鍋爐原理第10章

超臨界直流鍋爐一、超臨界鍋爐工作原理1.工作原理及過程工質(zhì)依靠給水泵的壓頭一次通過預(yù)熱、蒸發(fā)、過熱各受熱面而加熱成為過熱蒸汽。

給水流量G＝蒸發(fā)量D給水泵省煤器水冷壁過熱器

2.直流鍋爐的特點(diǎn)

本質(zhì)特點(diǎn)無汽包工質(zhì)一次通過各受熱面，強(qiáng)迫流動(dòng)受熱面無固定界限水冷壁中工質(zhì)流動(dòng)特點(diǎn)受熱不均對(duì)流動(dòng)影響水動(dòng)力多值性有脈動(dòng)現(xiàn)象給水泵壓頭大傳熱過程特點(diǎn)在水冷壁中工質(zhì)干度x

由01，因此第二類傳熱惡化一定出現(xiàn)熱化學(xué)過程特點(diǎn)要求給水品質(zhì)高控制調(diào)節(jié)過程特點(diǎn)直流鍋爐對(duì)自動(dòng)控制系統(tǒng)要求高，原因如下：負(fù)荷變動(dòng)時(shí)，直流鍋爐的蓄熱能力較低，依靠自身爐水和金屬蓄熱或放熱來減緩汽壓波動(dòng)的能力較低

直流鍋爐必須同時(shí)調(diào)節(jié)給水量和燃料量，以保證物質(zhì)平衡和能量平衡，才能穩(wěn)定汽壓和汽溫。所以直流鍋爐對(duì)燃料量和給水量的自動(dòng)控制系統(tǒng)要求高。啟動(dòng)過程特點(diǎn)設(shè)有啟動(dòng)旁路啟動(dòng)速度快在啟動(dòng)過程中，有工質(zhì)膨脹現(xiàn)象啟動(dòng)一開始，必須建立啟動(dòng)流量和啟動(dòng)壓力設(shè)計(jì)、制造、安裝特點(diǎn)直流鍋爐適用于任何壓力蒸發(fā)受熱面可以任意布置節(jié)省金屬制造方便二、超臨界鍋爐的水動(dòng)力特性水的臨界狀態(tài)點(diǎn)的參數(shù)：壓力為22.115MPa,374.15C。當(dāng)水蒸汽參數(shù)值大于上述臨界狀態(tài)點(diǎn)的壓力和溫度值時(shí)，則稱其為超臨界參數(shù)。當(dāng)水的壓力到超臨界壓力以上時(shí)，工質(zhì)特性發(fā)生較大的變化，汽水密度差趨于0，在飽和水和飽和蒸汽之間不再有汽、水共存的二相區(qū)存在。與較低參數(shù)的狀態(tài)不同，這時(shí)水的傳熱和流動(dòng)特性等也會(huì)存在顯著的變化?；瑝哼\(yùn)行時(shí)，壓力可能為亞臨界壓力及以下。1.主要工質(zhì)物性參數(shù)變化規(guī)律超臨界壓力下定壓比熱Cp具有最大值時(shí)的溫度為擬臨界溫度或類臨界溫度。在臨界溫度和類臨界溫度附近，工質(zhì)的各主要參數(shù)發(fā)生比較大的變化。25MPa下物性參數(shù)2.水冷壁的水動(dòng)力穩(wěn)定性分析超臨界直流鍋爐在直流負(fù)荷以下和啟動(dòng)過程中，爐膛水冷壁進(jìn)口為未飽和水，出口為汽水混合物，由于兩相介質(zhì)密度的差異，將可能出現(xiàn)水動(dòng)力不穩(wěn)定問題，主要表現(xiàn)為多值性和脈動(dòng)。多值性在亞臨界壓力下，在汽水雙相蒸發(fā)區(qū)內(nèi)，同一片管組的各管子在相同的壓差下運(yùn)行,管組中的管子結(jié)構(gòu)和受熱情況均相同，不同管子內(nèi)的介質(zhì)流量的大小和流動(dòng)方向可能表現(xiàn)出很大的差異，在同一壓差下會(huì)出現(xiàn)3種不同的流量，并聯(lián)蒸發(fā)管發(fā)生多值性流動(dòng)時(shí)，部分流量小的管子出口工質(zhì)溫度過高而引起管壁超溫。因此在設(shè)計(jì)時(shí)將根據(jù)管組的結(jié)構(gòu)參數(shù)和熱負(fù)荷進(jìn)行阻力計(jì)算，然后作出流動(dòng)特性曲線來判斷是否具有多值性。水平管圈特性方程

在一定的熱負(fù)荷下，管屏的壓差與質(zhì)量流量的關(guān)系式。管內(nèi)工質(zhì)流動(dòng)阻力ΔP=ΔPlz=ΔPrs+ΔPzfG=ρw特性曲線產(chǎn)生原因產(chǎn)生原因在某區(qū)段（如曲線2的cd段），隨著ρw增加，Lrs增加，Lzf減小，使得D減小，相應(yīng)的x也減??；而且x減小影響程度比ρw增加影響程度大。因此，隨著ρw增加，ΔPrs

增加的值比

ΔPzf減小的值少。影響因素工質(zhì)進(jìn)口欠焓壓力熱負(fù)荷熱水段阻力解決辦法減少蒸發(fā)受熱面（水冷壁）入口欠焓

提高蒸發(fā)受熱面的壓力水冷壁入口處裝節(jié)流圈

提高水冷壁入口的質(zhì)量流速

垂直管圈垂直管屏的水動(dòng)力特性，必須考慮重位壓差的影響重位壓差的影響對(duì)水動(dòng)力特性的影響有利于水動(dòng)力特性趨向穩(wěn)定

ΔP=ΔPlz+ΔPzw

ΔPzw=Hrs

ρrsg+Hzf

ρzfg

當(dāng)質(zhì)量流速增加時(shí)，垂直管中重位壓差的影響減少，這時(shí)的水動(dòng)力特性趨向于水平管圈的水動(dòng)力特性;當(dāng)質(zhì)量流速小時(shí)，垂直管中重位壓差的影響大，這時(shí)的水動(dòng)力特性趨向于自然循環(huán)管子的水動(dòng)力特性。在超臨界壓力下在大比熱區(qū)考慮到管內(nèi)工質(zhì)沿截面的不等溫性；在大比熱區(qū)溫度的微小變化會(huì)引起動(dòng)力粘度較大的變化，從而引起摩擦阻力系數(shù)較大的變化，也有可能出現(xiàn)水動(dòng)力多值性的問題。蒸發(fā)受熱面中流體的脈動(dòng)現(xiàn)象

在兩端管屏兩端壓差相同，當(dāng)給水量和流出量總量基本不變的情況下，管屏里管子流量隨時(shí)間作周期性波動(dòng)，這種現(xiàn)象稱為管間脈動(dòng)。動(dòng)態(tài)不穩(wěn)定水動(dòng)力特性：脈動(dòng)靜態(tài)不穩(wěn)定水動(dòng)力特性：多值性脈動(dòng)脈動(dòng)是直流鍋爐蒸發(fā)受熱面中另一種水動(dòng)力不穩(wěn)定現(xiàn)象。分為整體脈動(dòng)、管屏脈動(dòng)和管間脈動(dòng)，經(jīng)常發(fā)生的是管組內(nèi)管間的水力脈動(dòng)。脈動(dòng)引起金屬壁溫波動(dòng)，使管子產(chǎn)生疲勞破壞；脈動(dòng)還使并聯(lián)各管出現(xiàn)較大的熱偏差，可能造成部分管子超溫。消除管間水力脈動(dòng)的方法是提高工質(zhì)質(zhì)量流速和提高加熱段與蒸發(fā)段的阻力比。特點(diǎn)：管屏兩端壓差相同的情況下，管屏間管子中的有些流量在增加，另外一些管子的流量減少

同一根管子，給水量隨時(shí)間作周期性波動(dòng)，蒸發(fā)量也隨時(shí)間作周期性波動(dòng)，它們的波動(dòng)相位差為180°脈動(dòng)是不衰減的對(duì)于垂直上升管屏，也有管間脈動(dòng)現(xiàn)象發(fā)生。且對(duì)脈動(dòng)更敏感，更加嚴(yán)重管間脈動(dòng)分析脈動(dòng)產(chǎn)生機(jī)理脈動(dòng)現(xiàn)象是當(dāng)流量G大時(shí)，蒸發(fā)量D??；流量G小時(shí)，蒸發(fā)量D大

脈動(dòng)現(xiàn)象解釋在管子中間某一點(diǎn)一定存在著一個(gè)壓力峰。當(dāng)某點(diǎn)壓力P’高時(shí)，進(jìn)水端壓差（P1-P’）下降，流量G減少，當(dāng)P’大大增加時(shí)，可能引起水倒流；出口端壓差（P’-P2）增加，蒸發(fā)量D增大。當(dāng)某點(diǎn)壓力下降時(shí)，進(jìn)水端壓差增加，流量G增加；出口端壓差減小，D減小。

脈動(dòng)危害發(fā)生這種管間脈動(dòng)時(shí)，熱水段、蒸發(fā)段、過熱段都在作周期性波動(dòng)，在交界處附近壁溫周期性變化，最大波動(dòng)甚至達(dá)到150℃，因而使管子產(chǎn)生疲勞破壞。并聯(lián)各管會(huì)出現(xiàn)很大的熱偏差，當(dāng)超過容許的熱偏差值時(shí)，也將使管子超溫過熱而損壞。

消除脈動(dòng)措施增大管內(nèi)工質(zhì)質(zhì)量流量ρw

增大熱水段阻力－加節(jié)流圈；采用逐步擴(kuò)大的管徑（省煤器采用較小管徑）

減少蒸發(fā)段阻力－增加呼吸聯(lián)箱，呼吸聯(lián)箱處使壓力均衡合適的壓力和熱負(fù)荷

1.熱偏差定義水冷壁并聯(lián)管組中個(gè)別管圈內(nèi)工質(zhì)焓增Δi與整個(gè)管組工質(zhì)平均焓增Δipj之比值Δr稱為熱偏差。熱力不均勻、水力不均勻、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)布置不均勻及加工和安裝不均勻均可影響水冷壁熱偏差。直流鍋爐水冷壁中，因蒸汽含量高，在高熱負(fù)荷條件下，亞臨界壓力運(yùn)行時(shí)可能發(fā)生膜態(tài)沸騰，在超臨界壓力可能發(fā)生類膜態(tài)沸騰。因此，應(yīng)盡可能減少熱偏差。三、蒸發(fā)受熱面中熱偏差2.特點(diǎn)直流鍋爐工質(zhì)在水冷壁中全部蒸發(fā)，熱偏差會(huì)對(duì)傳熱惡化造成很大的影響，且水冷壁出口工質(zhì)溫度已過熱，所以水冷壁熱偏差對(duì)水冷壁管子安全有很大的影響，不可忽視。超臨界壓力時(shí)，工質(zhì)不存在恒定的飽和溫度，偏差管工質(zhì)溫度差別更高。3.影響因素

熱力不均勻

水力不均勻

結(jié)構(gòu)不均勻4.消除及減輕措施減小受熱不均勻減小結(jié)構(gòu)不均勻減小受熱不均對(duì)熱偏差的影響

加節(jié)流圈

增大管內(nèi)工質(zhì)質(zhì)量流量ρw管內(nèi)工質(zhì)沿著長度方向吸熱并且含汽率的增加，工質(zhì)的流動(dòng)結(jié)構(gòu)也相應(yīng)發(fā)生變化。由于流動(dòng)結(jié)構(gòu)不同，傳熱特性不同，以及管內(nèi)工質(zhì)溫度的變化，則管壁溫度也隨之變化。局部出現(xiàn)膜態(tài)沸騰或出現(xiàn)蒸干，使得管內(nèi)換熱減弱，在蒸發(fā)受熱面管段某一處會(huì)出現(xiàn)壁溫的峰值，甚至使管子燒壞。這兩種現(xiàn)象統(tǒng)稱為傳熱惡化。四、蒸發(fā)受熱面中傳熱惡化現(xiàn)象1.臨界壓力以下傳熱惡化類型第一類傳熱惡化當(dāng)熱負(fù)荷較高（大于某個(gè)值）時(shí)，可能出現(xiàn)核態(tài)沸騰直接過渡到膜態(tài)沸騰的現(xiàn)象，稱為偏離核沸騰，或用DNB（DeparturefromNucleateBoiling）來表示

。管內(nèi)α2減小，壁溫升高。第二類傳熱惡化所謂第二類傳熱惡化是發(fā)生在環(huán)狀流動(dòng)或者汽霧狀流動(dòng)情況下，因水膜撕破或“蒸干”所造成的管內(nèi)α2減小，壁溫升高的傳熱惡化現(xiàn)象。2.超臨界直流鍋爐傳熱惡化特點(diǎn)第一類傳熱惡化可能出現(xiàn)第二類傳熱惡化一定出現(xiàn)在大比熱區(qū)內(nèi)，也會(huì)發(fā)生傳熱惡化，稱為類膜態(tài)沸騰。

在大比熱區(qū)，比容（密度）的變化相當(dāng)大，工質(zhì)的溫度幾乎不變；在管子內(nèi)壁面附近工質(zhì)密度比中心處小3～4倍，在流動(dòng)截面上存在不均勻性，出現(xiàn)最小的傳熱系數(shù)。當(dāng)熱負(fù)荷高時(shí)，出現(xiàn)傳熱惡化。3.解決傳熱惡化措施對(duì)于直流鍋爐，避免傳熱惡化是不可能的，主要的辦法是推遲和抑制。使用較好的材料如SA213-T23鋼，耐溫極限可達(dá)460℃推遲傳熱惡化提高界限含汽率，使得傳熱惡化出現(xiàn)在低熱負(fù)荷區(qū)，從而降低壁溫抑止傳熱惡化

提高ρw使用內(nèi)螺紋管或擾流子五、超臨界鍋爐的啟動(dòng)系統(tǒng)1.單元制機(jī)組的啟停啟動(dòng)：鍋爐由靜止?fàn)顟B(tài)轉(zhuǎn)變成運(yùn)行狀態(tài)的過程稱為啟動(dòng)。停運(yùn)：是啟動(dòng)的反過程，即由帶負(fù)荷狀態(tài)轉(zhuǎn)變成靜止?fàn)顟B(tài)。鍋爐的啟動(dòng)分為：冷態(tài)啟動(dòng)：停爐時(shí)間t>72h溫態(tài)啟動(dòng)：10<t<72h熱態(tài)啟動(dòng)：1<t<10h極熱態(tài)啟動(dòng)：t<1h單元制機(jī)組鍋爐停運(yùn)類型：滑參數(shù)停運(yùn)定參數(shù)停運(yùn)事故停運(yùn)鍋爐的啟停過程是一個(gè)不穩(wěn)定的變化過程，過程中鍋爐工況的變化很復(fù)雜。鍋爐啟動(dòng)停運(yùn)是鍋爐機(jī)組運(yùn)行的重要階段，必須進(jìn)行嚴(yán)密監(jiān)視，優(yōu)化各種工況，建立最佳的啟動(dòng)停運(yùn)指標(biāo)，以保證鍋爐安全經(jīng)濟(jì)啟停。

2.直流鍋爐啟動(dòng)特點(diǎn)為保證受熱面安全工作，直流鍋爐啟動(dòng)一開始就必須建立啟動(dòng)流量和啟動(dòng)壓力在啟動(dòng)過程中，順次出來的工質(zhì)是水、水蒸汽，為減少熱量損失和工質(zhì)損失，裝設(shè)了啟動(dòng)旁路系統(tǒng)直流鍋爐沒有汽包，升溫過程可以快一些，即直流鍋爐啟動(dòng)快

3.超臨界直流鍋爐的啟動(dòng)特性

1）啟動(dòng)流量和壓力啟動(dòng)時(shí)的最低給水流量稱為啟動(dòng)流量，它由水冷壁安全質(zhì)量流速來決定；啟動(dòng)流量一般為（25%～35%）MCR給水流量。

鍋爐啟動(dòng)時(shí)的壓力稱為啟動(dòng)壓力。不同類型的直流鍋爐建立啟動(dòng)壓力和啟動(dòng)流量的方法是不同的鍋爐類型啟動(dòng)壓力建立方法水冷壁啟動(dòng)質(zhì)量流速建立方法螺旋管圈、內(nèi)置分離器的直流鍋爐燃燒加熱水冷壁逐漸產(chǎn)汽升壓點(diǎn)火前由給水泵建立啟動(dòng)流量螺旋管圈、內(nèi)置分離器的直流鍋爐；有輔助循環(huán)泵燃燒加熱水冷壁逐漸產(chǎn)汽升壓點(diǎn)火前由給水泵和輔助循環(huán)泵共同建立啟動(dòng)流量一次上升型直流鍋爐給水泵建立壓力點(diǎn)火前由給水泵建立啟動(dòng)流量啟動(dòng)質(zhì)量流速和啟動(dòng)壓力建立方法

2）升溫速度

無汽包，允許升溫速度比汽包鍋爐高。超臨界、大容量直流鍋爐的聯(lián)箱、汽水分離器等部件的壁面較厚，故升溫速度也受到一定的限制

3）啟動(dòng)水工況鍋水中雜質(zhì)除了來自給水，還有管道系統(tǒng)及鍋爐本體內(nèi)的沉積被溶入鍋水。每次啟動(dòng)要對(duì)管道系統(tǒng)和鍋爐本體進(jìn)行冷、熱態(tài)循環(huán)清洗；以保證水工況滿足安全運(yùn)行要求。4）受熱面區(qū)段變化與工質(zhì)膨脹

直流鍋爐啟動(dòng)過程水的加熱、蒸發(fā)及汽的過熱三個(gè)受熱面段是逐漸形成的。整個(gè)過程歷經(jīng)三個(gè)階段：第一階段：啟動(dòng)初期，全部受熱面用于加熱水。特點(diǎn)為工質(zhì)相態(tài)沒有發(fā)生變化，鍋爐出水流量等于給水流量。

第二階段：受熱面分為水加熱和水汽化兩個(gè)區(qū)段。

第三階段：鍋爐出口工質(zhì)變成過熱蒸汽時(shí)，鍋爐受熱面形成水加熱、水汽化及蒸汽的過熱三個(gè)區(qū)段。

工質(zhì)膨脹

由第一階段轉(zhuǎn)變?yōu)榈诙A段的過渡期，鍋爐排出工質(zhì)流量遠(yuǎn)大于給水流量的現(xiàn)象稱為工質(zhì)膨脹現(xiàn)象。工質(zhì)膨脹是直流鍋爐啟動(dòng)過程中的重要現(xiàn)象。影響啟動(dòng)過程汽水膨脹的主要因素：啟動(dòng)壓力、給水溫度、鍋爐蓄水量、燃料投入速度及吸熱量的分配。了解工質(zhì)膨脹特性，為直流鍋爐擬定啟動(dòng)曲線，以使鍋爐安全渡過膨脹期及鍋爐啟動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)提供了依據(jù)。

5）熱量與工質(zhì)回收

啟動(dòng)過程中鍋爐排放水、汽量是很大的，造成工質(zhì)與熱量的損失。因此，應(yīng)考慮采取一定的措施對(duì)排放工質(zhì)與熱量進(jìn)行回收；例如將水回收入除氧水箱或凝汽器，蒸汽回收入除氧水箱、加熱器或凝汽器。

4.超臨界鍋爐的啟動(dòng)旁路系統(tǒng)

1）旁路系統(tǒng)組成過熱器旁路；過熱器旁路是針對(duì)直流鍋爐單元機(jī)組的啟動(dòng)特點(diǎn)而設(shè)置的，為直流鍋爐單元機(jī)組特有的系統(tǒng)

汽輪機(jī)旁路系統(tǒng)；不但用于直流鍋爐單元機(jī)組還用于汽包鍋爐單元機(jī)組上。

功能（1）輔助鍋爐啟動(dòng)（2）協(xié)調(diào)機(jī)爐工況（3）熱量與工質(zhì)回收（4）安全保護(hù)類型（1）內(nèi)置式分離器啟動(dòng)系統(tǒng)：正常運(yùn)行時(shí)分離器參與系統(tǒng)工作（2）外置式分離器啟動(dòng)系統(tǒng)：正常運(yùn)行時(shí)分離器不參與系統(tǒng)工作2）啟動(dòng)旁路系統(tǒng)的功能和類型內(nèi)置式分離器啟動(dòng)系統(tǒng)大致可分為：（1）擴(kuò)容器式（大氣式、非大氣式2種）（2）啟動(dòng)疏水熱交換器式（3）再循環(huán)泵式（并聯(lián)和串聯(lián)2種）

石洞口二電廠1、2號(hào)機(jī)組啟動(dòng)旁路系統(tǒng)1-除氧器水箱；2-給水泵；3-高壓加熱器；4-給水調(diào)節(jié)閥；5-省煤器、水冷壁；6-啟動(dòng)分離器；7-過熱器；8-再熱器；9-高壓旁路閥；10-再熱器安全閥；11-低壓旁路閥；12-大氣擴(kuò)容器；13-疏水箱；14-疏水泵；15-冷凝器；16-凝結(jié)水泵；17-低壓加熱器

擴(kuò)容器式①冷態(tài)啟動(dòng)當(dāng)水質(zhì)不合格和冷態(tài)、溫態(tài)啟動(dòng)過程中，可將進(jìn)人啟動(dòng)分離器的疏水通過AA閥排至大氣式疏水?dāng)U容器。通過AA閥控制啟動(dòng)分離器的水位②冷態(tài)和溫態(tài)啟動(dòng)時(shí)，AN閥輔助AA閥排放啟動(dòng)分離器的疏水；當(dāng)AA閥關(guān)閉后，由AN和ANB閥共同排除啟動(dòng)分離器疏水，并控制啟動(dòng)分離器水位。③利用ANB閥回收工質(zhì)和熱量，即使在冷態(tài)啟動(dòng)工況下，只要水質(zhì)合格和滿足ANB閥的開啟條件，即可通過ANB閥疏水進(jìn)人除氧器水箱。ANB閥保持啟動(dòng)分離器的最低水位。帶啟動(dòng)疏水熱交換器的啟動(dòng)系統(tǒng)1-除氧器水箱；2-給水泵；3-壓加熱器；4-給水調(diào)節(jié)閥；5-啟動(dòng)疏水熱交換器；6-省煤器；7-水冷壁；8-啟動(dòng)分離器；9-分離器水位控制閥(ANB閥)；10-分離器水位閥（AN閥）；11-分離器疏水閥（AA閥）；12-疏水箱；13-冷凝器；14-疏水泵；15-低壓加熱器；16-旁路隔絕閥汽水分離器的疏水通過啟動(dòng)疏水熱交換器后分為兩路：其中一路經(jīng)ANB閥9流入除氧器水箱；另一路經(jīng)過并聯(lián)的AN閥10和AA閥11流入冷凝器前的疏水箱，而后進(jìn)入冷凝器。啟動(dòng)疏水熱交換器，在省煤器及水冷壁中吸收了煙氣熱量的汽水分離器疏水和鍋爐給水進(jìn)行熱交換，減少了啟動(dòng)疏水熱損失。2種再循環(huán)泵啟動(dòng)系統(tǒng)的布置1-給水調(diào)節(jié)閥；2-旁路給水調(diào)節(jié)閥；3-再循環(huán)泵；4-流量調(diào)節(jié)閥；5-混合器；6-省煤器；7-水冷壁8-啟動(dòng)分離器；9-疏水和水位調(diào)節(jié)閥西柏坡電廠啟動(dòng)旁路系統(tǒng)DG1900/25.4-II1型超臨界機(jī)組直流鍋爐啟動(dòng)系統(tǒng)

鄒縣1000MW超超臨界鍋爐啟動(dòng)系統(tǒng)流程圖在啟動(dòng)過程中回收更多的工質(zhì)和熱量。如采用不帶循環(huán)泵的簡易系統(tǒng)，則由分離器分離下來的飽和水將被排入除氧器或冷凝器，在負(fù)荷極低時(shí)，這部分飽和水接近30%BMCR的流量，除氧器和冷凝器不可能接收如此多的工質(zhì)和熱量，只有排入大氣擴(kuò)容器，造成大量工質(zhì)的損失；采用再循環(huán)泵的系統(tǒng)可以用再循環(huán)泵將分離出來的這部分飽和水再打回到給水管道，與給水混合重新進(jìn)入到省煤器—水冷壁系統(tǒng)進(jìn)行再循環(huán)，因而不會(huì)導(dǎo)致工質(zhì)和熱量的損失，只有在水清洗階段因水質(zhì)不合格才排往大氣擴(kuò)容系統(tǒng)。帶循環(huán)泵的啟動(dòng)系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)能節(jié)約沖洗水量。采用再循環(huán)泵，可以采用較少的補(bǔ)水與再循環(huán)流量混合得到足夠的沖洗水流量，獲得較高的水速，以達(dá)到?jīng)_洗的目的，因此與不帶循環(huán)泵的簡易系統(tǒng)相比，節(jié)省了補(bǔ)水量。在鍋爐啟動(dòng)初期，渡過汽水膨脹期后，由于采用了再循環(huán)泵，鍋爐不需排水，節(jié)省了工質(zhì)與熱量。循環(huán)泵的壓頭可以保證啟動(dòng)期間水冷壁系統(tǒng)水動(dòng)力的穩(wěn)定性和較小的溫度偏差。對(duì)于經(jīng)常啟停的機(jī)組，采用再循環(huán)泵可避免在熱態(tài)或極熱態(tài)啟動(dòng)時(shí)因進(jìn)水溫度較低而造成對(duì)水冷壁系統(tǒng)的熱沖擊而降低鍋爐壽命。在啟動(dòng)過程中主汽溫度容易得到控制。在鍋爐啟動(dòng)時(shí)，進(jìn)入省煤器的給水有一部分是由溫度較高的再循環(huán)流量組成，給水溫度高，進(jìn)入水冷壁的工質(zhì)溫度也相應(yīng)提高，爐膛吸熱量減少，爐膛的熱輸入也相應(yīng)減少，此時(shí)雖然過熱蒸汽流量很低，但由于爐膛的輸入熱量較少，故過熱蒸汽溫度容易得到控制，并與汽機(jī)入口要求相匹配。在鍋爐啟停及低負(fù)荷運(yùn)行期間，汽水分離器濕態(tài)運(yùn)行，起汽水分離作用；在鍋爐正常運(yùn)行期間，汽水分離器只作為蒸汽通道。在啟動(dòng)時(shí)將蒸汽從水中分離出來位置：爐前，垂直水冷壁混合集箱出口筒身：規(guī)格Ф876×98，材料SA-336F12，直段高度2.890m，總長為4.08m內(nèi)件：消旋器、阻水裝置封頭：錐形，上下各1引入管：6根，切向向下傾斜15°引出管：汽（上部）、水（下部）各1根數(shù)量：2只/臺(tái)爐汽水分離器序號(hào)名稱1筒身2汽側(cè)封頭3水側(cè)封頭4管接頭5手孔管接頭6熱電偶插座筒身：規(guī)格Ф972×111（保證內(nèi)徑Ф750），材料為SA-336F12，直段高度17.5m，總長為18.95m內(nèi)件：阻水裝置封頭：錐形，上下各1引入管：2根引出管：汽（上部）、水（下部）各1根數(shù)量：1只/臺(tái)爐，考慮水位控制的穩(wěn)定性汽水分離器貯水罐二、啟動(dòng)過程?hào)|鍋超臨界鍋爐的冷態(tài)啟動(dòng)程序

1）低壓管路清洗：①確認(rèn)各閥門狀態(tài)（開或閉）②開啟冷凝水泵③清洗冷凝器和除氧器之間的低壓管路④持續(xù)清洗直至冷凝器入口水混濁度低于3ppm

2）爐前段清洗：清洗高壓加熱器段管路。

3）鍋爐上水①對(duì)鍋內(nèi)加水；②加水至水位到達(dá)啟動(dòng)分離器貯水罐預(yù)標(biāo)高。4)爐水啟動(dòng)排污循環(huán)①用輔助蒸汽加熱除氧器，保證除氧器出口水溫在80℃左右；②繼續(xù)向鍋內(nèi)加水。同時(shí)打開啟動(dòng)排污閥（361閥）排放爐水直至啟動(dòng)分離器出口水優(yōu)質(zhì)于下列指標(biāo)值：鐵質(zhì)＜500μg/L或渾濁度≤3油脂≤1μg/LpH值≤9.5

5)爐水循環(huán)①保持爐水循環(huán)直至省煤器入口水質(zhì)優(yōu)于下列指標(biāo)值：電導(dǎo)率

≤1μs/cmFe≤100μg/LpH值9.3～9.56)燃燒器點(diǎn)火① 確認(rèn)啟動(dòng)油管路狀態(tài)。啟動(dòng)通風(fēng)系統(tǒng)，保證二次風(fēng)量大于37％B-MCR風(fēng)量(吹掃)；② 啟動(dòng)鍋爐給水泵（BFP）；③ 維持鍋爐給水流量高于25%B-MCR流量并重置鍋爐主燃料（MFT）；④ 當(dāng)省煤器入口水質(zhì)條件達(dá)到下列要求時(shí)，燃燒器點(diǎn)火；

電導(dǎo)率

≤1μs/cm Fe≤100μg/L PH9.3～9.5⑤

當(dāng)因爐水量的增加導(dǎo)致分離器水位變高時(shí)，打開汽水分離器貯水罐溢流調(diào)節(jié)閥，維持分離器貯水罐水位。

7) 鍋爐升溫加壓

①當(dāng)分離器中產(chǎn)生蒸汽時(shí)，汽機(jī)旁路閥③、④應(yīng)處在自動(dòng)操作狀態(tài)；

②燃料量調(diào)節(jié)閥控制燃料量提升鍋爐溫度；

③開啟啟動(dòng)分離器貯水罐溢流調(diào)節(jié)閥②，維持啟動(dòng)分離器貯水罐水位；④

主蒸汽壓力達(dá)到最低要求壓力時(shí)，高壓汽機(jī)旁路閥③控制主蒸汽壓力；

⑤

通過低壓汽機(jī)旁路閥④的調(diào)節(jié)使再熱蒸汽壓力達(dá)到要求值。

8)熱態(tài)清洗① 確認(rèn)爐水循環(huán)狀態(tài)下的水質(zhì)；② 通過啟動(dòng)分離器貯水罐溢流調(diào)節(jié)閥②檢測循環(huán)爐水的水質(zhì)，此時(shí)停止鍋爐升溫、升壓。9)汽輪機(jī)送汽① 蒸汽條件滿足汽機(jī)供汽條件（高壓汽機(jī)旁路閥③控制主蒸汽壓力大于最小要求值）；② 啟動(dòng)汽機(jī)（中壓缸）；10)并網(wǎng)① 提高汽機(jī)轉(zhuǎn)速；② 同步調(diào)節(jié)汽機(jī)轉(zhuǎn)速至3000rpm，然后給汽機(jī)帶初負(fù)荷。

③增加燃油量；④啟動(dòng)一次風(fēng)機(jī)和開始加熱磨煤機(jī)；11)升負(fù)荷①

啟動(dòng)磨煤機(jī)供應(yīng)煤粉；②在約20％負(fù)荷時(shí)，關(guān)閉高低壓（HP/LP）汽機(jī)旁路閥；③啟動(dòng)分離器貯水罐水位下降時(shí)，關(guān)閉啟動(dòng)分離器貯水罐溢流調(diào)節(jié)閥②；④

濕態(tài)完全轉(zhuǎn)換到干態(tài)后，鍋爐進(jìn)入直流運(yùn)行。12)常規(guī)運(yùn)行（直流運(yùn)行）① 30%負(fù)荷以上時(shí)自動(dòng)滑壓運(yùn)行開始；② 提高煤粉流量，同時(shí)減少燃油流量；③ 機(jī)組在90%及以上負(fù)荷下全壓狀態(tài)運(yùn)行。啟動(dòng)分離器系統(tǒng)為內(nèi)置式，鍋爐負(fù)荷小于30%BMCR的最低直流負(fù)荷時(shí)，啟動(dòng)系統(tǒng)為濕態(tài)運(yùn)行，分離器起汽水分離作用，分離出來的過熱蒸汽進(jìn)入過熱器，水則通過水連通管進(jìn)入分離器貯水箱，通過再循環(huán)系統(tǒng)再循環(huán)；當(dāng)機(jī)組工質(zhì)膨脹時(shí)，貯水箱中的水由兩只水位控制閥（WDC閥，也即分離器疏水調(diào)節(jié)閥）排入鍋爐擴(kuò)容系統(tǒng)或汽機(jī)冷凝器系統(tǒng)（根據(jù)爐水水質(zhì)情況決定），鍋爐負(fù)荷達(dá)到30%BMCR后，鍋爐運(yùn)行方式由再循環(huán)模式轉(zhuǎn)入直流運(yùn)行模式，啟動(dòng)系統(tǒng)也由濕態(tài)轉(zhuǎn)為干態(tài)，即分離器內(nèi)已全部為蒸汽，它只起到一個(gè)中間集箱的作用。哈鍋啟動(dòng)系統(tǒng)1）鍋爐給水系統(tǒng)、水冷壁和省煤器以及高低壓輔機(jī)的冷態(tài)和熱態(tài)清洗，將沖洗水排往擴(kuò)容器，并根據(jù)水質(zhì)情況進(jìn)行回收或排掉。2）滿足鍋爐的冷態(tài)、溫態(tài)、熱態(tài)和極熱態(tài)啟動(dòng)的需要，直到鍋爐達(dá)到30%BMCR最低直流負(fù)荷，由再循環(huán)模式轉(zhuǎn)入直流方式運(yùn)行為止。3）只要水質(zhì)合格，啟動(dòng)系統(tǒng)即可完全回收工質(zhì)及其所含熱量，包括水冷壁汽水膨脹階段在內(nèi)的啟動(dòng)階段的工質(zhì)回收。啟動(dòng)系統(tǒng)的功能4）鍋爐在從啟動(dòng)開始，經(jīng)鍋爐點(diǎn)火直至汽機(jī)進(jìn)汽前給水泵供給相當(dāng)于5%BMCR的給水，而再循環(huán)泵則一直提供25%BMCR的再循環(huán)水量，二者相加，使啟動(dòng)階段在水冷壁中維持30%的流量作再循環(huán)運(yùn)行以冷卻水冷壁和省煤器系統(tǒng)不致超溫，通過分離器疏水調(diào)節(jié)閥（WDC閥）控制分離器貯水箱中的水位，通過泵出口再循環(huán)閥（BR閥）調(diào)節(jié)再循環(huán)流量。當(dāng)鍋爐產(chǎn)汽量達(dá)到5%BMCR時(shí)，分離器水位調(diào)節(jié)閥（WDC閥）全關(guān)，隨著負(fù)荷繼續(xù)上升，再循環(huán)流量逐漸關(guān)小，給水流量逐步增大，以與鍋爐產(chǎn)汽量匹配，當(dāng)負(fù)荷達(dá)到30%（最低直流負(fù)荷）時(shí)，再循環(huán)閥全關(guān)，鍋爐轉(zhuǎn)入直流運(yùn)行。5）鍋爐轉(zhuǎn)入直流運(yùn)行時(shí)，啟動(dòng)系統(tǒng)處于熱備用狀態(tài)。6）啟動(dòng)分離器也能起到在水冷壁系統(tǒng)與過熱器之間的溫度補(bǔ)償作用，均勻分配進(jìn)入過熱器的蒸汽流量。初次啟動(dòng)或長期停爐后啟動(dòng)前進(jìn)行冷態(tài)和溫態(tài)水沖洗?？偳逑此靠蛇_(dá)25-30%BMCR，除由給水泵提供一小部分外，其余由循環(huán)泵提供。水沖洗的目的是清除給水系統(tǒng)、省煤器系統(tǒng)和水冷壁系統(tǒng)中的雜質(zhì)，只要停爐時(shí)間在一個(gè)星期以上，啟動(dòng)前必須進(jìn)行水沖洗。采用再循環(huán)泵后，由于再循環(huán)水也可利用作為沖洗水，因此節(jié)省了沖洗水的耗量。啟動(dòng)初期（～5%BMCR）：給水泵以相當(dāng)于5%BMCR的流量向鍋爐給水維持啟動(dòng)系統(tǒng)30%BMCR的流量流過省煤器和水冷壁，保證冷卻省煤器和水冷壁不致超溫，並保證水冷壁系統(tǒng)的水動(dòng)力穩(wěn)定性。