某电厂超临界塔式锅炉启动系统的技术特点

1、某电厂超临界塔式锅炉启动系统的技术特点【摘 要】本文主要介绍了某电厂塔式锅炉启动系统的主要技术特点。 【关键词】锅炉；启动系统；技术特点 1、锅炉特点 某电厂2台670MW锅炉为一次中间再热、超临界压力变压运行带内置式再循环泵启动系统的直流锅炉、单炉膛、平衡通风、固态排渣、全钢架、全悬吊结构、紧身封闭布置的塔式锅炉。采用低NOx燃烧器系统，40只燃烧器采用八角切圆布置，8台MB3600/1000/490风扇磨煤机直吹式制粉系统，6运1备1检修。锅炉以最大连续出力工况（BMCR）为设计参数。在任何6台风扇磨煤机运行时，锅炉能长期带BMCR负荷运行。 2、启动系统技术特点 启动系统为内置式带再循环

2、泵系统。启动系统是为了锅炉在启动过程中和低负荷运行时，锅炉水冷壁管内工质流量维持在高于最小流量的水平，避免管子过热超温。启动系统的回路设置是：水从省煤器入口集箱进入，经过省煤器、炉膛到汽水分离器，分离下来的水通过分离器下部的贮水箱由再循环泵再次送入省煤器，分离出来的蒸汽进入过热器吊挂管，然后依次流经一级过热器、二级过热器和末级过热器，最后由主汽管道引出。当机组负荷达到本生点以上（30%B-MCR负荷）时，启动系统将被关闭进入热备用状态，锅炉处于直流运行状态。此时进入锅炉的给水量与进入汽机的蒸汽量相等。 在点火之前，给水品质应符合标准所推荐的要求。如果给水品质不符合要求，比如在长时间停炉之后，可

3、以用锅炉的给水泵将水经省煤器、炉膛水冷壁送入汽水分离器，再由分离器引至疏水扩容器。此处不合格的水可以根据水质不同经冷凝器送入精处理设备，或者直接排入地沟。 一旦给水品质满足要求，就可以通过锅炉给水泵给锅炉上水。在此期间省煤器上的放气阀要打开，以便排除省煤器中的空气。省煤器中空气排除完后，关闭省煤器放气阀，并打开过冷水阀以确保再循环泵吸入口保持净正压，同时再循环泵启动来维持炉膛的最小质量流量。此时流经给水泵的给水大约为最大流量的5%左右。由于贮水箱的液面要维持在一定的高度，所以这5%的流量需要由贮水箱排放到冷凝器以维持贮水箱中的液面高度。如果所有的联锁保护就绪，锅炉就可以点火。在过热器和再热器建

4、立足够的蒸汽流量之前，燃料的投放量一定要控制，以避免出现超温现象。当过热器和再热器内的流量大约为最大流量的20%时，减温器可以投入运行来控制蒸汽温度。 随蒸汽流量的增加，给水泵逐渐加大负荷以维持锅炉负荷增加的需要。当汽机主汽阀前的蒸汽压力和温度达到汽机冲转所需的最低值，汽机进行冲转。 随着燃烧率的增加和锅炉负荷的提高，进入汽水分离器内的工质干度逐渐增加，冷凝水量逐渐减少，贮水箱内的水位逐渐降低，布置于再循环泵出口的流量调节阀随之关小，再循环流量相应减少。当锅炉负荷提高到本生点以上时，进入汽水分离器内的工质全部转换为干蒸汽，贮水箱水位下降到循环泵控制水位范围的最低值，循环泵出口调节阀关闭，锅炉转

5、为干态直流运行。此时，循环泵并不是马上关闭，而是通过最小流量管路维持运行，当锅炉负荷上升到约3335%BMCR时，循环泵关闭，同时启动系统开启暖管管路，对循环泵、溢流阀及管路进行暖管，保证这些设备处于可随时投运的热备用状态。 锅炉停炉过程与启动过程相类似，当锅炉负荷降低到约3335%BMCR时，首先开启再循环泵，通过泵的最小流量管路维持其运行。随着锅炉负荷继续降低，进入分离器的工质的过热度越来越小，当锅炉负荷降低到本生负荷及以下时，随锅炉燃烧率的降低，进入分离器的工质逐步由微过热蒸汽降到饱和蒸汽及湿蒸汽，锅炉由直流运行方式转为再循环运行方式。此时，省煤器及水冷壁内的工质流量维持约30%BMCR

6、不变，从水冷壁出来的汽水混合物在分离器内进行汽水分离，分离出来的饱和蒸汽进入到过热器系统继续被加热，而分离下来的饱和水则进入到贮水箱，经循环泵打回到给水管道进行再循环，与系统给水混合后满足30%BMCR左右的锅炉水冷壁最低工质流量要求，同时保持贮水箱中液面的高度要求。 再循环流量的大小是由布置在循环泵下游的水位调节阀根据贮水箱的水位进行控制。 由于存在暖管流量，在再循环泵启动前贮水箱可能存在一定的水位，可通过暖管管路及减温水旁路管路上的阀门相互配合来控制启泵前的贮水箱水位，以保证循环泵能够顺利启动。 随着锅炉负荷的下降，由分离器分离下来的水量越来越多，而锅炉供汽量越来越小，此时，需要增加再循环

7、泵的出力满足再循环流量越来越大的情况，同时应逐渐降低给水泵的出力使给水流量越来越小。随着供汽量的逐渐减少及参数变化，在满足汽机达到最小负荷时，锅炉就可以停运。 启动系统由如下设备和管路组成：1）启动分离器及进出口连接管；2）贮水箱；3）溢流管及溢流阀；4）疏水扩容器；5）再循环泵及再循环管路；6）最小流量管路；7）过冷管；8）循环泵暖管管路；9）溢流管暖管管路；10）压力平衡管路。 启动分离器为立式筒体，共4只，布置在锅炉前部的上方，距前水冷壁的中心线距离为7.88635m，分离器间的距离为5.528m。分离器外径为762mm，最小壁厚为120mm，筒身总有效高度约为4.058m，材料为SA-

8、335P12。从水冷壁出口集箱出来的介质经6根下倾30的切向引入管在分离器的顶端引入，在本生负荷下汽水混合物在分离器内高速旋转，并靠离心作用和重力作用进行汽水分离。在分离器内的中部偏上位置布置有脱水装置，其作用是消除介质旋转和向下的动能，使分离器及与之相连的贮水箱中的水位稳定。在分离器的底端布置有水消旋器并连接一根出口导管，将分离出来的水引至贮水箱；在分离器的上端布置有蒸汽消旋装置并也连接1根出口导管，将蒸汽引至一级过热器入口集箱。每只分离器通过两根吊杆悬吊在锅炉顶板上。 贮水箱数量为1只，也是立式筒体，外径为762mm，最小壁厚为120mm，筒身有效高度约为20.946m，材料为SA-335

9、P12，在其下部共有4根来自分离器的径向连接管分两层引入分离器的疏水。 本工程贮水箱和4只分离器平行、并联布置，因此分离器和分离器出水管都提供一定的有效贮水容积，使得贮水箱的体积相对减小。由于贮水箱和分离器并联可能因相互间的压力不均衡而引起各自的水位波动，因此在贮水箱上部引出4根7610MWT的压力平衡管与分离器相连来保持压力的平衡。 贮水箱中水被再循环泵循环排至省煤器入口管道，与给水混合以维持水冷壁中的本生流量，或当水位高出循环泵的控制区段经溢流管上溢流阀排到疏水扩容器中。贮水箱沿高度从下到上分成如下几个控制区段： 1）从最低的水侧水位取样点开始向上的1.8m。此区段为保护循环泵的最小水位；

10、 2）7.20m的循环泵出口的再循环管路调节阀的控制区段； 3）0.7m自由区段； 4）6.0m溢流阀控制区段； 5）到最高的汽侧水位取样点为止的2.20m的备用区段。 再循环泵出口调节阀根据贮水箱中的相应水位将再循环流量控制在030%BMCR范围。溢流阀的动作和调节同样根据贮水箱中相应的控制水位范围来进行的。贮水箱出口的2个疏水分别为水冲洗管路和溢流管路，水冲洗管路上的电动闸阀在锅炉正常启动后将使其闭锁，以避免对疏水扩容器造成冲击。溢流管路上的溢流调节阀在整个亚临界压力范围内都可以投用，控制逻辑将其设计在压力大于20MPa时闭锁。下图为循环泵和溢流调节阀的水位控制的原理。 水冲洗管路上设置有

11、手动闸阀和电动闸阀各1只。溢流管路上设置有手动闸阀、电动闸阀、启动调节阀（即溢流调节阀）各1只。由于锅炉启动过程中汽水膨胀发生的时间短，在贮水箱中水位升高迅速，因此要求溢流调节阀的动作时间快，溢流调节阀全开关时间为20s。 锅炉起动过程中为避免因负荷变化率过大而使贮水箱产生过大的应力，在贮水箱上设置了两只热电偶分别监测内、外壁金属温度。通过监测温度变化率来限制机组的负荷变化率。贮水箱内外壁温差限制在25以内，内壁金属温度变化率限制在5/min，超过以上限制值将报警。 贮水箱悬吊于锅炉顶部框架上，下部装有导向装置，以防其晃动。 贮水箱的出口设有消旋器，并直接与循环泵吸入管连接。在泵吸入管上布置有

12、来自给水操纵台后给水管道引出的循环泵过冷水管路，当循环泵运行时，用来自给水管道的给水与贮水箱中的近饱和水混合，避免循环泵入口发生汽蚀。在循环泵入口前的吸入管上布置有热电偶，监控泵入口水温。如果贮水箱运行压力下的饱和水温度与泵吸入管中水温相差小于20，过冷管上的电动截止阀打开，温差大于30时该阀关闭。过冷管的设计通流能力为3%BMCR，并在管路上装有一只流量元件，用于监测过冷水流量。 再循环泵为德国KSB公司制造的湿式马达炉水循环泵，随泵本体供货的还有泵马达高压冷却器、泵马达腔温度计、泵壳表面热电偶、高压冷却器低压冷却水流量开关等。循环泵垂直安装，泵壳直接与泵吸入管焊接连接，马达在泵壳的正下方，其间有热屏装置隔绝热量，马达和泵壳通过螺栓连接。泵中充满炉水，压力与系统运行压力相同。循环泵悬吊在吸入管正下方，可自由向下膨胀，因此可以避免因膨胀受限而产生的附加应力。 循环泵泵壳上的排放管接头与再循环管连接，泵中排出的水通过再循环管路排到省