電廠(chǎng)超臨界塔式鍋爐啟動(dòng)系統(tǒng)的技術(shù)分析

曾一杰

摘 要：鍋爐啟動(dòng)系統(tǒng)是超臨界機(jī)組一個(gè)重要的技術(shù)，在保證機(jī)組經(jīng)濟(jì)啟停、機(jī)組安全、事故處理方式、低負(fù)荷運(yùn)行等方面有不錯(cuò)的效果，基于此本文對(duì)電廠(chǎng)超臨界塔式鍋爐啟動(dòng)系統(tǒng)的技術(shù)分析進(jìn)行探討。

關(guān)鍵詞：電廠(chǎng)超臨界 塔式鍋爐 啟動(dòng)系統(tǒng) 技術(shù)分析

中圖分類(lèi)號(hào)：TK229 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2014）07（a）-0047-01

1 鍋爐的基本特征

某電廠(chǎng)有兩臺(tái)帶內(nèi)置式超臨界壓力變壓運(yùn)行的直流鍋爐，鍋爐為塔式鍋爐，燃燒系統(tǒng)為低NOx燃燒器系統(tǒng)，按照八角切圓的方式對(duì)燃燒器進(jìn)行布置，燃燒器的數(shù)量為40個(gè)，風(fēng)扇磨煤機(jī)的數(shù)量為8個(gè)，為直吹式制粉系統(tǒng)，鍋爐的基本設(shè)計(jì)參數(shù)為BMCR（最大連續(xù)出力工況），在運(yùn)行的過(guò)程中，長(zhǎng)期帶BMCR負(fù)荷進(jìn)行運(yùn)轉(zhuǎn)。

2 鍋爐啟動(dòng)系統(tǒng)的技術(shù)特點(diǎn)

2.1 啟動(dòng)系統(tǒng)運(yùn)行的基本特征

鍋爐啟系統(tǒng)為內(nèi)置式再循環(huán)系統(tǒng)，主要是為了保證鍋爐低負(fù)荷運(yùn)行或啟動(dòng)時(shí)，可以將鍋爐水冷壁管內(nèi)的流量維持在一個(gè)比較小的水平，從而防止出現(xiàn)溫度過(guò)高的情況出現(xiàn)。在對(duì)啟動(dòng)系統(tǒng)的回路進(jìn)行設(shè)置時(shí)，首先讓水從省煤器入口的集箱中進(jìn)入，然后從爐膛和省煤器經(jīng)過(guò)，到達(dá)水汽分離器，然后再?gòu)乃蛛x器下方的貯水箱再次進(jìn)入到省煤器中，并使分離出來(lái)的蒸汽進(jìn)入到熱器吊掛管中，再順次從一級(jí)、二級(jí)、末級(jí)過(guò)熱器經(jīng)過(guò)，然后從主氣管道中引出來(lái)。在機(jī)組負(fù)荷超過(guò)30%B-MCR負(fù)荷（本生點(diǎn)）后，將啟動(dòng)系統(tǒng)關(guān)閉，此時(shí)鍋爐運(yùn)行狀態(tài)為直流運(yùn)行，進(jìn)入到鍋爐的蒸汽量和給水量是相同的。

在進(jìn)行點(diǎn)火前，要根據(jù)相關(guān)的規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)對(duì)給水標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行控制。對(duì)于不達(dá)標(biāo)的水，在停爐后，使用鍋爐的給水泵將水從爐膛水冷壁送入到汽水分離器中，然后從分離器送入到疏水?dāng)U容器，再利用精處理設(shè)備對(duì)不達(dá)標(biāo)的水進(jìn)行處理，或者將水排放到排水溝中。

在水的質(zhì)量達(dá)到規(guī)定要求后，可以利用鍋爐給水泵進(jìn)行上水。在上水的過(guò)程中，為了順利將省煤器中的空氣排出，要打開(kāi)省煤器上的閥門(mén)，空氣排除干凈后，將放氣閥關(guān)閉，并將過(guò)冷水閥打開(kāi)，從而來(lái)保證再循環(huán)泵吸入孔的壓力為凈正壓，將爐膛匯總的質(zhì)量流量維持在最小狀態(tài)。

在蒸汽量不斷增加的情況下，為了對(duì)鍋爐負(fù)荷增加進(jìn)行維持，需要逐漸提高給水泵的負(fù)荷，在汽機(jī)主汽閥前的溫度和蒸汽壓力滿(mǎn)足汽機(jī)沖轉(zhuǎn)需要的最小值后，對(duì)汽機(jī)進(jìn)行沖轉(zhuǎn)，在鍋爐負(fù)荷和燃燒率不斷增加的情況下，進(jìn)入到汽水分離器中的工質(zhì)干度也會(huì)逐漸增加，貯水箱和冷凝器中的水量也會(huì)逐步降低，在再循環(huán)泵口布置的流量調(diào)節(jié)閥也會(huì)逐漸關(guān)小，再循環(huán)流量對(duì)應(yīng)也會(huì)降低。在鍋爐負(fù)荷超過(guò)本生點(diǎn)時(shí)，所有進(jìn)入到汽水分離器中的工質(zhì)會(huì)完全轉(zhuǎn)變成干蒸汽，貯水箱中的水位也會(huì)逐漸降低到循環(huán)泵控制水位的最小值，關(guān)閉循環(huán)泵出口的調(diào)節(jié)閥，使鍋爐進(jìn)入到干態(tài)直流運(yùn)行的狀態(tài)。此時(shí)，最小流量管路要繼續(xù)保持運(yùn)行，而不是立即將循環(huán)泵關(guān)閉，在鍋爐的負(fù)荷達(dá)到33%～36%BMCR時(shí)，再關(guān)閉循環(huán)泵，同時(shí)將暖管管路系統(tǒng)開(kāi)啟，對(duì)溢流閥、循環(huán)泵和管路進(jìn)行暖管，從而使這些設(shè)備持續(xù)保持在熱備用狀態(tài)，以便隨時(shí)進(jìn)行啟用。

2.2 啟動(dòng)系統(tǒng)的主要組成部分

本鍋爐啟動(dòng)系統(tǒng)主要是有以下的管理和設(shè)備組成：（1）進(jìn)出口連接管和啟動(dòng)分離器；（2）溢流閥和溢流管；（3）貯水箱；（4）再循環(huán)管理和再循環(huán)泵；（5）疏水?dāng)U容器；（6）過(guò)冷管；（7）最小流量管路；（8）溢流管暖管管路；（9）循環(huán)泵暖管管路；（10）壓力平衡管路?，F(xiàn)主要對(duì)分離器、貯水箱、調(diào)節(jié)閥、測(cè)溫點(diǎn)偶進(jìn)行介紹。

2.2.1 貯水箱

貯水箱為立式筒體，數(shù)量為一個(gè)，貯水箱的最低壁厚為120 mm，使用SA-335P12作為箱體材料，筒身的有效高度為20.95 m，在箱子的下部有四個(gè)來(lái)自分離器的徑向連接管，分兩層將分離器中是疏水引入，由于貯水箱進(jìn)在置時(shí)，要和四個(gè)分離器保持在平行并聯(lián)的狀態(tài)，所以分離器出水管和分離器中都提供了一定的有效水容積，減小了貯水箱的體積。由于分離器和貯水箱并聯(lián)有可能會(huì)因?yàn)閴毫Σ痪鈱?dǎo)致水位波動(dòng)的情況，為了保證壓力的平衡，要將四根壓力平衡管從貯水箱中引出，并和分離器進(jìn)行連接，當(dāng)貯水箱中的水再次被循環(huán)泵循環(huán)到省煤器入口管道的時(shí)候，要和給水混合從而來(lái)對(duì)水冷壁中的本生流量進(jìn)行混合，按照高度從上到下主要有下面幾個(gè)控制部分：（1）汽側(cè)水位取樣點(diǎn)；（2）6.0 m益流閥控制區(qū)段；（3）自由控制區(qū)段；（4）循環(huán)泵出口再循環(huán)管路調(diào)節(jié)閥控制部分；（5）循環(huán)泵保護(hù)最小水位區(qū)段。

2.2.2 分離器

啟動(dòng)分離器的數(shù)量為四個(gè)，為立式筒體，主要在鍋爐前部的上方進(jìn)行布置，和分離器的距離為5.523 m，和前水冷壁中心線(xiàn)路的距離為7.865 m，分離器壁的最小厚度為120 mm，外部直徑為Φ762 mm，筒體的總有效高度為4.052 m。汽水混合物在本生負(fù)荷下會(huì)在分離器中保持相對(duì)高的速度進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，并利用重力和離心力對(duì)汽水進(jìn)行分離。在分離器中的中上部位置安設(shè)了脫水裝備，主要是用來(lái)對(duì)介質(zhì)的向下功能和旋轉(zhuǎn)功能進(jìn)行消除，保持和分離器連接的貯水箱匯總的水位處于穩(wěn)定狀態(tài)，在分離器的底部布置了一個(gè)帶有出口導(dǎo)管的水消旋器，主要是用來(lái)將分離出的水引入到貯水箱中，在分離器的上端也布置了一個(gè)帶有出口導(dǎo)管的蒸汽消旋設(shè)備，主要是用來(lái)將蒸汽引入到一級(jí)過(guò)熱器入口集箱中，所有的分離器都使用兩根懸吊桿掛在鍋爐的頂板上。

2.2.3 測(cè)溫電偶

在鍋爐啟動(dòng)的時(shí)候，為了防止負(fù)荷變化產(chǎn)生比較大的應(yīng)力，分別在貯水箱設(shè)置了兩個(gè)電偶對(duì)貯水箱內(nèi)外壁的溫度進(jìn)行測(cè)控，根據(jù)溫度的變化率對(duì)負(fù)荷的變化率進(jìn)行控制，在超出上限值后會(huì)自動(dòng)進(jìn)行報(bào)警。為了防止貯水箱晃動(dòng)，將貯水箱懸掛下鍋爐的頂部框架上，并在下部安裝導(dǎo)線(xiàn)裝置。將消旋器設(shè)置在貯水箱的出口處，并和循環(huán)泵的吸入管進(jìn)行連接，使用具有給水操縱后臺(tái)的給水管道布置在泵吸入管上，在泵運(yùn)行的過(guò)程中，使用給水管道向貯水箱中進(jìn)行供水，從而來(lái)防止循環(huán)泵入口出現(xiàn)汽蝕的情況。

2.2.4 調(diào)節(jié)閥

在循環(huán)泵出口調(diào)節(jié)閥主要是根據(jù)水箱中的水位對(duì)循環(huán)流量進(jìn)行控制。溢流閥在作業(yè)的過(guò)程中，也是根據(jù)貯水箱中的水位來(lái)進(jìn)行的，在貯水箱的出口處分別布置了溢流管路和沖洗管路，當(dāng)溢流調(diào)節(jié)閥處于壓臨界范圍時(shí)，溢流閥會(huì)投入使用，當(dāng)壓力控制在設(shè)計(jì)壓力時(shí)會(huì)自動(dòng)鎖閉，水沖洗管路是在鍋爐正常運(yùn)行后閉鎖，從而來(lái)防止輸水?dāng)U容器造成沖擊。

在沖洗管路上分別設(shè)計(jì)了一個(gè)電動(dòng)閘閥門(mén)和手動(dòng)閘閥門(mén)，在溢流管路上分別設(shè)置了一個(gè)啟動(dòng)調(diào)節(jié)閥、電動(dòng)閘閥、手動(dòng)閘閥，考慮到鍋爐啟動(dòng)的過(guò)程中，在短時(shí)間內(nèi)會(huì)出現(xiàn)汽水膨脹，貯水箱中的水位會(huì)迅速提高，所以，要保證溢流調(diào)節(jié)閥有較快的速度，通常情況下，溢流閥全開(kāi)關(guān)時(shí)間為20 s。

3 結(jié)語(yǔ)

該文通過(guò)對(duì)鍋爐啟動(dòng)系統(tǒng)的技術(shù)進(jìn)行分析，在保證機(jī)組穩(wěn)定運(yùn)行方面具有重要意義，本啟動(dòng)系統(tǒng)投入使用后，鍋爐運(yùn)行穩(wěn)定，值得同類(lèi)工程借鑒引用。

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