(tǒng)163.3.2內(nèi)置式分離器啟動系統(tǒng)164超臨界鍋爐啟動系統(tǒng)的啟停過程194.1 擴容式啟動系統(tǒng)的啟停過程194.2 帶循環(huán)泵式啟動系統(tǒng)的啟動過程194.3超臨界鍋爐干濕態(tài)轉(zhuǎn)換過程204.4鍋爐的冷態(tài)啟動22結(jié) 論23參考文獻24致 謝251 緒論1.1超臨界鍋爐的概念鍋爐內(nèi)的工質(zhì)都是水，水的臨界壓力是：22.115MPa 374.15 ；在這個壓力和溫度時，水和蒸汽轉(zhuǎn)化汽化潛熱等于零，不存在兩相區(qū)，即水變成蒸汽是連續(xù)的，并以單相形式進行，就叫水的臨界點，爐內(nèi)工質(zhì)壓力低于這個壓力就叫亞臨界鍋爐，大于這個壓力就是超臨界鍋爐，

4、目前,國內(nèi)將工質(zhì)壓力大于26MPa被稱為超超臨界鍋爐,準確的說應(yīng)該叫高效超臨界鍋爐。1.2超臨界鍋爐的特點（1）超臨界和超超臨界火電技術(shù)由于參數(shù)本身的特點決定了超臨界鍋爐只能采用直流鍋爐，和一般亞臨界鍋爐相比,取消了汽包，并能快速啟停。（2）超臨界鍋爐和超超臨界鍋爐本體金屬消耗量最少，鍋爐爐體重量輕。（3）系統(tǒng)中的汽水分離器在低負荷時起汽水分離作用并維持一定的水位，在高負荷時切換為純直流運行，汽水分離器起到一個蒸汽聯(lián)箱的作用。（4）為了達到較高的重量流速，必須采用小管徑水冷壁。這樣，不但提高了傳熱能力而且節(jié)省了金屬，減輕了爐墻重量，同時減小了鍋爐的熱慣性。（5）超臨界機組和一般亞臨界機組相比具

5、有無可比擬經(jīng)濟性，單臺機組發(fā)電熱效率最高可達50%，每kW/h煤耗最低僅有255g（丹麥BWE公司），較亞臨界壓力機組（每kW/h煤耗最低約有327g左右）煤耗低；（6） 超臨界鍋爐和超超臨界鍋爐的燃燒系統(tǒng)都采用低氧化氮技術(shù)，在燃燒過程中減少65%的氮氧化合物及其它有害物質(zhì)的形成，且脫硫率可超98%，可實現(xiàn)節(jié)能降耗、環(huán)保的目的。（7）在超臨界鍋爐內(nèi)隨著壓力的提高，水的飽和溫度也隨之提高，汽化潛熱減少，水和汽的密度差也隨之減少。當壓力提高到臨界壓力（22.12Mpa）時，汽化潛熱為0，汽和水的密度差也等于零，水在該壓力下加熱到臨界溫度（374.15）時即全部汽化成蒸汽。超臨界壓力臨界壓力時情況相

6、同，當水被加熱到相應(yīng)壓力下的相變點（臨界溫度）時即全部汽化。因此超臨界壓力下水變成蒸汽不再存在汽水兩相區(qū)，由此可知，超臨界壓力直流鍋爐由水變成過熱蒸汽經(jīng)歷了兩個階段即加熱和過熱，而工質(zhì)狀態(tài)由水逐漸變成過熱蒸汽。因此超臨界直流鍋爐沒有汽包，啟停速度快，與一般亞臨界汽包爐相比，超臨界直流鍋爐啟動到滿負荷運行，變負荷速度相比于一般亞臨界機組可提高1倍左右。（8）超臨界鍋爐和一般亞臨界鍋爐相比水冷壁的金屬儲熱量和工質(zhì)儲熱量最小，即熱慣性最小，使快速啟停的能力進一步提高， 適用機組調(diào)峰的要求。但熱慣性小也會帶來問題，它使水冷壁對熱偏差的敏感性增強。當煤質(zhì)變化或爐內(nèi)火焰偏斜時，各管屏的熱偏差增大

7、，由此引起各管屏出口工質(zhì)參數(shù)產(chǎn)生較大偏差，進而導(dǎo)致工質(zhì)流動不穩(wěn)定或管子超溫。（9）超臨界鍋爐在運行時 為保證足夠的冷卻能力和防止低負荷下發(fā)生水動力多值性以及脈動，水冷壁管內(nèi)工質(zhì)的重量流速在MCR 負荷時提高到2000 /（·s）以上。加上管徑減小的影響，使直流鍋爐的流動阻力顯著提高。600MW 以上的直流鍋爐的流動阻力一般為5.4MPa6.0MPa，水冷壁的流動阻力的增大全部要靠給水泵來克服，這部分阻力約占全部阻力的2530。所需的給水泵壓頭高，既提高了制造成本，又增加了運行耗電量。（10）超臨界鍋爐和一般亞臨界鍋爐相比汽溫調(diào)節(jié)的主要方式是調(diào)節(jié)

8、燃料量與給水量之比，輔助手段是噴水減溫或煙氣側(cè)調(diào)節(jié)。由于沒有固定的汽水分界面，隨著給水流量和燃料量的變化，受熱面的省煤段、蒸發(fā)段和過熱段長度發(fā)生變化，汽溫隨著發(fā)生變化，汽溫調(diào)節(jié)比較困難。（11）超臨界鍋爐低負荷運行時，給水流量和壓力降低，受熱面入口的工質(zhì)欠焓增大，容易發(fā)生水動力不穩(wěn)定。由于給水流量降低，水冷壁流量分配不均勻性增大；壓力降低，汽水比容變化增大，工質(zhì)欠焓增大，會使蒸發(fā)段和省煤段的阻力比值發(fā)生變化。 （12）超臨界壓力直流鍋爐水冷壁管內(nèi)工質(zhì)溫度隨吸熱量而變，即管壁溫度隨吸熱量而變。因此，熱偏差對水冷壁管壁溫度的影響作用顯著增大。 （13）變壓運行的超臨界參數(shù)直流爐

9、，在亞臨界壓力范圍和超臨界壓力范圍內(nèi)工作時，都存在工質(zhì)的熱膨脹現(xiàn)象。并且在亞臨界壓力范圍內(nèi)可能出現(xiàn)膜態(tài)沸騰；在超臨界壓力范圍內(nèi)可能出現(xiàn)類膜態(tài)沸騰。 （14）直流鍋爐要求的給水品質(zhì)高，要求凝結(jié)水進行100的除鹽處理。（15）控制系統(tǒng)復(fù)雜，調(diào)節(jié)裝置的費用較高。（16）直流鍋爐啟動時約有30額定流量的工質(zhì)經(jīng)過水冷壁并被加熱，為了回收啟動過程的工質(zhì)和熱量并保證低負荷運行時水冷壁管內(nèi)有足夠的重量流速，直流鍋爐需要設(shè)置專門的啟動 系統(tǒng)，而且需要設(shè)置過熱器的高壓旁路系統(tǒng)和再熱器的低壓旁路系統(tǒng)。加上直流鍋爐的參數(shù)比較高，需要的金屬材料檔次相應(yīng)要提高，其總成本不低于自然循環(huán)鍋爐。超臨界、超超

10、臨界火電機組具有顯著的節(jié)能和改善環(huán)境的效果，超臨界機組與亞臨界機組相比，熱效率要有很大的提高，一年就可節(jié)約幾千噸優(yōu)質(zhì)煤。未來火電建設(shè)將主要是發(fā)展高效率高參數(shù)的超臨界（SC）和超超臨界（USC）火電機組，超臨界和超超臨界在許多發(fā)達國家已得到廣泛的研究和應(yīng)用。電力工業(yè)是能源領(lǐng)域的主要組成部分，我國一次能源消費構(gòu)成中，煤炭占了67%左右，和世界其他各國相比能源的消費構(gòu)成從在很大的差別，在“十五”期間，由于國民經(jīng)濟高速發(fā)展，對電力能源需求更加迫切，為了響應(yīng)國家高效、節(jié)能、環(huán)保的發(fā)展理念，而超臨界機組正好可以滿足當代中國發(fā)展的需要，再加之我國于2002年把開發(fā)超臨界鍋爐列為國家863重大項目攻關(guān)計劃，2

11、003年原國家經(jīng)貿(mào)委和科技部都把超臨界和超超臨界鍋爐列入國家重大技術(shù)考研計劃，經(jīng)過十幾年的引進發(fā)展改革創(chuàng)新，我國在超臨界鍋爐發(fā)展技術(shù)所以也逐漸走向成熟，并開始自主研發(fā)，所以近年來， 我國火電事業(yè)也逐漸向大機組，超臨界等方向發(fā)展邁進。1.3世界各國超臨界鍋爐的發(fā)展狀況超臨界火電機組是常規(guī)蒸汽動力火電機組的自然發(fā)展和延伸。提高蒸汽初參數(shù)一直是提高這類火電廠效率的主要措施。當蒸汽壓力提到高于22.1MPa時就稱為超臨界機組，如果蒸汽初壓力超過27MPa，則稱為超超臨界火電機組。目前一些發(fā)達國家中，超臨界和超超臨界機組巳是火電結(jié)構(gòu)中的主導(dǎo)機組或是占據(jù)一個舉足輕重的比例，也就是說火電結(jié)構(gòu)巳經(jīng)"

12、超臨界化"了。以超臨界化為特點的對火電結(jié)構(gòu)的更新?lián)Q代早在20世紀的中葉就已開始。超臨界化可以說是火電發(fā)展的一種模式，一條道路，是被多國實踐證明的成功模式。1.3.1美國美國是發(fā)展超臨界發(fā)電技術(shù)最早的國家，早在20世紀50年代初就開始從事超臨界和超超臨界技術(shù)的研究。在1957年投運的第一臺125MW超臨界機組的參數(shù)為31MPa/621566560，1958年投運的325MW機組的參數(shù)為34.4MPa649566566，它們已是迄今最高參數(shù)的超臨界機組。鑒于超臨界機組的熱效率明顯高于亞臨界機組,在20世紀60年代中期,新建的機組中有一半以上是超臨界機組。到60年代中期，新增機組中有一半采

13、用超臨界參數(shù)，在1967年-1976年的10年期間，共安裝118臺超臨界機組，單機最大容量為1300MW，但由于單機容量增大過快,蒸汽參數(shù)選擇過高,超越了當時的金屬材料技術(shù)水平，并采用熱負荷偏高的大型正壓鍋爐,導(dǎo)致早期的超臨界鍋爐事故偏多,可用率低及維修費用高；由于美國煤價較低,機組運行經(jīng)濟性不顯著；適宜帶基本負荷的大量核電機組迅速投產(chǎn),而當時的超臨界機組調(diào)峰能力較差,不能適應(yīng)調(diào)峰需要。導(dǎo)致從70年代開始,超臨界機組訂貨減少19801989年期間僅有7臺超臨界機組投運。針對燃料價格上漲,環(huán)境保護要求日益嚴格的現(xiàn)狀,美國電力研究所(EPRI)在總結(jié)了前期超臨界機組運行經(jīng)驗和教訓(xùn)后,根據(jù)當時的技術(shù)

14、水平,對超臨界機組蒸汽參數(shù)和容量等進行了可行性優(yōu)化研究,研究認為在技術(shù)方面不需要作突破的條件下,機組采用31MPa/566°C593°C/566°C593°C蒸汽參數(shù)、二次再熱、容量700800MW為最佳;并重新開發(fā)了蒸汽參數(shù)為31MPa/593°C/593°C/593°C的二次再熱超超臨界機組。由于美國電力工業(yè)大力發(fā)展高效的燃氣蒸汽聯(lián)合循環(huán),上述研究成果未能得到實施，卻在亞洲和歐洲某些國家得到了應(yīng)用。 1999年，美國能源部提出了發(fā)展先進發(fā)電技術(shù)的Vision21計劃。其中，對于超超臨界技術(shù)，主要是開發(fā)35MPa/760&

15、#176;C/760°C/760°C的超超臨界火電機組，這種機組的熱效率高于55%，污染物排放也比亞臨界機組減少30%。1.3.2前蘇聯(lián)前蘇聯(lián)是發(fā)展超臨界機組最堅定的的國家。1963年，前蘇聯(lián)第一臺300MW超臨界機組投入運行，其參數(shù)為23.5MPa/580°C/565。但由于蒸汽參數(shù)偏高，超過大量可使用的材料水平，加上設(shè)計、制造質(zhì)量等原因,投運初期出現(xiàn)了高溫腐蝕等問題。后經(jīng)改進和不斷完善，并將蒸汽溫度降為540°C/540°C,才使機組達到較好的水平，其可靠性與超高壓參數(shù)機組相當。但是,在超臨界蒸汽參數(shù)下，300MW機組容量偏小，汽輪機通流部

16、分氣動損失大、效率低,其總體經(jīng)濟水平仍偏低。其后投運的500MW、800MW和1200MW機組基本上也采用了上述參數(shù)(300MW與500MW機組也有采用565°C/570°C的)。不過，500MW燃煤機組由于可用率低及熱耗高而沒有被大量應(yīng)用;800MW和1200MW機組只有燃油和燃氣，而且1200MW機組的可用率也較低。前蘇聯(lián)所有300MW及以上容量機組全部采用超臨界參數(shù)，因此，其超臨界機組達200余臺，占總裝機容量50%以上，且大多數(shù)為300MW機組。經(jīng)長期試驗研究，俄羅斯現(xiàn)已擁有一套比較完整的超臨界技術(shù)。目前，俄羅斯新一代大型超超臨界機組采用參數(shù)為2830MPa、580

17、°C600°C。1.3.3日本日本發(fā)展超臨界技術(shù)采用的是引進、仿制、創(chuàng)新的技術(shù)路線。從引進機組到自制機組只花了12年時間,從亞臨界到超臨界，從300MW、600MW到1000MW，每上一個等級只用了34年時間。自1967年從美國引進第一臺超臨界機組(660MW、24.12MPa、538°C/566°C)開始,到1985年底已有77臺超臨界機組投入運行。其中,包括多臺700MW和1000MW超臨界變壓運行機組。機組的參數(shù)一般為24.1MPa/538°C/566°C(個別為566°C/566°C)。由于采用美國的成熟技

18、術(shù)，450MW以上機組全部采用超臨界參數(shù),超臨界機組占總裝機容量的絕大多數(shù)，故供電煤耗為世界最低水平之前列。由于提高蒸汽參數(shù)可進一步提高機組的熱效率，日本在24.1MPa/538°C/566°C超臨界機組已經(jīng)成熟的基礎(chǔ)上，制訂了超超臨界計劃。第一步將蒸汽參數(shù)提高到31MPa/566°C/566°C/566°C，第二步再提高到34MPa/593°C/593°C/593，并結(jié)合美國EPRI的研究成果成功開發(fā)了超超臨界機組。因此，日本最初投運的2套超超臨界機組，只提高主蒸汽壓力而未提高其溫度，由于主蒸汽壓力和溫度不匹配，故采用兩次

19、再熱以防汽輪機末級蒸汽濕度過高。這2臺機組由三菱公司設(shè)計,容量為700MW、蒸汽參數(shù)為31.1MPa/566°C/566°C/566°C，分別于1989年和1991年在川越電廠投入運行，運行情況良好，可用率也達到了很高的水平。在上世紀90年代，日本投運的新機組幾乎都是超臨界或超超臨界機組。二次再熱雖是成熟技術(shù),但系統(tǒng)復(fù)雜。如31MPa、566°C/566°C/566°C二次再熱與傳統(tǒng)24.1MPa、566°C/566°C一次再熱相比,其熱效率提高約5%，與24.5MPa/600°C/600°C一

20、次再熱等級超臨界機組相比,熱效率僅提高0.5%，而機組制造成本顯著提高,缺乏市場競爭力。所以，近年來各公司都轉(zhuǎn)向開發(fā)高溫度參數(shù)的超臨界機組。目前，日本蒸汽溫度參數(shù)最高的機組是2000年在橘灣電廠投運的2臺由IHI設(shè)計的1050MW、25.5MPa/600°C/610°C超臨界機組。日本正在醞釀開發(fā)參數(shù)為34.5MPa/620°C/650°C的超超臨界機組。1.3.4歐盟德國是研究、制造超臨界機組最早的國家之一，1956年就投運了1臺88MW、34MPa/610°C/570°C/570°C的超超臨界機組。到1972年投運了1臺

21、430MW超臨界機組(參數(shù)為24.5MPa/535°C/535)，1979年投運了1臺二次再熱的475MW超臨界機組(參數(shù)為25.5MPa/530°C/540°C/530°C)。目前，德國已投運和在建的超臨界機組近20臺，其中具有代表性的超臨界機組是：1992年8月在投運的500MW機組(參數(shù)為26.2MPa/545°C/562°C)；1999年投運的933MW、26.7MPa/554°C/593°C超臨界機組；2000年在投運的950MW、26.0MPa/580°C/600°C的超臨界機組和7

22、00MW、30MPa/580°C/600°C超超臨界機組。1998年和2001年丹麥投運了2臺由丹麥FLS BWE設(shè)計制造、蒸汽參數(shù)分別為29MPa/582°C/580°C/580°C和30.5MPa/582°C/600°C的415MW超超臨界機組，前者燃煤,后者燃氣。在海水冷卻的情況下(凝汽器背壓2.3kPa),其熱效率分別達到47%和49%，是迄今為止世界上熱效率最高的火電機組。歐盟超超臨界機組的再熱方式的發(fā)展與日本類似，除丹麥2臺超超臨界機組采用二次再熱外，其他超超臨界機組也都采用一次再熱。與日本不同的是主蒸汽壓力和溫

23、度都進一步提高(30.5MPa/580°C/600),其熱效率與29MPa、580°C二次再熱機組基本相同。根據(jù)歐盟的高參數(shù)燃煤電站發(fā)展計劃，預(yù)計到2005年將投運熱效率為50%以上的33.5MPa/610°C/630°C機組，到2015年將投運熱效率達52%55%的40.0MPa/700°C/720°C機組3。1.3.5我國超臨界機組的發(fā)展狀況我國超臨界鍋爐技術(shù)研發(fā)狀況超超臨界鍋爐技術(shù)于上個世紀90年代初在歐洲問世，是國際上最為先進的燃煤發(fā)電技術(shù)，具有煤耗低、環(huán)保性能好、技術(shù)含量高的特點。超超臨界機組的發(fā)電效率比我國近期主要采用的亞

24、臨界機組高出10%，比超臨界機組高出68%。1998年，最早投入運行的超超臨界機組安裝在丹麥的Nordjyllands發(fā)電廠，由丹麥BWE公司設(shè)計生產(chǎn)，發(fā)電效率創(chuàng)造了新的世界記錄，達到47%。2004年11月23日凌晨1時17分,由中國東方電氣集團公司東方鍋爐為華能沁北電廠提供的國產(chǎn)首臺60萬千瓦超臨界鍋爐順利通過168小時試運行并投入商業(yè)運行。該項目成功填補60萬千瓦超臨界鍋爐國產(chǎn)化空白。東方電氣由此躋身為全球大容量電站鍋爐品種最齊全的鍋爐制造商。為抓住國家電力快速發(fā)展的機遇,東方電氣把列為國家重大技術(shù)裝備國產(chǎn)化攻關(guān)計劃的60萬千瓦超臨界機組鍋爐作為開發(fā)重點。從2002年5月15日與沁北電廠

25、正式簽訂供貨合同后,東方電氣僅用23個月就完成國外大公司要用27個月才能完成的研制任務(wù),比合同期提前4個月零8天,創(chuàng)造出國內(nèi)外研制同類產(chǎn)品最短周期的新紀錄。華能沁北電廠一期工程是我國首臺600MW國產(chǎn)化超臨界燃煤機組依托項目，建設(shè)規(guī)模為120萬千瓦，安裝2臺600MW國產(chǎn)化超臨界參數(shù)燃煤發(fā)電機組。機組主設(shè)備國產(chǎn)化方案按照引進技術(shù)、聯(lián)合設(shè)計、合作生產(chǎn)的方式，鍋爐采用了東方鍋爐（集團）股份有限公司引進日本巴布科克日立公司技術(shù)制造的DG1900/25.41型鍋爐，汽輪發(fā)電機采用哈爾濱汽輪機廠引進日本三菱公司技術(shù)制造的CLN60024.2/566/566型汽輪發(fā)電機。國產(chǎn)首臺60萬千瓦超臨界示范機組鍋

26、爐的研制成功和投入運行,用事實證明60萬千瓦超臨界鍋爐、100萬千瓦超超臨界機組鍋爐硬件制造100國產(chǎn)化完全可以實現(xiàn)。這一國產(chǎn)化重大技術(shù)裝備的研制成功,將大大降低60萬千瓦超臨界機組鍋爐的采購成本,為全國范圍內(nèi)普及高效率、低煤耗、低污染排放的60萬千瓦超臨界機組創(chuàng)造了條件。據(jù)測算,如果今后全國60萬千瓦及以上超臨界機組能占到發(fā)電設(shè)備的50以上,每年就可節(jié)省煤炭幾億噸。這將對我國電力工業(yè)的發(fā)展產(chǎn)生深遠影響。隨著我國國民經(jīng)濟的迅速發(fā)展，對電力市場的需求越來越大，而火力發(fā)電在電力資源中占據(jù)主導(dǎo)地位，積極建設(shè)低煤耗，大容量的超臨界火電機組和發(fā)展超臨界火電機組技術(shù)勢在必行。由于超臨界燃煤發(fā)電機組具有煤耗

27、低，環(huán)保性能好，技術(shù)含量高等特點，成為國際上燃煤發(fā)電機組的重要發(fā)展方向。從我國的國情出發(fā)，發(fā)展超臨界機組，有利于降低我國平均共電煤耗，有利于電網(wǎng)調(diào)峰的穩(wěn)定性和經(jīng)濟性，有利于保持生態(tài)環(huán)境，提高環(huán)保水平（節(jié)能環(huán)保），有利于技術(shù)跨越創(chuàng)建國際一流的火力發(fā)電廠。我國從事直流鍋爐的制造廠家有上海鍋爐廠，哈爾濱鍋爐廠和東方電氣集團公司。1988年6月，在“多家辦電、集資辦電”政策推動下，引進國外先進技術(shù)，由華能國際電力開發(fā)公司和上海市人民政府合作，利用外資在石洞口第二電廠建成我國第一臺60萬千瓦超臨界發(fā)電機組。該機組是當時中國熱效率最高的機組，供電煤耗穩(wěn)定在312克/千瓦時，比華東電網(wǎng)最好的60萬千瓦亞臨界

28、機組少10克/千瓦時，全年可節(jié)煤9萬噸，在可靠性、等效可用系數(shù)等指標上達到國際先進水平。自此，隨著國家經(jīng)濟的發(fā)展，超臨界機組得到大力發(fā)展，在總裝機容量中所占的比例越來越大。對于火電機組的啟動系統(tǒng)，隨著裝機容量的增大，機組對于設(shè)備及蒸汽參數(shù)等方面的要求也不斷提高，啟動系統(tǒng)作為超臨界機組啟動時不可缺少的環(huán)節(jié)，為保證過熱器等設(shè)備不進水以水冷壁運行期間的安全以及正常供汽，對于啟動系統(tǒng)中各個設(shè)備及部件的要求也進一步提高。2超臨界鍋爐啟動系統(tǒng)的概述和類型超臨界機組鍋爐的主要系統(tǒng)，包括水冷壁系統(tǒng)，過熱器系統(tǒng)，再熱器系統(tǒng)，燃燒系統(tǒng)，啟動系統(tǒng)，給水及省煤器系統(tǒng)，制粉系統(tǒng)，風(fēng)煙系統(tǒng)，吹灰系統(tǒng)等。然而在這些系統(tǒng)中鍋

29、爐啟動系統(tǒng)在鍋爐的發(fā)展中占有絕對的主導(dǎo)地位，也是鍋爐最關(guān)鍵的技術(shù)之一。2.1超臨界鍋爐設(shè)置啟動系統(tǒng)的主要任務(wù)超臨界鍋爐的啟動系統(tǒng)是超臨界機組的一個重要組成部分也是超臨界鍋爐所特有的一個系統(tǒng)。由于超臨界鍋爐沒有汽包，即沒有固定的汽水分離點，在鍋爐啟動過程中和低負荷運行時，給水量會小于爐膛保護及維持流動穩(wěn)定所需的最小流量，設(shè)置啟動系統(tǒng)的主要目的就是在鍋爐啟動、低負荷運行及停爐過程中，通過啟動系統(tǒng)建立并維持爐膛內(nèi)的最小流量，以保護爐膛水動力穩(wěn)定和水冷壁傳熱不發(fā)生惡化，同時滿足機組啟動及低負荷運行的要求。超臨界鍋爐都采用直流爐的運行方式，和一般亞臨界鍋爐相比沒有汽包，超臨界鍋爐啟動及在本生負荷以下運行

30、時，水冷壁中出來的工質(zhì)是單相的水或汽水混合物，因此為保證鍋爐在啟動及本生負荷以下的負荷運行時，能將汽水混合物分離并保證過熱器中不進水，同時由于直流鍋爐沒有水容積的汽包，因此當鍋爐啟動發(fā)生汽水膨脹時，要將短期內(nèi)發(fā)生汽水膨脹時排出的多余的水疏掉必須設(shè)置啟動系統(tǒng)滿足直流鍋爐的特殊要求。當機組的負荷高于其本生負荷時，啟動系統(tǒng)串聯(lián)在機組中呈干態(tài)運行，僅起到均衡蒸汽溫度及流量的作用。對于超臨界機組鍋爐須配特有的啟動系統(tǒng)，用此系統(tǒng)來獲得良好的給水質(zhì)量條件，以達到快速點火和升溫升壓的，到最終鍋爐啟動的目的，并保證鍋爐啟停和低負荷運行期間水冷的安全運行。超臨界鍋爐的啟動系統(tǒng)是超臨界機組的一個重要組成部分。由于超

31、臨界鍋爐沒有固定的汽水分離點，在鍋爐啟動過程中和低負荷運行時，給水量會小于爐膛保護及維持流動穩(wěn)定所需的最小流量，設(shè)置啟動系統(tǒng)的主要目的就是在鍋爐啟動、低負荷運行及停爐過程中，通過啟動系統(tǒng)建立并維持爐膛內(nèi)的最小流量，以保護爐膛水冷壁，同時滿足機組啟動及低負荷運行的要求。超臨界直流鍋爐啟動系統(tǒng)的主要任務(wù)是： 1.輔助鍋爐啟動：輔助建立冷態(tài)沖洗（在常溫狀況下啟動鍋爐爐水循環(huán)泵對鍋爐進行沖洗）和熱態(tài)沖洗（通過控制燃料和給水流量將分離器入口溫度控制在200左右對鍋爐進行沖洗的過程）循環(huán)清洗工況;輔助建立啟動壓力（超臨界鍋爐在啟動過程中，為了保證工質(zhì)可以流動而需要一個啟動壓差，使流體開始流動的得最低壓力稱

32、為啟動壓力。）和啟動流量（直流鍋爐、低循環(huán)倍率鍋爐和復(fù)合循環(huán)鍋爐啟動時，為了保證蒸發(fā)受熱面良好冷卻，及保護水冷壁受熱面維持安全運行時，所必須建立的最低給水流量；超臨界鍋爐的啟動流量一般為25% BMCR 35%BMCR），保證給水連續(xù)地通過省煤器和水冷壁，尤其是保證水冷壁的足夠冷卻和水動力的穩(wěn)定;輔助管道系統(tǒng)暖管。2回收鍋爐啟動初期排出的熱水，汽水混合物，飽和蒸汽以及過熱度（相同蒸發(fā)壓力下蒸汽過熱溫度和飽和溫度之差）不足的過熱蒸汽，以實現(xiàn)工質(zhì)和熱量的回收。3在機組啟動過程中實現(xiàn)鍋爐各受熱面之間和鍋爐與汽機之間工質(zhì)狀態(tài)的配合。單元機組啟動過程初期，汽機處于冷態(tài)，為了防止溫度不高的蒸汽進入汽輪機后

33、凝結(jié)成水滴，造成葉片的水擊，啟動系統(tǒng)應(yīng)起到固定蒸發(fā)受熱面終點，實現(xiàn)汽水分離的作用。從而使給水量調(diào)節(jié)、汽溫調(diào)節(jié)和燃燒量調(diào)節(jié)相對獨立，互不干擾。4.根據(jù)實際需要，啟動系統(tǒng)還可設(shè)置鍋爐與汽輪機協(xié)調(diào)運行的旁路系統(tǒng)，實現(xiàn)停機不停爐和汽輪機帶廠用電的運行方式，也適應(yīng)機組調(diào)峰快事變負荷的調(diào)節(jié)需要。但近年來為了簡化啟動系統(tǒng)，實現(xiàn)系統(tǒng)的快速、經(jīng)濟啟動，并簡化啟動操作，有的啟動系統(tǒng)不再設(shè)置保護再熱器的旁路系統(tǒng)，而以控制再熱器的進口煙溫和提高再熱器的金屬材料的檔次，保證再熱器的安全運行。5.啟動初期，為防止Fe2O3固體顆粒對汽輪機動葉和靜葉沖擊，造成汽輪機葉片免受到腐蝕，應(yīng)將含鐵量不合格的蒸汽直接排到凝汽器。2.

34、1.1直流鍋爐與汽包鍋爐的區(qū)別汽包鍋爐有自然循環(huán)鍋爐和強制循環(huán)鍋爐。自然循環(huán)鍋爐蒸發(fā)受熱面內(nèi)的工質(zhì)流動依靠下降管中的水和上升管(水冷壁)中的汽水混合物之間的密度差產(chǎn)生的壓力差進行循環(huán)流動。強制循環(huán)鍋爐蒸發(fā)受熱面內(nèi)的工質(zhì)除了依靠水和汽水混合物的密度差以外，主要依靠爐水循環(huán)泵的壓頭進行汽水循環(huán)流動。自然循環(huán)鍋爐和強制循環(huán)鍋爐均帶有一個很大的汽包對汽水進行分離，汽包作為分界點將鍋爐受熱面分為加熱蒸發(fā)受熱面和過熱受熱面兩部分。直流鍋爐是靠給水泵的壓力，使鍋爐中的工質(zhì)，水、汽水混合物和蒸汽一次通過全部受熱面。它只有互相連接的受熱面，而沒有汽包。自然循環(huán)鍋爐在點火前鍋爐上水至汽包低水位，此時水冷壁中的水處

35、于靜止狀態(tài)，鍋爐點火后，水冷壁吸收爐膛輻射熱，水溫升高，水循環(huán)開始建立。隨著燃料量的增加，蒸發(fā)量增大，水循環(huán)加快，受熱強的水冷壁管內(nèi)工質(zhì)流速增加。因此，啟動過程水冷壁冷卻充分，運行安全。強制循環(huán)鍋爐在鍋爐上水后點火前，循環(huán)泵就開始工作，水冷壁系統(tǒng)建立了循環(huán)流動，從而保證了水冷壁在啟動過程中的安全。直流鍋爐是指靠給水泵壓力，使給水順序通過省煤器、水冷壁（蒸發(fā)受熱面）、過熱器并全部變?yōu)檫^熱水蒸汽的鍋爐。由于給水在進入鍋爐后，水的加熱、水的加熱、蒸發(fā)和水蒸汽的過熱，都是在受熱面中連續(xù)進行的，不需要在加熱中途進行汽水分離。因此，直流鍋爐沒有自然循環(huán)的汽包。在省煤器受熱面、蒸發(fā)受熱面和過熱器受熱面之間沒

36、有固定的分界點，隨鍋爐負荷變動而變動。直流爐的主要優(yōu)點是它可用于一切壓力，特別是臨界壓力和以上壓力范圍內(nèi)廣泛應(yīng)用。由于直流鍋爐沒有汽包，因此，加工制造方便，金屬消耗量?。凰浔诓贾靡脖容^自由，不受水循環(huán)限制；調(diào)節(jié)反應(yīng)快負荷變化靈活；啟停迅速；最低負荷通常低于汽包鍋爐。但對給水品質(zhì)和自動調(diào)節(jié)要求較高，汽水系數(shù)阻力大，給水泵的耗電量也較大。直流鍋爐在啟動前必須由鍋爐給水泵建立一定的啟動流量和啟動壓力，強迫工質(zhì)流經(jīng)受熱面。只有這樣才能在啟動過程中使受熱面得到冷卻。但是，直流鍋爐不像汽包鍋爐那樣有汽包作為汽水固定的分界點，水在鍋爐管中加熱、蒸發(fā)千口過熱后直接向汽輪機供汽，而在啟?；虻拓摵蛇\行過程中有可

37、能提供的不是合格蒸汽，可能是汽水混合物，甚至是水。因此，直流鍋爐必須配套一個特有的啟動系統(tǒng)，以保證鍋爐啟停和低負荷運行期間水冷壁的安全和正常供汽。因為我國的超臨界鍋爐都是直流鍋爐，而直流鍋爐為了保證鍋爐的運行都配有啟動系統(tǒng)進行輔助鍋爐啟動，所以啟動系統(tǒng)也是超臨界鍋爐中特有的。3超臨界鍋爐啟動系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)超臨界鍋爐的的啟動系統(tǒng)主要由啟動分離器、貯水箱、擴容器、再循環(huán)泵、水位控制閥、截止閥、管道及其他附件組成。3.1啟動分離器1啟動分離器的結(jié)構(gòu)及其特點汽水分離器的筒身上有六個切向且上傾15°的管接頭(簡稱切向管接頭)，兩端均有錐形封頭(其中水側(cè)封頭有四個疏水小孔)，筒身和錐形封頭均為進口鍛

38、件。每臺超臨界鍋爐有2只分離器， 整體由上球形封頭、筒身、下球形封頭，筒身上靠近上封頭處有一對非徑向傾斜大接管等件組成。圖3.1啟動分離器的結(jié)構(gòu)圖2啟動分離器基本參數(shù)啟動分離器是設(shè)計壓力為304 Mpa，水壓試驗壓力為456 Mpa，設(shè)計溫度為445，操作介質(zhì)為水的高溫高壓設(shè)備。通過它對鍋爐用水進行汽水分離，輸出干飽和蒸汽，參與整體循環(huán)，隨著負荷逐漸增高，水冷壁出口的工質(zhì)逐漸達到飽和溫度乃至過熱，進入純直流狀態(tài)運行，到超臨界壓力時已經(jīng)沒有汽水兩相之分，分離器只是流通元件，呈干式運行狀態(tài)，無水位。3.啟動分離器的作用（1）濕式運行起到汽水分離的作用，分離出來的過熱蒸汽進入過熱器，水則通過水連接通

39、管道進入分離器貯水箱。（2）啟動系統(tǒng)由濕態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)楦蓱B(tài);即汽水分離器內(nèi)全部為蒸汽，它只起到一個中間集箱的作用。一般超臨界鍋爐有兩只分離器，因為超（超)臨界鍋爐在運行過程中，在水冷壁上段內(nèi)部工質(zhì)就全部變成氣態(tài)了，所以不在需要低參數(shù)鍋爐氣飽所具有的汽水分離作用，而在鍋爐啟動過程中，因為工質(zhì)的加熱過程是一個連續(xù)的過程，所以在啟動初期，在水冷壁出口出來的還是汽水混合物，這樣就需要有一個裝置，把初期運行產(chǎn)生的汽水進行分離，一般在運行達到30%BMCR后，水冷壁出口工質(zhì)就全部轉(zhuǎn)變?yōu)闅鈶B(tài)了，這時啟動分離器就從循環(huán)回路中斷開（外置式斷開，內(nèi)置式緊關(guān)閉相關(guān)閥門）。也就是說啟動分離器主要作用就是在鍋爐啟動初期進行汽

40、水分離的作用。4.工作原理啟動分離器為圓形筒體結(jié)構(gòu)，直立式布置，內(nèi)設(shè)有阻水裝置和消旋器。分離器的分離原理為：蒸汽由周向的六根引入管進入分離器，由于這六根管成切向布置，蒸汽在分離器中高速旋轉(zhuǎn)，水滴因所受離心力大被甩向分離器內(nèi)壁流下，經(jīng)底部的軸向引出管引出，飽和蒸汽則由頂部的軸向引出管引出。該型式除有利于汽水的有效分離，防止發(fā)生分離器蒸汽帶水現(xiàn)象以外，還有利于渡過汽水膨脹期。啟動分離器操作介質(zhì)為水，通過他對鍋爐中的用水進行汽水分離，輸出干飽和蒸汽，參與整體循環(huán)，隨著負荷逐漸增高，水冷壁出口工質(zhì)逐漸達到飽和溫度乃至過熱，進入純直流狀態(tài)運行，到超臨界壓力達時已經(jīng)沒有汽水兩相流之分，分離器只是通流元件，

41、呈干式運行狀態(tài)。貯水箱3.2貯水箱1貯水箱的結(jié)構(gòu)特點貯水箱由4節(jié)厚壁筒節(jié)組成，長約為24m，兩端均有錐形封頭。筒身上有兩只對稱的大直徑厚壁管接頭，還有兩組管件。筒節(jié)和錐形封頭均為進口鍛件。貯水箱上部蒸汽連接管、下部出水連接管上各布置一個取壓孔，接三個并聯(lián)的單室平衡容器，用于貯水箱的水位控制，根據(jù)水位不同的差壓值來控制360閥及361閥開度，從而調(diào)節(jié)水位。圖3.2貯水箱的結(jié)構(gòu)2貯水箱的作用貯水箱起到爐水的中間貯藏作用，在分離器下部的水空間及四根通往貯水箱的連接管道應(yīng)包括在貯水系統(tǒng)的容量內(nèi)，其尺寸必須保證貯水系統(tǒng)能貯藏啟動期間在打開各水位調(diào)節(jié)閥和閉鎖閥前的全部工質(zhì)，以保證過熱器無水進入。貯水箱具有

42、足夠的水容積和蒸汽氣擴散空間。貯水箱上設(shè)置有水位測點、壓力測點、溫度測點、放氣、疏水接頭等。貯水箱由幾節(jié)厚壁筒節(jié)組成，兩端均有錐形封頭，筒身上有兩只對稱的大直徑厚壁管接頭，還有幾組管件，筒節(jié)和錐形頭均為進口鍛件。貯水箱上部為蒸汽連接管，下部為水連接管。（三）擴容器疏水擴容器的作用：擴容器用于承接貯水箱在高水位與高高水位時的疏水、熱備用狀態(tài)時的少量疏水、部分負荷運行時一旦貯水箱出現(xiàn)高水位時的疏水以及過熱器、再熱器、省煤器、水冷壁、吹灰器和排空氣系統(tǒng)等的疏水。其容積應(yīng)滿足啟動前冷態(tài)、溫態(tài)大流量水沖洗和啟動初期水冷壁出現(xiàn)汽水膨脹時分離器系統(tǒng)大流量疏水的需要。3.3超臨界鍋爐啟動系統(tǒng)的分類超臨界鍋爐啟

43、動系統(tǒng)是機組的最關(guān)鍵技術(shù)之一，啟動系統(tǒng)與汽機旁路系統(tǒng)是保證機組安全、經(jīng)濟啟停、低負荷運行及妥善進行事故處理的重要手段。因此，啟動系統(tǒng)的選型也就非常重要，要綜合考慮其技術(shù)特點、系統(tǒng)投資及電廠運行模式等因素。超臨界鍋爐均為直流爐，因此必須配套特有的啟動系統(tǒng)以保證鍋爐啟停和低負荷運行期間水冷壁的正常運行和供氣，不管超臨界直流鍋爐的啟動系統(tǒng)型式如何變化,按分離器在直流負荷以上的運行,分離器是參與系統(tǒng)工作，還是解列于系統(tǒng)之外，可以分為：內(nèi)置式分離器啟動系統(tǒng)和外置式分離器啟動系統(tǒng)2種。3.3.1外置式分離器啟動系統(tǒng)外置式分離器啟動系統(tǒng)是指啟動分離器在機組啟動和停運過程中投入的運行，而機組在直流工況運行時解

44、列于系統(tǒng)之外的啟動系統(tǒng)。內(nèi)置式分離器啟動系統(tǒng)指在機組啟動、正常運行、停運過程中，啟動分離器均投入運行，在鍋爐啟停及低負荷運行期間，啟動分離器處于濕態(tài)運行，分離器如同汽包一樣，起汽水分離作用；而在鍋爐正常運行期間，啟動分離器處于干態(tài)運行，從水冷壁出來的微過熱蒸汽經(jīng)過分離器,進入過熱器，此時分離器僅起連接通道作用。外置式啟動系統(tǒng)配置復(fù)雜，在解列和投運時操作也很繁瑣，汽溫波動較大，對汽輪機運行不利。內(nèi)置式啟動系統(tǒng)的啟動分離器設(shè)在蒸發(fā)區(qū)段和過熱區(qū)段之間，啟動分離器與蒸發(fā)段和過熱器之間沒有任何閥門，系統(tǒng)簡單，操作方便，不需要外置式啟動系統(tǒng)所涉及的分離器解列或投運操作，從根本上解決了分離器解列或投運操作所

45、帶來的汽溫波動大的問題，但分離器要承受鍋爐全壓，對其強度和熱應(yīng)力要求較高。3.3.2內(nèi)置式分離器啟動系統(tǒng)內(nèi)置式分離器啟動系統(tǒng)適用于變壓運行鍋爐。內(nèi)置式的啟動系統(tǒng)可分為擴容式，包括大氣式和非大氣式；啟動疏水熱交換器和循環(huán)泵方式。由于擴容式低負荷和頻繁啟停特性較差,但初投資較前者少，適用于帶基本負荷的電廠，不適用于參與調(diào)峰的電廠。啟動疏水熱交換式和帶再循環(huán)泵的啟動系統(tǒng)具有良好的極低負荷運行和頻繁啟動特性,因此適用于帶中間負荷和兩班制運行。隨著近年來我國電力的飛速發(fā)展，高效的大型機組也逐漸增多，使大機組不再像過去一樣只需要承擔基本符合，而要求其應(yīng)具有一定的調(diào)峰能力，所以內(nèi)置式分離器啟動系統(tǒng)的優(yōu)點也就

46、顯現(xiàn)出來。分離器設(shè)置在蒸發(fā)段與過熱段之間，沒有任何隔絕門，在鍋爐啟動和低負荷運行時，分離器如同汽包一樣，起汽水分離作用。高負荷時，分離器處于干態(tài)運行，其蒸氣通道作用，其優(yōu)點是操作簡單，不需切除分離器，但分離器要承受鍋爐全壓，對其強度和熱應(yīng)力要求較高，內(nèi)置式分離器啟動系統(tǒng)適用于變壓運行鍋爐。啟動疏水熱交換式和帶再循環(huán)泵的啟動系統(tǒng)具有良好的極低負荷運行和頻繁啟動特性，適用于帶中間負荷和兩班制運行。擴容式(大氣式和非大氣式)的低負荷和頻繁啟停特性較差，但初投資較前者少，適用于帶基本負荷的電廠。1. 簡單疏水擴容式啟動系統(tǒng)3.3.1簡單的擴容器系統(tǒng)啟動系統(tǒng)主要由除氧器、給水泵、大氣式擴容器、集水箱、A

47、N閥、ANB閥及啟動分離器等組成。在機組啟動過程中，啟動分離器中的疏水經(jīng)大氣式擴容器擴容，二次汽排入大氣，二次水經(jīng)集水箱、疏水泵排至凝汽器。對于簡單疏水擴容啟動系統(tǒng)而言，在分離器切除之前，除了能回收部分的工質(zhì)和熱量之外，大部分的疏水經(jīng)大氣式擴容器擴容后僅回收部分工質(zhì)，熱量全部浪費了。2. 帶循環(huán)泵的啟動系統(tǒng)在該系統(tǒng)中啟動分離器的疏水經(jīng)再循環(huán)泵送人給水管路，根據(jù)循環(huán)泵在系統(tǒng)中與給水泵的聯(lián)接方式分為串聯(lián)和并聯(lián)兩種型式。部分給水經(jīng)混合器進入循環(huán)泵的稱為串聯(lián)系統(tǒng)，給水不經(jīng)循環(huán)泵的稱為并聯(lián)系統(tǒng)。循環(huán)泵和給水泵串聯(lián)的啟動系統(tǒng);優(yōu)點:(1)循環(huán)泵主要運行工質(zhì)過冷水一旦壓力下降，泵進口處不存在汽化的危險性；（

48、2）循環(huán)泵和給水泵串聯(lián)的啟動系統(tǒng)可以允許較高的降壓速度；（3）可以用水和熱循環(huán)系統(tǒng)直至混合器，水充滿再循環(huán)系統(tǒng)直至泵進口；（4）再循環(huán)泵排量只有微小的變化（5）再循環(huán)泵水位控制閥可以用一只簡單的開關(guān)閥代替。缺點：（1）分離器的疏水與給水的混合需要一只特殊的混合器；（2）再循環(huán)系統(tǒng)必須同時考慮飽和水的運行（啟動給水故障等）；（3）混合器與分離器之間另外進行預(yù)熱；（4）一旦在循環(huán)泵故障需要給水補償時，再循環(huán)泵必須采用特殊的手段與給水進行隔離。循環(huán)泵和水泵并聯(lián)的啟動系統(tǒng)：優(yōu)點：（1）不需要混合器；（2）在混合始終由給水進行冷卻；（3）可以同時預(yù)熱整個系統(tǒng)；（4）循環(huán)泵的故障能夠立即用較大的給水流量加

49、以補償，不需要隔離泵體。缺點：（1）再循環(huán)泵充滿飽和水，一旦壓力降低，存在汽化的危險；（2）只允許的降壓速度；（3）過冷需要額外注水；（4）再循環(huán)泵的排量雖負荷波動較大；（5）通常需要安裝一只在循環(huán)控制閥（UC閥）。3.3.2帶循環(huán)泵的啟動系統(tǒng)3.熱交換式的啟動系統(tǒng)優(yōu)點：系統(tǒng)簡單；運行操作方便。容易實現(xiàn)自動控制，工質(zhì)和熱量回收效果較好，維修工作量小。缺點：金屬消耗量大，要求除氧器安全閥容量增大。4超臨界鍋爐啟動系統(tǒng)的啟停過程啟動系統(tǒng)的工作過程是：給水進入省煤器入口集箱，經(jīng)過省煤器、爐膛到汽水分離器，分離后的水通過分離器下部的貯水箱由送入省煤器。分離后的蒸汽進入鍋爐尾部包墻，然后依次流經(jīng)一級過熱

50、器、屏式過熱器、中間過熱器和末級過熱器，最后由主蒸汽管道引出。在30%以上的負荷，啟動系統(tǒng)關(guān)閉，鍋爐進入直流運行狀態(tài)。此時給水量與進入汽機的蒸汽量相等。4.1 擴容式啟動系統(tǒng)的啟停過程啟動給水泵向鍋爐上水，直到儲水箱中水位正常,開啟水位調(diào)節(jié)閥來控制水位。上水完成后，將鍋爐給水流量增至25 BMCR以上對鍋爐進行冷態(tài)清洗。冷態(tài)清洗時給水經(jīng)省煤器、爐膛到分離器和儲水箱，再經(jīng)341閥排至疏水箱（疏水箱中的水根據(jù)水質(zhì)情況確定是否回收）。冷態(tài)清洗合格后保持給水流量不低于25% BMCR進行鍋爐點火，此期間由于鍋爐產(chǎn)汽量為零，因此儲水箱水位由341閥來控制。鍋爐點火后不久，產(chǎn)生汽水膨脹，導(dǎo)致鍋爐中的水被快

51、速排到儲水箱，而使儲水箱水位迅速升高，為防止儲水箱滿水，此時兩個341閥應(yīng)快速打開，以便將水排出系統(tǒng)。汽水膨脹過后，隨著蒸汽的產(chǎn)生，儲水箱水位開始下降，此時341閥逐漸關(guān)小以保持一定的水位。當離開分離器的蒸汽量接近給水流量時，儲水箱中的水位下降到水位的下限值以下后自動關(guān)閉341閥，當過熱器出口主汽流量達到30BMCR時，鍋爐進入直流運行模式。鍋爐轉(zhuǎn)直流且341閥關(guān)閉后啟動系統(tǒng)暖管控制閥將打開，用省煤器出口的少量熱水來加熱341閥，使啟動系統(tǒng)處于熱備用狀態(tài)，以防止出現(xiàn)熱沖擊對閥門和管道產(chǎn)生疲勞傷害。鍋爐的停運過程則與啟動過程相反，隨著燃燒率和給水量的減少，鍋爐負荷逐漸降低，當蒸汽流量降至30時，

52、分離器中開始逐漸有水被分離出來，暖管系統(tǒng)停運，341閥打開調(diào)節(jié)水位，啟動系統(tǒng)投入運行，維持30的給水流量，鍋爐燃燒負荷繼續(xù)降低，直至熄火，停止給水，鍋爐停運。4.2 帶循環(huán)泵式啟動系統(tǒng)的啟動過程啟動給水泵以約10 BMCR左右的流量向鍋爐上水，直到儲水箱中水位升到高水位區(qū)間,并開啟水位調(diào)節(jié)閥來控制水位。上水完成后，啟動循環(huán)泵并盡可能提高循環(huán)泵流量，將爐膛給水流量增至30MCR以上（給水泵出口流量約10MCR）對鍋爐進行冷態(tài)清洗。冷態(tài)清洗時約10MCR的給水經(jīng)省煤器、爐膛和頂棚到分離器和儲水箱，再經(jīng)341閥排至地溝。冷態(tài)清洗合格后，首先將給水泵流量減小至7%MCR（防止省煤器沸騰，確保沒有汽水混

53、合物進入水冷壁管而造成水冷壁管損壞）進行鍋爐點火。在這期間，由于仍有約7MCR的給水進入鍋爐而產(chǎn)汽量為零，因此儲水箱水位仍由341閥來控制，并通過341閥將水排到擴容器。鍋爐點火后不久，產(chǎn)生汽水膨脹，導(dǎo)致鍋爐中的水被快速排到儲水箱，而使儲水箱水位迅速升高，為防儲水箱滿水，此時兩個341閥應(yīng)快速打開，以便將水排出系統(tǒng)。汽水膨脹過后，隨著蒸汽的產(chǎn)生，儲水箱水位開始下降，水位調(diào)節(jié)閥逐漸關(guān)小以保持一定的水位。當離開分離器的蒸汽量超過總給水流量（7MCR）時，儲水箱中的水位下降到高水位的下限值以下，導(dǎo)致341閥關(guān)閉，同時循環(huán)泵出口調(diào)節(jié)閥（簡稱“381閥”）開始控制儲水箱水位。隨著產(chǎn)汽量的繼續(xù)增加，為了維

54、持一定的儲水箱水位，381閥需不斷關(guān)小，使循環(huán)泵到省煤器的循環(huán)流量不斷減小，為了維持爐膛水冷壁的流量不低于最小流量，給水泵流量將相應(yīng)地增加。在分離器出口蒸汽流量大約為23MCR時，循環(huán)泵的流量接近其最小流量，此時循環(huán)泵再循環(huán)閥（382閥）將打開來維持循環(huán)泵的流量大于其所需的最小流量。當分離器出口蒸汽流量接近28MCR時，進入分離器的介質(zhì)將全部是蒸汽，導(dǎo)致水位進一步下降，當儲水箱水位低于正常水位下限值時381閥關(guān)閉。當過熱器出口主汽流量達到30MCR時，鍋爐進入直流運行模式，啟動循環(huán)泵停運。在循環(huán)泵停運期間，如儲水箱水位升高，則341閥將開啟。當鍋爐負荷大于40MCR時，啟動系統(tǒng)的暖管控制閥將打

55、開，啟動系統(tǒng)的暖管是用省煤器出口的少量熱水來加熱循環(huán)泵和341閥，使啟動系統(tǒng)處于熱備用狀態(tài)，即暖管水從省煤器出來經(jīng)341閥和循環(huán)泵返至貯水箱，再從貯水箱引至二級減溫器用作減溫水，暖管水在進入二級減溫水之前有一調(diào)節(jié)閥，該調(diào)節(jié)閥用以鍋爐在直流狀態(tài)時控制貯水箱水位至正常。該啟動系統(tǒng)也可不帶循環(huán)泵啟動，啟動過程與擴容式啟動系統(tǒng)啟動過程類似。4.3超臨界鍋爐干濕態(tài)轉(zhuǎn)換過程超臨界鍋爐具有良好的經(jīng)濟性、可靠性，啟動速度較快等諸多優(yōu)點，而且超臨界鍋爐和亞臨界汽包爐相比存在著較大的差別，超臨界鍋爐啟停過程中需要一個干、濕態(tài)轉(zhuǎn)換過程，這個過程需要平穩(wěn)順利的度過，否則會引起干、濕態(tài)交替轉(zhuǎn)換，造成工況的較大變化，不僅

56、會延誤鍋爐啟停時間，嚴重時還會威脅機組安全，為此鍋爐啟停時干、濕態(tài)的研究也是超臨界鍋爐啟動系統(tǒng)研究中的重要一環(huán)。根據(jù)鍋爐的運行方式、參數(shù)可分為三個階段；（濕態(tài)、濕態(tài)到干態(tài)過度、干態(tài)）1第一階段：鍋爐啟動及低負荷運行階段 （濕態(tài)）不同容量的鍋爐其轉(zhuǎn)干態(tài)直流運行的最低負荷有所不同，一般在25%35%BMCR 之間，在濕態(tài)情況下，其運行方式與強制循環(huán)汽包爐是基本相同的。汽水分離器及貯水罐就相當于汽包，雖然兩者容積相差甚遠，但是貯水罐的水位變化速度也就更快。由爐水循環(huán)泵將貯水罐的水升壓進入省煤器入口,與給水共同構(gòu)成最小循環(huán)流量。其控制方式較之其它超臨界直流鍋爐（不帶爐水循環(huán)泵，貯水罐的水經(jīng)361 閥直

57、接排放至鍋爐疏擴、除氧器、凝汽器等）有較大不同，控制更困難。給水主要用于控制貯水罐水位，爐水循環(huán)泵出口調(diào)閥控制省煤器入口流量保證鍋爐的最小循環(huán)流量，貯水罐水位過高時則通過361 閥排放至鍋爐疏水擴容器。 在第一階段可能會出現(xiàn)的幾種狀況： （一）工質(zhì)膨脹： 工質(zhì)膨脹產(chǎn)生于啟動初期，水冷壁中的水開始受熱初次達到飽和溫度產(chǎn)生蒸汽階段，此時蒸汽會攜帶大量的水進入分離器，造成貯水罐水位快速升高，鍋爐有較大排放量，此過程較短一般在幾十秒之內(nèi)，具體數(shù)值及產(chǎn)生時間與鍋爐點火前壓力、溫度、水溫度、投入油槍的數(shù) 量等有關(guān)。此時要及時排水，同時減少給水流量，在工質(zhì)膨脹階段附近，應(yīng)保持燃料量的穩(wěn)定。 （二）虛假水位：

58、 虛假水位在整個第一階段都有可能產(chǎn)生，汽壓突然下降出現(xiàn)的情況較多，運行中應(yīng)對虛假水位有思想準備，及時增加給水滿足蒸發(fā)量的需要，加強燃燒恢復(fù)汽壓。運行中造成汽壓突然下降的原因主要有：汽機調(diào)門、高旁突然開大、安全閥動作、機組并網(wǎng)，切缸過中都有可能造成虛假水位，這一點和汽包爐是基本相同的。 （三）給水主旁路切換：此時應(yīng)保持鍋爐負荷穩(wěn)定，切換過程中勻速穩(wěn)定，保持省煤器入口足夠流量及貯水罐水位的穩(wěn)定，必要時排放多余給水。（四）投入制粉系統(tǒng)：投入煤粉后負荷會升的很快，貯水罐水位波動很大，很難控制。2第二階段：亞臨界直流運行階段在負荷大于25%35%BMCR以上時鍋爐即轉(zhuǎn)入直流運行方式。此后鍋爐運行在亞臨界

59、壓力以下。鍋爐進入直流狀態(tài)，給水控制與汽溫調(diào)節(jié)和前一階段控制方式有較大的不同，給水不再控制分離器水位而是和燃料一起控制汽溫即控制燃水比B/G。如果燃水比B/G保持一定，則過熱蒸汽溫度基本能保持穩(wěn)定；反之，燃水比B/G的變化，則是造成過熱汽溫波動的基本原因。因此，在直流鍋爐中汽溫調(diào)節(jié)主要是通過給水量和燃料量的調(diào)整來進行。對于直流鍋爐來說，在本生負荷以上時，汽水分離器出口汽溫是微過熱蒸汽這個區(qū)域的汽溫變化，可以直接反映出燃料量和給水蒸發(fā)量的匹配程度以及過熱汽溫的變化趨勢。所以在直流鍋爐的汽溫調(diào)節(jié)中，通常選取汽水分離器出口汽溫做為主汽溫調(diào)節(jié)回路3第三階段：超臨界直流運行階段 在機組負荷達75%MCR 左右時轉(zhuǎn)入超臨界狀態(tài)。從理論上講，機組過臨界時存在一大比熱區(qū)，蒸汽參數(shù)如比容、比熱變化較大，實際運行情況是基本上無明顯變化，原因是鍋爐的蓄熱減緩了影響，而且協(xié)調(diào)方式下參數(shù)的自動調(diào)整在一定程度上彌補了波動所以，第三階段運行調(diào)節(jié)情況和第二階段無明顯區(qū)別。4.4鍋爐的冷態(tài)啟動鍋爐冷態(tài)啟動時，首