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1、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35MCR，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
2、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(
3、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260290之间。所以锅炉规定当出口水温在260290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
4、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
5、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
6、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
7、。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35MCR，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
8、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
9、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12m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112m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
10、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35MCR，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35MCR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
11、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35MCR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
12、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35MCR，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35MCR，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。,
