核心论文电厂超临界塔式锅炉启动系统的技术分析

　　摘 要：锅炉启动系统是超临界机组一个重要的技术，在保证机组经济启停、机组安全、事故处理方式、低负荷运行等方面有不错的效果，基于此本文对电厂超临界塔式锅炉启动系统的技术分析进行探讨。

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　　1 锅炉的基本特征

　　某电厂有两台带内置式超临界压力变压运行的直流锅炉，锅炉为塔式锅炉，燃烧系统为低NOx燃烧器系统，按照八角切圆的方式对燃烧器进行布置，燃烧器的数量为40个，风扇磨煤机的数量为8个，为直吹式制粉系统，锅炉的基本设计参数为BMCR(最大连续出力工况)，在运行的过程中，长期带BMCR负荷进行运转。

　　2 锅炉启动系统的技术特点

　　2.1 启动系统运行的基本特征

　　锅炉启系统为内置式再循环系统，主要是为了保证锅炉低负荷运行或启动时，可以将锅炉水冷壁管内的流量维持在一个比较小的水平，从而防止出现温度过高的情况出现。在对启动系统的回路进行设置时，首先让水从省煤器入口的集箱中进入，然后从炉膛和省煤器经过，到达水汽分离器，然后再从水汽分离器下方的贮水箱再次进入到省煤器中，并使分离出来的蒸汽进入到热器吊挂管中，再顺次从一级、二级、末级过热器经过，然后从主气管道中引出来。在机组负荷超过30%B-MCR负荷(本生点)后，将启动系统关闭，此时锅炉运行状态为直流运行，进入到锅炉的蒸汽量和给水量是相同的。

　　在进行点火前，要根据相关的规定标准对给水标准进行控制。对于不达标的水，在停炉后，使用锅炉的给水泵将水从炉膛水冷壁送入到汽水分离器中，然后从分离器送入到疏水扩容器，再利用精处理设备对不达标的水进行处理，或者将水排放到排水沟中。

　　在水的质量达到规定要求后，可以利用锅炉给水泵进行上水。在上水的过程中，为了顺利将省煤器中的空气排出，要打开省煤器上的阀门，空气排除干净后，将放气阀关闭，并将过冷水阀打开，从而来保证再循环泵吸入孔的压力为净正压，将炉膛汇总的质量流量维持在最小状态。

　　在蒸汽量不断增加的情况下，为了对锅炉负荷增加进行维持，需要逐渐提高给水泵的负荷，在汽机主汽阀前的温度和蒸汽压力满足汽机冲转需要的最小值后，对汽机进行冲转，在锅炉负荷和燃烧率不断增加的情况下，进入到汽水分离器中的工质干度也会逐渐增加，贮水箱和冷凝器中的水量也会逐步降低，在再循环泵口布置的流量调节阀也会逐渐关小，再循环流量对应也会降低。在锅炉负荷超过本生点时，所有进入到汽水分离器中的工质会完全转变成干蒸汽，贮水箱中的水位也会逐渐降低到循环泵控制水位的最小值，关闭循环泵出口的调节阀，使锅炉进入到干态直流运行的状态。此时，最小流量管路要继续保持运行，而不是立即将循环泵关闭，在锅炉的负荷达到33%～36%BMCR时，再关闭循环泵，同时将暖管管路系统开启，对溢流阀、循环泵和管路进行暖管，从而使这些设备持续保持在热备用状态，以便随时进行启用。

　　2.2 启动系统的主要组成部分

　　本锅炉启动系统主要是有以下的管理和设备组成：(1)进出口连接管和启动分离器;(2)溢流阀和溢流管;(3)贮水箱;(4)再循环管理和再循环泵;(5)疏水扩容器;(6)过冷管;(7)最小流量管路;(8)溢流管暖管管路;(9)循环泵暖管管路;(10)压力平衡管路。现主要对分离器、贮水箱、调节阀、测温点偶进行介绍。

　　2.2.1 贮水箱

　　贮水箱为立式筒体，数量为一个，贮水箱的最低壁厚为120 mm，使用SA-335P12作为箱体材料，筒身的有效高度为20.95 m，在箱子的下部有四个来自分离器的径向连接管，分两层将分离器中是疏水引入，由于贮水箱进在置时，要和四个分离器保持在平行并联的状态，所以分离器出水管和分离器中都提供了一定的有效水容积，减小了贮水箱的体积。由于分离器和贮水箱并联有可能会因为压力不均衡导致水位波动的情况，为了保证压力的平衡，要将四根压力平衡管从贮水箱中引出，并和分离器进行连接，当贮水箱中的水再次被循环泵循环到省煤器入口管道的时候，要和给水混合从而来对水冷壁中的本生流量进行混合，按照高度从上到下主要有下面几个控制部分：(1)汽侧水位取样点;(2)6.0 m益流阀控制区段;(3)自由控制区段;(4)循环泵出口再循环管路调节阀控制部分;(5)循环泵保护最小水位区段。

　　2.2.2 分离器

　　启动分离器的数量为四个，为立式筒体，主要在锅炉前部的上方进行布置，和分离器的距离为5.523 m，和前水冷壁中心线路的距离为7.865 m，分离器壁的最小厚度为120 mm，外部直径为Φ762 mm，筒体的总有效高度为4.052 m。汽水混合物在本生负荷下会在分离器中保持相对高的速度进行旋转，并利用重力和离心力对汽水进行分离。在分离器中的中上部位置安设了脱水装备，主要是用来对介质的向下功能和旋转功能进行消除，保持和分离器连接的贮水箱汇总的水位处于稳定状态，在分离器的底部布置了一个带有出口导管的水消旋器，主要是用来将分离出的水引入到贮水箱中，在分离器的上端也布置了一个带有出口导管的蒸汽消旋设备，主要是用来将蒸汽引入到一级过热器入口集箱中，所有的分离器都使用两根悬吊杆挂在锅炉的顶板上。

　　2.2.3 测温电偶

　　在锅炉启动的时候，为了防止负荷变化产生比较大的应力，分别在贮水箱设置了两个电偶对贮水箱内外壁的温度进行测控，根据温度的变化率对负荷的变化率进行控制，在超出上限值后会自动进行报警。为了防止贮水箱晃动，将贮水箱悬挂下锅炉的顶部框架上，并在下部安装导线装置。将消旋器设置在贮水箱的出口处，并和循环泵的吸入管进行连接，使用具有给水操纵后台的给水管道布置在泵吸入管上，在泵运行的过程中，使用给水管道向贮水箱中进行供水，从而来防止循环泵入口出现汽蚀的情况。

　　2.2.4 调节阀

　　在循环泵出口调节阀主要是根据水箱中的水位对循环流量进行控制。溢流阀在作业的过程中，也是根据贮水箱中的水位来进行的，在贮水箱的出口处分别布置了溢流管路和冲洗管路，当溢流调节阀处于压临界范围时，溢流阀会投入使用，当压力控制在设计压力时会自动锁闭，水冲洗管路是在锅炉正常运行后闭锁，从而来防止输水扩容器造成冲击。

　　在冲洗管路上分别设计了一个电动闸阀门和手动闸阀门，在溢流管路上分别设置了一个启动调节阀、电动闸阀、手动闸阀，考虑到锅炉启动的过程中，在短时间内会出现汽水膨胀，贮水箱中的水位会迅速提高，所以，要保证溢流调节阀有较快的速度，通常情况下，溢流阀全开关时间为20 s。

　　3 结语

　　该文通过对锅炉启动系统的技术进行分析，在保证机组稳定运行方面具有重要意义，本启动系统投入使用后，锅炉运行稳定，值得同类工程借鉴引用。

　　参考文献

　　[1] 张秋生，范永胜，李生光，等.超(超)临界机组国产DCS应用研究[J].中国电力，2013(10).

　　[2] 周兴，梁明仁，王伟，等.1000MW直流锅炉汽压强度图谱分析[J].锅炉技术，2014(1).

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