直流鍋爐啟動(dòng)過(guò)程中注意事項(xiàng)

直流鍋爐啟動(dòng)過(guò)程中注意事項(xiàng)國(guó)電聊城發(fā)電有限公司2007年10月第1頁(yè)，共14頁(yè)。1、鍋爐升溫升壓

鍋爐點(diǎn)火后，燃料燃燒放熱使鍋爐各部分逐漸受熱，鍋水溫度逐漸升高。由于過(guò)熱器和再熱器內(nèi)還沒(méi)有蒸汽或少量蒸汽通過(guò)，處于“干燒”狀態(tài)，故一般根據(jù)這二個(gè)受熱面所用鋼材來(lái)限制受熱面前的煙氣溫度。另外，還需控制管系的溫升速度，一般都在低燃燒率下維持一定時(shí)間。汽水分離器內(nèi)最初無(wú)壓，隨著投入燃料量的增加，而水冷壁初始水流量為35％MCR，因此水冷壁出口工質(zhì)溫度逐漸上升，并進(jìn)入汽水分離器。當(dāng)工質(zhì)溫度超過(guò)大氣壓下的飽和溫度時(shí)，分離器中即開(kāi)始產(chǎn)生蒸汽并開(kāi)始起壓。以鍋爐點(diǎn)火直到汽壓升到工作壓力，這個(gè)過(guò)程稱為升壓過(guò)程。在鍋爐的升壓過(guò)程中應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：1）嚴(yán)格控制升壓率在升壓過(guò)程中，鍋爐蒸發(fā)受熱面所吸收的熱量，除用于加熱水至飽和溫度并使部分水汽化之外，同時(shí)使受熱面金屬本身的溫度也相應(yīng)提高。由于水和蒸汽在飽和狀態(tài)下，溫度與壓力之間存在一定的對(duì)應(yīng)關(guān)系，所以蒸發(fā)受熱面的升壓就是升溫，通常以升壓速度來(lái)控制升溫速度的大小。為使受熱面的溫升不至過(guò)快，以免溫差過(guò)大產(chǎn)生較大的熱應(yīng)力而引起設(shè)備損壞，故鍋爐的升壓速度受到限制。在升壓初期，由于只有少量燃燒器投入運(yùn)行，燃燒較弱，爐膛內(nèi)火焰充滿程度較差，爐內(nèi)熱負(fù)荷不均勻性也較大，所以升壓過(guò)程的開(kāi)始階段的溫升速度應(yīng)比較緩慢。第2頁(yè)，共14頁(yè)。此外，根據(jù)水和蒸汽的飽和溫度與壓力之間的變化規(guī)律可知：壓力愈低，飽和溫度隨壓力而變化的幅度愈大(低壓階段，每上升0.1MPa，其飽和溫度上升值大)；壓力愈高，飽和溫度隨壓力而變化的幅度愈小(高壓階段，每上升0.1MPa，其飽和溫度上升值小)。也就是說(shuō)，在低壓階段，若升壓過(guò)快，會(huì)引起較大的溫度變化，因而引起過(guò)大的溫差熱應(yīng)力。因此在啟動(dòng)初期(升壓過(guò)程的低壓階段)，應(yīng)維持的時(shí)間比較長(zhǎng)，升壓速度應(yīng)控制慢一些。2）熱態(tài)清洗

當(dāng)水冷壁內(nèi)水的溫度和壓力逐漸提高時(shí)，高溫的水又會(huì)將殘留在系統(tǒng)內(nèi)的雜質(zhì)(主要是氧化鐵、硅化物等)沖洗出來(lái)，使水中雜質(zhì)增加。運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)表明，鍋爐啟動(dòng)過(guò)程中鐵的沉淀大約在260～290℃之間。所以鍋爐規(guī)定當(dāng)出口水溫在260～290℃時(shí)為熱態(tài)清洗范圍，在這個(gè)范圍內(nèi)，保持水溫穩(wěn)定，隨著含鐵量增加，不斷放水，不斷補(bǔ)水，進(jìn)行熱態(tài)沖洗。

第3頁(yè)，共14頁(yè)。右圖為國(guó)產(chǎn)300MWUP型直流鍋爐啟動(dòng)過(guò)程中冷態(tài)清洗和熱態(tài)清洗時(shí)，鍋水中含鐵量的變化情況。

在鍋爐水冷壁出口水溫達(dá)260～290℃時(shí)，汽水分離器繼續(xù)進(jìn)行排放疏水，如果分離器疏水的含鐵量過(guò)高時(shí)，應(yīng)考慮將疏水排入地溝。

第4頁(yè)，共14頁(yè)。3）啟動(dòng)中的汽水膨脹隨著啟動(dòng)過(guò)程的燃料量的增加，工質(zhì)溫度逐步上升，爐內(nèi)輻射受熱面(水冷壁)某處先達(dá)到該壓力下的飽和溫度，工質(zhì)開(kāi)始膨脹，大量工質(zhì)進(jìn)入汽水分離器。而當(dāng)出口溫度也達(dá)到其壓力下飽和溫度時(shí)，膨脹高峰已過(guò)，當(dāng)該出口工質(zhì)溫度開(kāi)始過(guò)熱時(shí)，則工質(zhì)膨脹結(jié)束。膨脹過(guò)程中要注意防止水冷壁及分離器超壓，在運(yùn)行操作中需要合理控制燃料投入速度及分離器的疏水排放量。這里必須指出，爐內(nèi)輻射受熱面(水冷壁)中首先達(dá)到飽和溫度的“位置”，實(shí)際上是不可能精確知道的。因?yàn)樗浔谥袎毫?、溫度的測(cè)點(diǎn)和表計(jì)是不可能沿受熱面的高度連續(xù)裝設(shè)的。所以一般只能近似地以某一輻射區(qū)出口溫度達(dá)到飽和溫度來(lái)判定膨脹的開(kāi)始。并且由于每臺(tái)鍋爐的燃燒室結(jié)構(gòu)及燃燒器布置不同，其膨脹開(kāi)始點(diǎn)也不相同。第5頁(yè)，共14頁(yè)。

影響工質(zhì)膨脹的主要因素：(1)啟動(dòng)分離器的位置膨脹發(fā)生時(shí)，汽水混合物的排出量以及膨脹持續(xù)的時(shí)間都與汽水分離器前的蓄水量有關(guān)。汽水分離器愈靠近鍋爐水冷壁出口，即參與膨脹的受熱面愈少，也就是分離器前的蓄水量愈少，總的膨脹量就小，膨脹持續(xù)時(shí)間就愈短。汽水分離器旁鍋爐水冷壁出口愈遠(yuǎn)，膨脹量愈大。(2)啟動(dòng)壓力的影響汽水比容不同是引起工質(zhì)膨脹的物理原因。壓力愈低，汽水的比容差愈大；壓力愈高，汽水比容差愈小。因此啟動(dòng)壓力的高低直接影響膨脹量的多少。壓力愈高，膨脹量愈小，而且，由于壓力高，相應(yīng)的水飽和溫度亦高，則膨脹開(kāi)始時(shí)間要晚。(3)給水溫度的影響在啟動(dòng)過(guò)程中，給水溫度是逐漸升高的，而給水溫度的高低影響膨脹到來(lái)的遲早。因?yàn)榻o水溫度愈高，愈接近飽和溫度，因而輻射省煤器(實(shí)際是水冷壁)出口的工質(zhì)愈早地達(dá)到飽和溫度，即膨脹開(kāi)始得愈早。此外，給水溫度升高的時(shí)間和速度，對(duì)膨脹的發(fā)生也有一定影響。第6頁(yè)，共14頁(yè)。(4)燃料投入速度當(dāng)燃料量(運(yùn)行工況為重油)投入速度快時(shí)，工質(zhì)的升溫也愈快，輻射省煤器出口的水溫也愈早達(dá)到飽和。因此膨脹發(fā)生得早，蒸發(fā)前移，蒸發(fā)點(diǎn)前移又標(biāo)志著其后受熱面蓄水量大，其瞬時(shí)的排出量也愈大，使汽水分離器水位波動(dòng)大。為了減少瞬時(shí)的最大排出量，可以適當(dāng)減少燃料量來(lái)緩和膨脹高峰。在啟動(dòng)過(guò)程中，為合理控制工質(zhì)膨脹，操作中主要是控制好燃料的投入速度和給水溫度。具體是燃料投入速度不宜過(guò)快、過(guò)大，啟動(dòng)過(guò)程中給水溫度逐漸上升是正常的，應(yīng)避免在膨脹階段有會(huì)引起給水溫度突然升高的操作。上海石洞口二廠600MW超臨界機(jī)組鍋爐所選用的啟動(dòng)流量為35％MCR，而啟動(dòng)壓力較低，水冷壁水容積又較大，故汽水膨脹的峰值也較大，估計(jì)膨脹發(fā)生時(shí)的瞬時(shí)排水量為啟動(dòng)流量的12倍1：237_。對(duì)如此大流量的排放，汽水分離器的疏水排放能力是否足夠是非常重要的。該鍋爐汽水分離器有三路疏水，二路經(jīng)AN、AA閥去大氣擴(kuò)容器，一路經(jīng)ANB閥去凝汽器。這三個(gè)閥門(mén)都是以分離器水位作為閥門(mén)的控制信號(hào)，開(kāi)啟時(shí)間快，而且通流量也足夠大。所以盡管膨脹開(kāi)始到出現(xiàn)峰值是很快的，制造廠設(shè)計(jì)能保證疏水的排放。第7頁(yè)，共14頁(yè)。

4）屏式過(guò)熱器及再熱器的積水問(wèn)題鍋爐啟動(dòng)時(shí)，屏式過(guò)熱器及再熱器中可能積有存水，冷態(tài)啟動(dòng)時(shí)尤為嚴(yán)重。在啟動(dòng)初期的低壓階段，積水可能會(huì)使管內(nèi)形成水塞，以致造成設(shè)備事故。一般，屏式過(guò)熱器及再熱器內(nèi)的積水會(huì)隨鍋爐啟動(dòng)，燃燒逐漸加強(qiáng)而加熱、汽化。那么判斷積水是否已經(jīng)汽化的標(biāo)準(zhǔn)是屏式過(guò)熱器的金屬溫度是否已經(jīng)高于當(dāng)時(shí)工質(zhì)飽和溫度40℃。如果高于40℃，則說(shuō)明過(guò)熱器和再熱器管內(nèi)的積水已經(jīng)汽化。

第8頁(yè)，共14頁(yè)。2、汽水分離器干、濕態(tài)轉(zhuǎn)換

1）汽水分離器的水位控制機(jī)組啟動(dòng)階段，分離器的疏水由AA、AN、ANB閥排至疏水?dāng)U容箱及除氧器。這三個(gè)閥前都有一個(gè)電動(dòng)隔絕閥，當(dāng)符合一定條件后，電動(dòng)隔離閥會(huì)自動(dòng)連鎖打開(kāi)或關(guān)閉。AA、AN、ANB閥是液壓調(diào)節(jié)閥，都是由一套液壓控制系統(tǒng)控制的。如右圖所示為水位控制原理圖及三個(gè)閥的開(kāi)度曲線。

第9頁(yè)，共14頁(yè)。由此可見(jiàn)，當(dāng)測(cè)得的分離器水位上升至1．2m時(shí)，ANB閥首先動(dòng)作開(kāi)啟，直至水位達(dá)4m時(shí)全開(kāi)；AA閥在水位6.7m時(shí)開(kāi)始開(kāi)啟，至水位11．2m時(shí)全開(kāi)，而且三個(gè)閥門(mén)在動(dòng)作開(kāi)度上都有一定的重疊度，以改善水位控制疏水排放的特性。在水位信號(hào)測(cè)量后，要經(jīng)過(guò)一個(gè)汽水分離器的壓力修正，即經(jīng)過(guò)一個(gè)f(x)信號(hào)校正，然后分別去控制三個(gè)液壓控制閥。通過(guò)ANB閥的疏水是通往除氧器的。在正常運(yùn)行時(shí)，分離器壓力很高，為保證除氧器的安全，在ANB閥及隔絕閥上都加上連鎖保護(hù)：當(dāng)除氧器壓力>1.45MPa時(shí)，此門(mén)將強(qiáng)制關(guān)閉，只有當(dāng)除氧器壓力降到1.1MPa以下，才允許重新開(kāi)啟。2）汽水分離器的干濕態(tài)轉(zhuǎn)換鍋爐啟動(dòng)時(shí)，保證直流爐水冷壁的最小流量(保證質(zhì)量流速)也即啟動(dòng)流量為35％MCR，所以只要鍋爐的產(chǎn)汽量小于35％MCR，就會(huì)有剩余的飽和水通過(guò)汽水分離器排入除氧器或擴(kuò)容器。換言之，當(dāng)負(fù)荷小于35％MCR時(shí)，汽水分離器是處于有水位狀態(tài)，即濕態(tài)運(yùn)行，此時(shí)鍋爐的控制方式為分離器水位控制及最小給水流量控制，其控制相當(dāng)于汽包鍋爐控制方式。當(dāng)負(fù)荷上升至等于或大于35％MCR時(shí)，給水流量與鍋爐產(chǎn)汽量相等，為直流運(yùn)行方式，汽水分離器已無(wú)疏水，進(jìn)入干態(tài)運(yùn)行，汽水分離器變?yōu)檎羝?lián)箱用。此時(shí)，鍋爐的控制方式轉(zhuǎn)為溫度控制及給水流量控制。其控制原理如下頁(yè)圖。

第10頁(yè)，共14頁(yè)。溫度控制原理如右圖鍋爐的控制方式從分離器水位及最小流量控制轉(zhuǎn)換為蒸汽溫度控制及給水流量控制，應(yīng)該是很平穩(wěn)地進(jìn)行的。但直流鍋爐的過(guò)熱蒸汽溫度與給水流量有密切關(guān)系，如果控制方式轉(zhuǎn)換得不好，將會(huì)造成蒸汽溫度的劇烈變化。

第11頁(yè)，共14頁(yè)。Sulzer的控制原理表明，要平穩(wěn)地實(shí)現(xiàn)這個(gè)轉(zhuǎn)換，必須首先增加燃料量，而給水流量保持不變，這樣過(guò)熱器入口焓值隨之上升，當(dāng)過(guò)熱器入口焓值上升到定值時(shí)，溫度控制器參與調(diào)節(jié)使給水流量增加，從而使蒸汽溫度達(dá)到與給水流量的平衡(燃水比控制蒸汽溫度)。升負(fù)荷過(guò)程中，分離器從濕態(tài)向干態(tài)轉(zhuǎn)換過(guò)程，如右圖。第12頁(yè)，共14頁(yè)。對(duì)濕、干態(tài)轉(zhuǎn)換過(guò)程圖的說(shuō)明：a．第一階段I，保持最小給水流量35％MCR，燃料量逐漸增加，使分離器出口飽和蒸汽產(chǎn)量也隨之增加，疏水量逐漸減少，過(guò)熱器人口蒸汽的焓值增加。b．第一點(diǎn)①，水冷壁出口蒸汽焓值升至飽和蒸汽焓，即蒸汽干度為1，此時(shí)純飽和蒸汽進(jìn)入汽水分離器，沒(méi)有疏水被分離而使分離器的疏水門(mén)關(guān)閉，汽水分離器僅是起到通道的作用。c．第二階段Ⅱ，給水流量仍保持最小流量35％MCR，隨著燃料量的進(jìn)一步增加，汽水分離器中的蒸汽逐漸過(guò)熱，過(guò)熱器入口蒸汽焓繼續(xù)上升，但還沒(méi)達(dá)到設(shè)定值。此時(shí)大部分燃料的增加已不是用以增加產(chǎn)汽量，而是用來(lái)使蒸汽達(dá)到直流運(yùn)行所需的較高能量水平(蒸汽焓的上升)。d．第二點(diǎn)②，過(guò)熱器入口蒸汽焓上升至設(shè)定值。e．第三階段Ⅲ，連續(xù)的燃料量增加，使蒸汽溫度超過(guò)設(shè)定值，溫度控制器動(dòng)作參與調(diào)節(jié)，使給水量增加，即溫度控制器投入運(yùn)行。第13頁(yè)，共14頁(yè)。內(nèi)容梗概直流鍋爐啟動(dòng)過(guò)程中注意事項(xiàng)。國(guó)電聊城發(fā)電有限公司2007年10月。當(dāng)工質(zhì)溫度超過(guò)大氣壓下的飽和溫度時(shí)，分離器中即開(kāi)始產(chǎn)生蒸汽并開(kāi)始起壓。以鍋爐點(diǎn)火直到汽壓升到工作壓力，這個(gè)過(guò)程稱為升壓過(guò)程。右圖為國(guó)產(chǎn)300MWUP型直流鍋爐啟動(dòng)過(guò)程中冷態(tài)清洗和熱態(tài)清洗時(shí)，鍋水中含鐵量的變化情況。膨脹過(guò)程中要注意防止水冷壁及分離器超壓，在運(yùn)行操作中需要