直流炉的启动概述

课题二 直流炉的启动概述,一、定义二、分类 1、按设备金属温度分类 1）冷态启动 2）温态启动 3）热态启动 4）极热态启动 注意：,是指将静止状态的机组转变为运行状态的过程，包括锅炉点火、升温升压、汽轮机冲转升速、并网、升负荷直到带至额定负荷的全过程。,何处设备的金属温度？,几种典型600MW机组启动状态的划分：东芝、西屋、通用采用高压缸第一级金属温度划分；ABB采用高压转子温度划分,2、停机时间 1）冷态启动 2）温态启动 3）热态启动 4）极热态启动 3、按冲转时进汽方式分类 1）高、中压缸启动 2）中压缸启动 3）高、中缸启动为主，中压缸启动为辅 4、按控制进汽流量阀门分类 1）用调速汽门启动 2）用自动主汽门或电动主闸门的旁路门启动 3）用自动主汽门的预启门启动 5、按新蒸汽参数分类 1）额定参数启动,定义：特点： a、“三热问题”、节流损失、启动时间 b、损失大量燃料量和工质 c、机炉相互干扰少 适用于哪种机组？ 2）滑参数启动 定义：分类： 现在大型单元机组通常采用哪种方法？ 为什么？,在整个启动过程中，从冲转到并网带负荷的全过程，汽轮机主汽阀前的蒸汽参数始终保持额定值。,在启动过程中，电动主闸阀前的蒸汽参数随机组转速或负荷的变化而逐渐升高。,真空法启动和压力法启动,特点： a、三热问题 b、节流损失 c、机炉协同操作后，可以大幅度地缩短锅炉点火到发电机并列乃升负荷的速度，提高了电网的机动性 d、工质和热量损失 e、充分冷却过、再热器,三、配直流锅炉的单元机组冷态启动 (一)直流炉启动与汽包炉启动的区别 1、受热面分布不同 2、水循环建立不同 3、直流炉设有启动系统 (二)直流炉启动的特点 1、直流炉配有专门的启动系统 1）为什么要配有专门的启动系统？ 对直流锅炉，点火启动负荷均须为30%的额定负荷，以保证启动时 候锅炉辐射受热面的安全运行。此蒸汽量大大超过汽包锅炉点火时 启动蒸汽量，如果运用通常的汽轮机旁路系统进行机组的启动，将 损失很多热量。为了减少启动热损失，并能在各种热状态下启动， 提高单元制机组运行机动性，直流锅炉都装备有专用启动系统 2）启动系统的作用 a、完成机组启动时锅炉省煤器和水冷壁的冷态和热态循环清洗,b、建立启动压力和启动流量，以确保水冷壁安全运行 c、尽可能回收启动过程中的工质和热量，提高机组的运行经济性 d、对蒸汽管道系统暖管 3）启动系统的分类 a、内置式分离器启动系统 b、外置式分离器启动系统 珙县电厂采用哪种型式？ 4）启动系统的组成 启动分离器及与之相连的汽水管道、阀门、再循环泵等，高低压旁路系统。 5）特点该系统组成简单，运行操作方便，适合于机组调峰要求。在锅炉启停及正常运行过程中，汽水分离器均投入运行，在锅炉启停及低负荷运行期间，汽水分离器湿态运行，起汽水分离作用；在锅炉正常运行期间，汽水分离器只作为蒸汽通道。,图11.12 带再循环泵和内置式分离器的锅炉启动系统,2、直流炉启动速度快 直流锅炉没有汽包，其承压的厚壁部件一般是联箱和阀门，受热均 匀，故可快速升温升压，使机组启动时间大大缩短。 （此时启动时间主要受到汽轮机的限制） 3、启动时应建立一定的启动压力 1)为什么启动时应建立一定的启动压力？ 自然循环汽包炉在点火前无压力，点火后工质被加热产生蒸汽压力 逐渐提高；直流炉由于要保证水动力稳定性等要求，在点火前就要 建立一定的压力。 2）启动压力的选取与哪些因素有关？ a、受热面的水动力特性。 b、工质膨胀现象。 c、给水泵的电耗。 3）启动压力的值？,4、启动时应建立一定的启动流量 1）为什么启动时应建立一定的启动流量？ 对受热面的冷却和改善水动力特性。 2）启动流量的选取与哪些因素有关？ a、启动时间。 b、启动损失。 c、膨胀量。 d、受热面超温。 e、水冷壁中工质流动的稳定性。 f、受热面的冷却性。 3）启动流量值？ 30%BMCR=启动循环泵提供25%+给水泵提供5%,5、启动中的工质膨胀现象 在直流锅炉中，水的加热、蒸发、过热三个区段无固定的分界点， 各段受热面是在启动过程中逐步形成的，整个过程历经三个阶段。第一阶段：工质加热阶段。在此阶段中，锅炉本体全部受热面 都起加热水的作用，工质温度逐步升高，但工质的相态没有发生变 化，从锅炉排出的是加热的水，其数量等于锅炉的给水量。第二阶段：工质膨胀阶段。在此阶段，由于低负荷时水冷壁的 吸热量比对流受热面的吸热量大，当锅内某处的工质温度达到饱和 温度时，便开始汽化，产生蒸汽，但其后部受热面内的工质仍为 水，由于蒸汽比容大，引起局部压力升高，将后部的水挤压出去。 此时锅炉出口的流量将大大超过锅炉的给水流量。当沸腾点后部受 热面中的水全部被汽水混合物代替后，锅炉排出的流量才恢复到和 给水流量一致，此时，锅炉本体受热面分为水的加热和蒸发两区段。第三阶段：锅炉出口工质过热阶段。随着燃料量的增加，汽温 继续上升，当锅炉本体出口工质变成过热蒸汽时，锅炉本体受热面 就开始形成水的加热、蒸发和蒸汽过热三个区段。此阶段锅炉排出 的流量等于锅炉的给水量。,启动过程中工质膨胀量的影响因素： a、与分离器的位置有关。分离器前受热面越多，膨胀量越大 。 b、与启动压力有关。较高的启动压力可减少膨胀量 。 c、与启动流量有关。随着启动流量增加膨胀流出量的绝对值增加 d、与给水温度有关。给水温度降低，蒸发点后移，膨胀量减弱 e、与燃料投入速度有关。燃料投入速度越快，膨胀量越大 f、与锅炉型式有关。一次上升型与螺旋上升型相比膨胀量减弱 g、与启动工况有关。热态启动时汽水膨胀现象更加明显 （因此，在启动系统的启动分离器、储水罐、水位控制阀及大气式扩容器等设备的设计中应充分考虑工质膨胀量，使其容量能满足工质的膨胀要求。） 汽包炉中是否有工质膨胀现象？汽包锅炉实际上也有类似的工质膨胀现象，如水冷壁内工质温升到饱和温度有部分水变成蒸汽，锅内工质体积膨胀，但由于汽包空间的吸收作用只是压力和水位有所上升。,6、启动过程中的相变过程变压运行锅炉启动过程中，锅炉压力经历了从低压、高压、超高压到亚临界，再到超临界的过程，工质从水、汽水混合物、饱和蒸汽到过热蒸汽。从启动开始到临界点，工质经过加热、蒸发和过热三个阶段；机组进入超临界范围内运行，工质只经过加热和过热两个阶段，呈单相流体变化。工质在临界点附近，存在着相变点（最大比热区），汽水性质发生剧变，比容和热焓急剧增加，定压比热达到最大值。 7、冷态和热态清洗为什么对直流炉需进行冷态和热态清洗？冷态清洗：点火前用80-100度左右除氧水进行循环清洗。为防止 其他设备及管道内的污物进入炉内，清洗可分布进行。首先进行给 水泵前低压系统循环清洗，水质合格后再进行高压系统的循环清洗。热态清洗：点火后，随着工质温度上升，当水中含铁量超过规定 值时，应进行热态清洗。铁的沉淀物温度约在260-290度，故规定锅 炉升温过程应在此范围内进行热态清洗。,（三）锅炉再循环泵 珙县电厂中设置锅炉再循环泵有什么优点？ 可缩短启动时间。配置了循环泵的启动系统，可以提高省煤器入口的给水温度，因此可以缩短启动时间，对于经常启动的两班制机组来说，缩短启动时间可带来良好的经济效益。 可在启动过程中回收热量。由于在启动过程中水冷壁最低流量为30%BMCR，对于不带启动循环泵的系统，在机组启动初期，由汽水分离器分离出的饱和水的流量很大，只能进入凝汽器，造成大量的热量损失。 可在启动过程中回收工质。采用启动循环泵后，分离器分离的饱和水通过再循环泵与给水混合后重新进入省煤器，可以避免这部分工质损失。 在机组冷态清洗时，可以减少补给水。为了保证冷态清洗的效果，通常要求冷态清洗时水冷壁的流量为30%BMCR，对于不带启动循环泵的系统，这部分清洗水必须全部为补给水，造成制水设备的容量加大；而采用启动循环泵以后，在清洗水质合格的前提下，锅炉清洗后期可以开启启动循环泵，使用较少的清洗补给水量就可以在水冷壁系统中获得清洗所需的流量。,(四)超临界压力机组冷态滑参数启动 1、启动前的准备 （设备和系统的检查、试验、投入） 2、低压系统循环清洗 1）清洗目的锅炉在进水前，为保证进入锅炉的水质，给水系统应先进行循环清洗，以除去管系内的杂质和盐分和因腐蚀生成的氧化铁等，提高给水品质。 2）清洗流程 a、凝汽器冲洗：补给水箱凝汽器凝结水泵除盐装置轴加凝汽器再循环门凝汽器地沟。 （水循环一段时间后，将水从凝汽器放水门排入地沟。如果凝汽器本身比较脏，可以向凝汽器补水后直接放掉，第二次进水后再进行冲洗。如果初次启动凝结水泵，水质较差的话，可使精除盐装置走旁路。） b、低加系统冲洗：凝结水泵除盐装置轴加低加地沟 （低压加热器先冲洗旁路，水质合格后，再进入低压加热器内冲洗，冲洗时应注意流量大小，流量太小，冲洗效果不好，流量太大，则凝汽器水位不易控制）,c、除氧器冲洗：低压加热器冲洗合格后，凝结水可进入除氧器，冲洗后从放水门排入地沟。 3、启动流量、启动压力的建立及高压系统清洗 （低压系统循环清洗，水质合格后，可启动电动给水泵开始向锅炉进水，建立启动流量和启动压力） 1）启动流量：在启动过程中锅炉的给水流量 2）启动压力：启动过程中水冷壁内工质具有的压力，一般以包覆管出口压力为依据 3）清洗流程 a、给水管道冲洗：除氧器给水泵高加地沟 （冲洗时，开启电动给水泵向高压加热器进水，先冲洗高压加热器旁路，待水质合格后，进入高压加热器水侧，然后从高压加热器出口放水，冲洗时应注意除氧器水位。） b、锅炉本体冲洗：补给水箱凝汽器凝结水泵轴加低加除氧器给水泵高加省煤器水冷壁汽水分离器扩容器疏水箱地沟,4、锅炉点火 1）轻、重油系统的泄漏试验 2）锅炉点火前的吹扫 目的： 吹扫程序：注意：3)锅炉点火 点火方式： 投油枪： 投煤粉：,清除锅炉可能残存的可燃物，防止点火时发生炉内爆炸。,将燃烧器各风门置于吹扫位置，启动空气预热器，启动引风机、送风机，建立吹扫通风量，调整炉膛负压在40-50pa，对炉膛、烟、风道进行吹扫。,锅炉吹扫系统根据其结构和制粉系统的型式而略有不同，吹扫风量通常保持在25%-35%额定风量（50%），时间不少于5-10分钟。,5、锅炉升温、升压为了防止三热问题，控制升温升压速度，通过调整燃烧率、给水量来控制。 6、热态清洗 1）为什么要进行热态清洗？当水冷壁内水的温度和压力逐渐提高后，高温的水又会将残留在系统内的杂质（氧化铁、硅化物）冲洗出来，使水中杂质增加。（此时温度为260-290）所以在此范围内，保持水温稳定，随着含铁量的增加，不断放水、补水，进行冲洗，一直到水质合格后，再继续升温。 7、暖管、暖阀与预热汽轮机 8、冲转与升速 1）机组冲转前的禁止启动条件任一操作子系统失去，无法操作；保护系统主要功能不正常；DEH控制装置工作不正常；高中压主汽门、调节汽门或抽汽止回阀卡涩；汽轮发电机组转动部分有明显摩擦声；润滑油油质不合格或主油箱油位低报警等。,2）冲转前汽轮机的条件 a、主要技术参数指标符合机组冲转要求：胀差、轴向位移、转子偏心度、油温、油压、真空等。 b、机组各辅机设备及系统总门状态，连续盘车2h以上，冲转前，试验工作全部完成且试验结果均应正常，必要时保护全部投入。 c、冲转参数选择合理（真空、压力、大轴晃度） 3）汽轮机冲转、升速满足冲转条件后， 汽轮机进汽冲转，汽轮机冲转方式一般采用主汽门冲转，冲转升速过程一般由程序自动进行，在整个升速过程中，运行人员的任务是监视汽轮机状态。 4)冲转过程中，运行人员应注意事项 a、冲转后，运行人员通过CRT和现场确认盘车已经脱开，当转速大于20r/min时，确认盘车电动机自动停止，否则，立即手动停止。 b、确认从“运行准备”方式自动转为“启动方式”；转速设定值跟踪汽轮机实际转速值，阀位设定值跟踪汽轮机实际阀位。 c、确认高中压调节汽门开启。 d、汽轮机冲转后，运行人员应立即在低速下到现场检查各轴承和,各轴封的转动声音，用听筒等专用设备检查汽轮机内部的摩擦情况。 e、在整个升速过程中，运行人员都必须注意监视汽轮机各记录表、汽轮机汽缸的膨胀、高中低压缸的胀差、汽轮机的振动、各轴承的金属温度、高压排汽缸温度、高低压旁路的动作、汽轮机高中压转子的热应力、高中压调节汽门的开度情况、汽轮机各抽汽点的温度、各疏水门的动作情况等。 f、当汽轮机转速升到1500r/min时，确认低压缸喷水调节门自动打开，以防止汽轮机排汽温度过高。 g、当汽轮机转速升到2700r/min时，确认盘车油泵和顶轴油泵自动停止，润滑油压正常。,9、并网带负荷 1）并网前准备工作 2）并网条件 发电机与系统电压相等、电压相位一致，周波相等。 3）并网方式 a、自动准同期法并网：调频率、调电压及合主开关全由自动装置完成。 b、半自动准同期法并网：1-2 c、手动准同期法并网：全部手动 4）并网过程根据系统的频率检查待并发电机的转速，并发出调节脉冲来调节待并发电机的转速，使它达到比系统高出一个预先整定的数值。然后由发电机自动调整装置（ASS）来检查同期回路。当待并发电机以一定的转速向同期点接近，由电压自动调整装置（AVR）通过调节转子励磁回路的励磁电流改变发电机电压。当待并发电机电压与系统的电压相差在10%以内时，他就在一个预先整定好的提前时间上发出合闸脉冲，合上主断路器，使发电机与系统并列。,5）升负荷 （五）直流炉启动中应注意的问题 1、直流炉与汽包炉水行程的差别 2、防止水动力不稳、脉动和热冲击 3、汽温调节 4、旁路系统运行应注意的问题 5、汽水分离器的干、湿态转换,1启动的定义；现代大型单元机组通常采用哪种方法启动？为什么？ 直流炉启动的特点 直流炉启动系统的组成，作用 直流炉为什么要建立一定的启动压力和启动流量？他们分别与哪些因素有关？值的大小？ 为什么要对直流炉进行冷态和热态清洗？ 启动系统中再循环泵的特点 发电机组甩负荷后，汽轮机转子相对膨胀产生( 负)胀差。 启动前转子(弹性热弯曲)超过额定值时，应先消除转子的热弯曲，一般方法是（连续盘车）。 启停时汽缸和转子的热应力、热变形、胀差与蒸汽的(温度变化率)有关。 汽机处于静止状态，严禁向(汽机轴封)供汽。 汽机启动按进汽方式分可分为(高、中压缸联合启动)、(中缸启动)。,在汽轮机的启停过程中，采用控制蒸汽的(温度变化率)的方法能使金属部件的(热应力)、(热变形)及转子与汽缸之间(胀差)维持在允许范围内。 汽轮机冷态启动和增负荷过程中，转子膨胀（大于）汽缸膨胀，相对膨胀差出现（正胀差） 。 在机组启停过程中，汽缸的绝对膨胀值突变时，说明(滑销系统卡涩)。 汽轮机冷态启动时，蒸汽对汽缸内壁的传热是以凝结换热和对流换热两种方式同时进行的。(),