直流锅炉启动过程中注意事项

直流锅炉启动过程中注意事项 1、锅炉升温升压 锅 炉 点 火 后 ， 燃 料 燃 烧 放 热 使 锅 炉 各 部 分 逐 渐 受 热 ， 锅 水 温 度 逐 渐 升 高 。由 于 过 热 器 和 再 热 器 内 还 没 有 蒸 汽 或 少 量 蒸 汽 通 过 ， 处 于 “ 干 烧 ” 状态 ， 故 一 般 根 据 这 二 个 受 热 面 所 用 钢 材 来 限 制 受 热 面 前 的 烟 气 温 度 。另 外 ， 还 需 控 制 管 系 的 温 升 速 度 ， 一 般 都 在 低 燃 烧 率 下 维 持 一 定 时 间 。 汽 水 分 离 器 内 最 初 无 压 ， 随 着 投 入 燃 料 量 的 增 加 ， 而 水 冷 壁 初 始 水 流 量为 35 MCR， 因 此 水 冷 壁 出 口 工 质 温 度 逐 渐 上 升 ， 并 进 入 汽 水 分 离 器 。 当工 质 温 度 超 过 大 气 压 下 的 饱 和 温 度 时 ， 分 离 器 中 即 开 始 产 生 蒸 汽 并 开始 起 压 。 以 锅 炉 点 火 直 到 汽 压 升 到 工 作 压 力 ， 这 个 过 程 称 为 升 压 过 程 。在 锅 炉 的 升 压 过 程 中 应 注 意 以 下 几 点 ： 1） 严 格 控 制 升 压 率 在 升 压 过 程 中 ， 锅 炉 蒸 发 受 热 面 所 吸 收 的 热 量 ， 除 用 于 加 热 水 至 饱 和 温度 并 使 部 分 水 汽 化 之 外 ， 同 时 使 受 热 面 金 属 本 身 的 温 度 也 相 应 提 高 。 由 于 水 和 蒸 汽 在 饱 和 状 态 下 ， 温 度 与 压 力 之 间 存 在 一 定 的 对 应 关 系 ， 所以 蒸 发 受 热 面 的 升 压 就 是 升 温 ， 通 常 以 升 压 速 度 来 控 制 升 温 速 度 的 大小 。 为 使 受 热 面 的 温 升 不 至 过 快 ， 以 免 温 差 过 大 产 生 较 大 的 热 应 力 而 引 起 设备 损 坏 ， 故 锅 炉 的 升 压 速 度 受 到 限 制 。 在 升 压 初 期 ， 由 于 只 有 少 量 燃 烧 器 投 入 运 行 ， 燃 烧 较 弱 ， 炉 膛 内 火 焰 充满 程 度 较 差 ， 炉 内 热 负 荷 不 均 匀 性 也 较 大 ， 所 以 升 压 过 程 的 开 始 阶 段的 温 升 速 度 应 比 较 缓 慢 。 此 外 ， 根 据 水 和 蒸 汽 的 饱 和 温 度 与 压 力 之 间 的 变 化 规 律 可 知 ： 压 力 愈 低 ，饱 和 温 度 随 压 力 而 变 化 的 幅 度 愈 大 (低 压 阶 段 ， 每 上 升 0.1MPa， 其 饱 和温 度 上 升 值 大 )； 压 力 愈 高 ， 饱 和 温 度 随 压 力 而 变 化 的 幅 度 愈 小 (高 压 阶段 ， 每 上 升 0.1MPa， 其 饱 和 温 度 上 升 值 小 )。 也 就 是 说 ， 在 低 压 阶 段 ， 若升 压 过 快 ， 会 引 起 较 大 的 温 度 变 化 ， 因 而 引 起 过 大 的 温 差 热 应 力 。 因 此在 启 动 初 期 (升 压 过 程 的 低 压 阶 段 )， 应 维 持 的 时 间 比 较 长 ， 升 压 速 度 应控 制 慢 一 些 。 2） 热 态 清 洗 当 水 冷 壁 内 水 的 温 度 和 压 力 逐 渐 提 高 时 ， 高 温 的 水 又 会 将 残 留 在 系统 内 的 杂 质 (主 要 是 氧 化 铁 、 硅 化 物 等 )冲 洗 出 来 ， 使 水 中 杂 质 增 加 。运 行 经 验 表 明 ， 锅 炉 启 动 过 程 中 铁 的 沉 淀 大 约 在 260 290 之 间 。 所 以锅 炉 规 定 当 出 口 水 温 在 260 290 时 为 热 态 清 洗 范 围 ， 在 这 个 范 围 内 ，保 持 水 温 稳 定 ， 随 着 含 铁 量 增 加 ， 不 断 放 水 ， 不 断 补 水 ， 进 行 热 态 冲 洗 。 右 图 为 国 产 300MW UP型 直 流 锅炉 启 动 过 程 中 冷 态 清 洗 和 热 态清 洗 时 ， 锅 水 中 含 铁 量 的 变 化情 况 。 在 锅 炉 水 冷 壁 出 口 水 温 达 260290 时 ， 汽 水 分 离 器 继 续 进 行排 放 疏 水 ， 如 果 分 离 器 疏 水 的含 铁 量 过 高 时 ， 应 考 虑 将 疏 水排 入 地 沟 。 3） 启 动 中 的 汽 水 膨 胀 随 着 启 动 过 程 的 燃 料 量 的 增 加 ， 工 质 温 度 逐 步 上 升 ， 炉 内 辐 射 受 热 面 (水冷 壁 )某 处 先 达 到 该 压 力 下 的 饱 和 温 度 ， 工 质 开 始 膨 胀 ， 大 量 工 质 进 入 汽水 分 离 器 。 而 当 出 口 温 度 也 达 到 其 压 力 下 饱 和 温 度 时 ， 膨 胀 高 峰 已 过 ，当 该 出 口 工 质 温 度 开 始 过 热 时 ， 则 工 质 膨 胀 结 束 。 膨 胀 过 程 中 要 注 意 防 止 水 冷 壁 及 分 离 器 超 压 ， 在 运 行 操 作 中 需 要 合 理 控制 燃 料 投 入 速 度 及 分 离 器 的 疏 水 排 放 量 。 这 里 必 须 指 出 ， 炉 内 辐 射 受 热 面 (水 冷 壁 )中 首 先 达 到 饱 和 温 度 的 “ 位置 ” ， 实 际 上 是 不 可 能 精 确 知 道 的 。 因 为 水 冷 壁 中 压 力 、 温 度 的 测 点 和表 计 是 不 可 能 沿 受 热 面 的 高 度 连 续 装 设 的 。 所 以 一 般 只 能 近 似 地 以 某 一辐 射 区 出 口 温 度 达 到 饱 和 温 度 来 判 定 膨 胀 的 开 始 。 并 且 由 于 每 台 锅 炉 的燃 烧 室 结 构 及 燃 烧 器 布 置 不 同 ， 其 膨 胀 开 始 点 也 不 相 同 。 影 响 工 质 膨 胀 的 主 要 因 素 ： (1)启 动 分 离 器 的 位 置 膨 胀 发 生 时 ， 汽 水 混 合 物 的 排 出 量 以 及 膨 胀 持 续 的 时 间 都 与 汽 水 分 离 器前 的 蓄 水 量 有 关 。 汽 水 分 离 器 愈 靠 近 锅 炉 水 冷 壁 出 口 ， 即 参 与 膨 胀 的 受热 面 愈 少 ， 也 就 是 分 离 器 前 的 蓄 水 量 愈 少 ， 总 的 膨 胀 量 就 小 ， 膨 胀 持 续时 间 就 愈 短 。 汽 水 分 离 器 旁 锅 炉 水 冷 壁 出 口 愈 远 ， 膨 胀 量 愈 大 。 (2)启 动 压 力 的 影 响 汽 水 比 容 不 同 是 引 起 工 质 膨 胀 的 物 理 原 因 。 压 力 愈 低 ， 汽 水 的 比 容 差 愈大 ； 压 力 愈 高 ， 汽 水 比 容 差 愈 小 。 因 此 启 动 压 力 的 高 低 直 接 影 响 膨 胀 量的 多 少 。 压 力 愈 高 ， 膨 胀 量 愈 小 ， 而 且 ， 由 于 压 力 高 ， 相 应 的 水 饱 和 温度 亦 高 ， 则 膨 胀 开 始 时 间 要 晚 。 (3)给 水 温 度 的 影 响 在 启 动 过 程 中 ， 给 水 温 度 是 逐 渐 升 高 的 ， 而 给 水 温 度 的 高 低 影 响 膨 胀 到来 的 迟 早 。 因 为 给 水 温 度 愈 高 ， 愈 接 近 饱 和 温 度 ， 因 而 辐 射 省 煤 器 (实 际 是 水 冷 壁 )出 口 的 工 质 愈 早 地 达 到 饱 和 温 度 ， 即 膨 胀 开 始 得 愈 早 。 此 外 ，给 水 温 度 升 高 的 时 间 和 速 度 ， 对 膨 胀 的 发 生 也 有 一 定 影 响 。 (4)燃 料 投 入 速 度 当 燃 料 量 (运 行 工 况 为 重 油 )投 入 速 度 快 时 ， 工 质 的 升 温 也 愈 快 ， 辐 射 省煤 器 出 口 的 水 温 也 愈 早 达 到 饱 和 。 因 此 膨 胀 发 生 得 早 ， 蒸 发 前 移 ， 蒸 发点 前 移 又 标 志 着 其 后 受 热 面 蓄 水 量 大 ， 其 瞬 时 的 排 出 量 也 愈 大 ， 使 汽 水分 离 器 水 位 波 动 大 。 为 了 减 少 瞬 时 的 最 大 排 出 量 ， 可 以 适 当 减 少 燃 料 量来 缓 和 膨 胀 高 峰 。 在 启 动 过 程 中 ， 为 合 理 控 制 工 质 膨 胀 ， 操 作 中 主 要 是 控 制 好 燃 料 的 投 入速 度 和 给 水 温 度 。 具 体 是 燃 料 投 入 速 度 不 宜 过 快 、 过 大 ， 启 动 过 程 中 给水 温 度 逐 渐 上 升 是 正 常 的 ， 应 避 免 在 膨 胀 阶 段 有 会 引 起 给 水 温 度 突 然升 高 的 操 作 。 上 海 石 洞 口 二 厂 600MW超 临 界 机 组 锅 炉 所 选 用 的 启 动 流 量 为 35 MCR， 而启 动 压 力 较 低 ， 水 冷 壁 水 容 积 又 较 大 ， 故 汽 水 膨 胀 的 峰 值 也 较 大 ， 估 计膨 胀 发 生 时 的 瞬 时 排 水 量 为 启 动 流 量 的 12倍 1： 237_。 对 如 此 大 流 量 的 排放 ， 汽 水 分 离 器 的 疏 水 排 放 能 力 是 否 足 够 是 非 常 重 要 的 。 该 锅 炉 汽 水 分离 器 有 三 路 疏 水 ， 二 路 经 AN、 AA阀 去 大 气 扩 容 器 ， 一 路 经 ANB阀 去 凝 汽 器 。 这 三 个 阀 门 都 是 以 分 离 器 水 位 作 为 阀 门 的 控 制 信 号 ， 开 启 时 间 快 ， 而 且通 流 量 也 足 够 大 。 所 以 尽 管 膨 胀 开 始 到 出 现 峰 值 是 很 快 的 ， 制 造 厂 设 计能 保 证 疏 水 的 排 放 。 4） 屏 式 过 热 器 及 再 热 器 的 积 水 问 题 锅 炉 启 动 时 ， 屏 式 过 热 器 及 再 热 器 中 可 能 积 有 存 水 ， 冷 态 启 动 时 尤 为 严重 。 在 启 动 初 期 的 低 压 阶 段 ， 积 水 可 能 会 使 管 内 形 成 水 塞 ， 以 致 造 成设 备 事 故 。 一 般 ， 屏 式 过 热 器 及 再 热 器 内 的 积 水 会 随 锅 炉 启 动 ， 燃 烧 逐 渐 加 强 而 加热 、 汽 化 。 那 么 判 断 积 水 是 否 已 经 汽 化 的 标 准 是 屏 式 过 热 器 的 金 属 温 度是 否 已 经 高 于 当 时 工 质 饱 和 温 度 40 。 如 果 高 于 40 ， 则 说 明 过 热 器和 再 热 器 管 内 的 积 水 已 经 汽 化 。 2、 汽 水 分 离 器 干 、 湿 态 转 换 1） 汽 水 分 离 器 的 水 位 控 制 机 组 启 动 阶 段 ， 分 离 器 的 疏 水由 AA、 AN、 ANB阀 排 至 疏 水 扩 容箱 及 除 氧 器 。 这 三 个 阀 前 都 有一 个 电 动 隔 绝 阀 ， 当 符 合 一 定条 件 后 ， 电 动 隔 离 阀 会 自 动 连锁 打 开 或 关 闭 。 AA、 AN、 ANB阀是 液 压 调 节 阀 ， 都 是 由 一 套 液压 控 制 系 统 控 制 的 。 如 右 图 所示 为 水 位 控 制 原 理 图 及 三 个 阀的 开 度 曲 线 。 由 此 可 见 ， 当 测 得 的 分 离 器 水 位 上 升 至 1 2m时 ， ANB阀 首 先 动 作 开 启 ， 直 至 水 位达 4m时 全 开 ； AA阀 在 水 位 6.7m时 开 始 开 启 ， 至 水 位 11 2m时 全 开 ， 而 且 三 个 阀 门在 动 作 开 度 上 都 有 一 定 的 重 叠 度 ， 以 改 善 水 位 控 制 疏 水 排 放 的 特 性 。 在 水 位 信 号 测 量 后 ， 要 经 过 一 个 汽 水 分 离 器 的 压 力 修 正 ， 即 经 过 一 个 f(x)信 号 校正 ， 然 后 分 别 去 控 制 三 个 液 压 控 制 阀 。 通 过 ANB阀 的 疏 水 是 通 往 除 氧 器 的 。 在 正 常 运 行 时 ， 分 离 器 压 力 很 高 ， 为 保 证 除氧 器 的 安 全 ， 在 ANB阀 及 隔 绝 阀 上 都 加 上 连 锁 保 护 ： 当 除 氧 器 压 力 1.45MPa时 ，此 门 将 强 制 关 闭 ， 只 有 当 除 氧 器 压 力 降 到 1.1MPa以 下 ， 才 允 许 重 新 开 启 。 2） 汽 水 分 离 器 的 干 湿 态 转 换 锅 炉 启 动 时 ， 保 证 直 流 炉 水 冷 壁 的 最 小 流 量 (保 证 质 量 流 速 )也 即 启 动 流 量 为 35MCR， 所 以 只 要 锅 炉 的 产 汽 量 小 于 35 MCR， 就 会 有 剩 余 的 饱 和 水 通 过 汽 水 分 离 器排 入 除 氧 器 或 扩 容 器 。 换 言 之 ， 当 负 荷 小 于 35 MCR时 ， 汽 水 分 离 器 是 处 于 有 水位 状 态 ， 即 湿 态 运 行 ， 此 时 锅 炉 的 控 制 方 式 为 分 离 器 水 位 控 制 及 最 小 给 水 流 量 控制 ， 其 控 制 相 当 于 汽 包 锅 炉 控 制 方 式 。 当 负 荷 上 升 至 等 于 或 大 于 35 MCR时 ， 给水 流 量 与 锅 炉 产 汽 量 相 等 ， 为 直 流 运 行 方 式 ， 汽 水 分 离 器 已 无 疏 水 ， 进 入 干 态 运 行 ， 汽 水 分 离 器 变 为 蒸 汽 联 箱 用 。 此 时 ， 锅 炉 的 控 制 方 式 转 为 温 度 控 制 及 给 水 流量 控 制 。 其 控 制 原 理 如 下 页 图 。 温 度 控 制 原 理 如 右 图 锅 炉 的 控 制 方 式 从 分 离 器 水 位及 最 小 流 量 控 制 转 换 为 蒸 汽 温度 控 制 及 给 水 流 量 控 制 ， 应 该是 很 平 稳 地 进 行 的 。 但 直 流 锅炉 的 过 热 蒸 汽 温 度 与 给 水 流 量有 密 切 关 系 ， 如 果 控 制 方 式 转换 得 不 好 ， 将 会 造 成 蒸 汽 温 度的 剧 烈 变 化 。 Sulzer的 控 制 原 理 表 明 ， 要 平稳 地 实 现 这 个 转 换 ， 必 须 首 先增 加 燃 料 量 ， 而 给 水 流 量 保 持不 变 ， 这 样 过 热 器 入 口 焓 值 随之 上 升 ， 当 过 热 器 入 口 焓 值 上升 到 定 值 时 ， 温 度 控 制 器 参 与调 节 使 给 水 流 量 增 加 ， 从 而 使蒸 汽 温 度 达 到 与 给 水 流 量 的 平衡 (燃 水 比 控 制 蒸 汽 温 度 )。 升负 荷 过 程 中 ， 分 离 器 从 湿 态 向干 态 转 换 过 程 ， 如 右 图 。 对 湿 、 干 态 转 换 过 程 图 的 说 明 ： a 第 一 阶 段 I， 保 持 最 小 给 水 流 量 35 MCR， 燃 料 量 逐 渐 增 加 ， 使 分 离器 出 口 饱 和 蒸 汽 产 量 也 随 之 增 加 ， 疏 水 量 逐 渐 减 少 ， 过 热 器 人 口 蒸 汽 的焓 值 增 加 。 b 第 一 点 ， 水 冷 壁 出 口 蒸 汽 焓 值 升 至 饱 和 蒸 汽 焓 ， 即 蒸 汽 干 度 为 1，此 时 纯 饱 和 蒸 汽 进 入 汽 水 分 离 器 ， 没 有 疏 水 被 分 离 而 使 分 离 器 的 疏 水 门关 闭 ， 汽 水 分 离 器 仅 是 起 到 通 道 的 作 用 。 c 第 二 阶 段 ， 给 水 流 量 仍 保 持 最 小 流 量 35 MCR， 随 着 燃 料 量 的 进一 步 增 加 ， 汽 水 分 离 器 中 的 蒸 汽 逐 渐 过 热 ， 过 热 器 入 口 蒸 汽 焓 继 续 上 升 ，但 还 没 达 到 设 定 值 。 此 时 大 部 分 燃 料 的 增 加 已 不 是 用 以 增 加 产 汽 量 ， 而是 用 来 使 蒸 汽 达 到 直 流 运 行 所 需 的 较 高 能 量 水 平 (蒸 汽 焓 的 上 升 )。 d 第 二 点 ， 过 热 器 入 口 蒸 汽 焓 上 升 至 设 定 值 。 e 第 三 阶 段 ， 连 续 的 燃 料 量 增 加 ， 使 蒸 汽 温 度 超 过 设 定 值 ， 温 度 控制 器 动 作 参 与 调 节 ， 使 给 水 量 增 加 ， 即 温 度 控 制 器 投 入 运 行 。