超臨界直流鍋爐冷態(tài)啟動過程

馬敏

摘要： 本文闡述了超臨界自流鍋爐的啟動特點，具體分析了超臨界直流鍋爐的冷態(tài)啟動的特點、過程，以及應(yīng)注意的問題，并對上海石洞口二廠機(jī)組詳細(xì)進(jìn)行了冷態(tài)啟動過程的分析。

關(guān)鍵詞： 超臨界直流鍋爐冷態(tài)啟動過程分析

本文以華能上海石洞口第二電廠600MW超臨界直流鍋爐為例，鍋爐由Sulzer公司與美國CE公司聯(lián)合設(shè)計，基本上采用CE典型的總體布置，單爐膛、雙煙道倒U型全鋼架懸吊結(jié)構(gòu)，爐膛水冷壁下部（包括冷灰斗）采螺旋圍繞管圈，上部為一次上升垂直管屏，兩者之間采用中間混合集箱。鍋爐設(shè)計煤種為東勝神木煤。汽機(jī)旁路系統(tǒng)由具備安全功能的100%MCR容量的高壓旁路和65%MCR容量的低壓旁路兩級串聯(lián)旁路構(gòu)成。下面是其冷態(tài)啟動過程。

1.鍋爐的啟動準(zhǔn)備

（1）鍋爐在啟動前，通常按規(guī)程或鍋爐使用說明書，對鍋爐本體及汽水系統(tǒng)、風(fēng)煙系統(tǒng)、燃燒系統(tǒng)及高低壓旁路、閉式冷卻水等其他公用系統(tǒng)進(jìn)行全面的檢查，鍋爐有關(guān)的輔機(jī)（送、引風(fēng)機(jī)，一次風(fēng)機(jī)，空氣預(yù)熱器，以及電除塵，等等）、熱控?；瘜W(xué)水處理和現(xiàn)場環(huán)境、消防、照明、通訊等均應(yīng)具備安全啟動的條件。

（2）鍋爐的所有連鎖保護(hù)在啟動前均應(yīng)投入運行。

2.鍋爐進(jìn)水和循環(huán)清洗

直流爐在進(jìn)水前必須進(jìn)行水沖洗，用除鹽水沖洗系統(tǒng)的管道和鍋爐本體。沖洗的水不斷排放，以除去雜質(zhì)和銹蝕。直至經(jīng)化驗，鍋爐水質(zhì)達(dá)到要求規(guī)定值，水沖洗暫告結(jié)束（后面還有熱態(tài)清洗），這實際上都是由于直流爐在正常運行過程當(dāng)中不能排污所致。

3.吹掃

點火前必須用一定流量的空氣對爐膛中可能存在的可燃物和可燃?xì)怏w進(jìn)行吹掃排除，防止鍋爐點火時發(fā)生爆燃。按順序鍋爐啟動有關(guān)輔機(jī)，按規(guī)定先進(jìn)行輕重油系統(tǒng)的泄漏試驗并以約50％的鍋爐額定風(fēng)量進(jìn)行爐膛吹掃工作，將MFT復(fù)位，在五分鐘吹掃過程中，若有一條件不滿足，則必須吹掃中斷，查明原因，恢復(fù)吹掃條件，重新計時吹掃。

4.保持爐膛負(fù)壓

點火前，將引風(fēng)機(jī)投入，保持爐膛負(fù)壓。關(guān)于點火前的總風(fēng)量，通常為35%左右，CE規(guī)定：如果鍋爐MFT后是聯(lián)跳風(fēng)機(jī)停爐的，則啟動時的風(fēng)量應(yīng)保持在35%—40%額定風(fēng)量，時間不少于5分鐘，否則吹掃后將2次風(fēng)進(jìn)爐膛的小風(fēng)門全部開足而無法調(diào)節(jié)。這樣做的目的是防止停爐時沒有足夠的通風(fēng)量，在燃燒器周圍積有煤粉。因此點火前應(yīng)適當(dāng)加大風(fēng)量進(jìn)行吹掃。以上這幾步準(zhǔn)備好以后，鍋爐可以點火。

5.鍋爐點火

鍋爐點火方式為輕油重油燃燒器。根據(jù)鍋爐的升溫升壓的要求，先點輕油槍，再點重油燃燒器，最后啟動制粉系統(tǒng)，緩慢增加燃料量，鍋爐升溫升壓。

6.鍋爐升溫升壓

鍋爐點火后，隨著燃料投入量的逐漸增加，鍋水溫度逐漸升高，由于此時過熱器和再熱器里基本沒有蒸汽或者有很少量的蒸汽通過來冷卻，為了防止其受熱面超溫，這時應(yīng)通過控制爐膛出口煙氣的溫度來保護(hù)過熱器及再熱器，亦即控制燃料的投入率。

7.熱態(tài)清洗

當(dāng)水冷壁內(nèi)的溫度和壓力逐漸升高，高溫的水將殘留在爐內(nèi)的雜質(zhì)（主要是氧化硅雜質(zhì)）沖洗出來使水中的雜質(zhì)增加。運行經(jīng)驗表明鐵的沉淀在260—290℃發(fā)生，所以當(dāng)水溫在這個范圍內(nèi)時要進(jìn)行熱態(tài)清洗。保持水量和水壓穩(wěn)定，隨著含鐵量的增加，不斷地放水和補水，進(jìn)行熱態(tài)清洗。

8.旁路系統(tǒng)啟動初期對汽壓的控制

（1）在啟動時，使啟動中蒸汽溫度與金屬溫度相匹配，縮短啟動時間。

（2）汽機(jī)故障時，可采用停機(jī)不停爐的方式。電網(wǎng)故障時，機(jī)組帶廠用電運行，有利于盡快恢復(fù)供電，縮小事故范圍。

（3）啟動時防止再熱器被燒壞。

（4）回收工質(zhì)及熱量，降低噪音。

（5）啟動時，使蒸汽中的固定小顆粒通過旁路進(jìn)入凝汽器，從而防止汽機(jī)調(diào)節(jié)汽門、噴嘴及葉片的顆粒腐蝕。

9.汽輪機(jī)沖轉(zhuǎn)、暖機(jī)帶初負(fù)荷

到上步時，汽輪機(jī)的沖轉(zhuǎn)條件已完全具備，便可開始沖轉(zhuǎn)。但是要注意沖轉(zhuǎn)前必須投入盤車。此過程鍋爐的氣壓由高壓旁路控制不變。隨著進(jìn)汽量的增大，汽輪機(jī)的高壓調(diào)節(jié)閥門逐漸打開，而同時高低壓旁路逐漸關(guān)小，直到高低壓旁路全關(guān)以后，鍋爐的蒸發(fā)段仍為濕態(tài)，繼續(xù)增加燃料量將使分離器進(jìn)汽量增加，分離器的水位下降。保持定壓運行時，分離器的AA閥和AN閥已全關(guān)，只有ANB閥還繼續(xù)用于維持水位。隨著燃料量的繼續(xù)增加，分離器的水位繼續(xù)下降A(chǔ)NB閥繼續(xù)關(guān)小，直到全關(guān)為止，此時分離器完成從濕態(tài)到干態(tài)的轉(zhuǎn)變，成為一個微過熱蒸汽通道。具體過程如下：以上汽門沖轉(zhuǎn)過程為例，當(dāng)主蒸汽滿足沖轉(zhuǎn)條件時，在汽輪機(jī)各油系統(tǒng)正常的情況下，運行人員按主汽門控制鍵，中壓調(diào)門和高壓調(diào)門全開。這時系統(tǒng)處于主氣門主控方式，還未進(jìn)行主汽們到高壓調(diào)門的控制切換。升轉(zhuǎn)速直到2900r／min，運行人員按高壓調(diào)門控制鍵，DEH系統(tǒng)開始進(jìn)行控制調(diào)門的切換。為了防止切換過程引起汽輪機(jī)超速，DEH要先關(guān)高壓調(diào)門到最小開度，等待汽輪機(jī)轉(zhuǎn)速下跌（一般要下跌50r／min以上）。當(dāng)轉(zhuǎn)速下跌完成時，主汽門退出對轉(zhuǎn)速的控制，在DEH系統(tǒng)控系統(tǒng)下以一定的速率全開，當(dāng)其開度大于全行程的90％時，閥門控制切換完成。以后由高壓調(diào)門控制轉(zhuǎn)速完成沖轉(zhuǎn)直到3000r／min。

10.繼續(xù)升負(fù)荷直到滿負(fù)荷

石洞口這臺機(jī)組滑壓運行采用的是定壓—滑壓—定壓運行方式。35％以下的定壓運行主要是為了啟動方便和鍋爐水冷壁的安全；90％以上的定壓運行主要是為了機(jī)組調(diào)頻運行的需要。從35％額定負(fù)荷開始自動滑壓運行的具體條件是在協(xié)調(diào)運行方式下高壓旁路全關(guān)和控制高壓旁路的開啟信號小于2％。如果只有高壓旁路全關(guān)，則當(dāng)汽壓高時高壓旁路還會開啟，因此，必須保證兩個條件同時具備，為此應(yīng)使用協(xié)調(diào)方式運行。

在滑壓條件下，1—3號調(diào)節(jié)汽門全開是保證經(jīng)濟(jì)運行的關(guān)鍵。因此，協(xié)調(diào)控制中規(guī)定：當(dāng)汽輪機(jī)調(diào)節(jié)汽門開度在87％以上時才能進(jìn)入滑壓運行方式，當(dāng)開度小于82%時應(yīng)自動退出。開始進(jìn)入滑壓運行以后，協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)根據(jù)負(fù)荷送出汽壓信號給機(jī)爐主控，以保持滑壓運行參數(shù)；一個跟蹤器跟蹤汽壓的實際指令再加上1.3MPA的富裕量，作為高壓旁路的動作值，當(dāng)汽壓超過此值時高壓旁路就開啟，起到一定的保護(hù)作用。

利用滑壓運行，開啟下一臺磨煤機(jī)繼續(xù)升負(fù)荷。當(dāng)負(fù)荷升至近500MW時也即80%MCR時，開始由亞臨界向超臨界過度，汽水分離器的壓力很快越過22.2MPA，進(jìn)入超臨界壓力狀態(tài)。最后達(dá)到超臨界工況，繼續(xù)升負(fù)荷。當(dāng)負(fù)荷升到90％時，轉(zhuǎn)為定壓運行方式，直至滿負(fù)荷。

到此冷態(tài)啟動結(jié)束，機(jī)組轉(zhuǎn)為正式運行階段。

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