超超临界直流锅炉启动系统设计.ppt

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1、2006年6月20日,邹县电厂21000MW超超临界机组锅炉启动系统的技术特点,主 要 内 容,超（超）临界锅炉启动系统概述本工程锅炉启动系统的组成本工程锅炉启动系统的运行控制本工程锅炉启动系统的管道设计结论,1.1 超临界直流锅炉启动与汽包锅炉启动的区别,1.2 超临界直流锅炉启动系统的功能 1）为水冷壁的安全运行提供必需的最小循环流量；2）实现良好的汽水分离；3）实现良好的疏水工质和热量的回收；,锅炉启动系统设计原则1）满足锅炉启动及机组运行模式的要求2）充分保证系统安全可靠3）尽可能提供锅炉启动及极低负荷运行的经济性4）尽可能简化系统，使得运行维修方便,1.3东方超临界锅炉启动系统的分类

2、,常规超临界锅炉启动系统流程图,邹县1000MW超超临界锅炉启动系统流程图,启动系统是否配置BCP的比较,启动系统疏水方式比较,主 要 内 容,超（超）临界锅炉启动系统概述本工程锅炉启动系统的组成本工程锅炉启动系统的运行控制本工程锅炉启动系统的管道设计结论,2.1 本工程启动系统总体设计 锅炉采用带再循环泵的内置式启动循环系统，由启动分离器、储水罐、再循环泵（BCP）、再循环泵流量调节阀（360阀）、储水罐水位控制阀（361阀）、疏水扩容器、冷凝水箱、疏水泵等组成，启动系统设计的特点：1）对于调峰机组，通过采用BCP，有效缩短启动时间，同时避免热态或极热态启动时因进水温度较低而造成对水冷壁系统

3、的热冲击而降低其使用寿命；2）启动系统能回收启动期间工质和热量；3）对冷凝器设计无特殊要求,2.2汽水分离器,位置：炉前，垂直水冷壁混合集箱出口筒身：规格1064122，材料为SA-336F12，直段高度3316mm，总长为4765mm 内件：消旋器、阻水装置封头：锥形，上下各1引入管:6根，切向向下 倾斜15引出管：汽（上部）、水（下部）各1根数量：2只/台炉,2.3 储水罐,筒身：规格1104127，材料为SA-336F12，直段高度22.506m，总长为24.120m 内件：阻水装置封头：锥形，上下各1引入管：2根引出管：汽（上部）、水（下部）各1根数量：1只/台炉，考虑水位控制的稳定性

4、贮水罐上设水侧和汽侧平衡容器各3只,2.3 炉水再循环泵BCP,1）BCP采用德国凯士比泵有限公司（KSB）LUVAK 250-330/1型循环水泵，带LUV 75/2 DQ 45-1005型一体式湿式电机 2）BCP泵垂直安装，悬挂在储水罐出口管道下方，没有支撑架，随着管道自由膨胀，可有效避免产生附加的张力。3）电机在泵壳的正下方，泵壳和电机部分通过泵壳紧固长螺栓连接。4）泵和电机之间有一个热屏蔽装置，为充分保证隔热效果，热屏蔽装置设有低压冷却水管路。5）为消除电机和轴承在操作中产生的热量，BCP带有高压冷却器。6）BCP电机底部配有整体式过滤器。7）BCP泵壳上设有一只测泵壳表面温度的热电

5、偶，电机上端绕组的区域装设有三只热电偶和一只就地温度表。8）BCP仅泵壳部分参加锅炉整体水压试验。9）在电机高压冷却器和相应管线安装完成后，应立即给整个泵装置充注清洁冷水。,为保证锅炉在启动和低负荷运行时水冷壁管内流速，设置了再循环管路。管路从储水罐出口引出，通过气动闸阀、再循环泵(BCP)、止回阀、电动闸阀阀、流量调节阀(360阀)和流量计后引至省煤器入口的给水管路。,2.4 再循环管路,1）再循环泵过冷管路：防止在快速降负荷时，再循环泵进口循环水发生闪蒸引起循环泵的汽蚀。2）再循环泵最小流量回流管路：改善BCP的调节特性，维持循环泵的最小安全流量。,2.5 BCP的辅助管路,在锅炉启动处于

6、循环运行方式时，饱和蒸汽经汽水分离器分离后进入顶棚过热器，疏水进入储水罐。来自储水罐的饱和水通过锅炉再循环泵(BCP)和再循环流量调节阀(360阀)回流到省煤器入口，锅炉循环流体在省煤器进口混合。启动系统的其余疏水通过储水罐水位调节阀(361阀)后引至疏水扩容器，在疏水扩容器中，蒸汽通过管道在炉顶排向大气，水则进入凝结水箱。凝结水箱的水位由调节阀控制，多余的水通过两台疏水泵排往凝汽器(水质合格时)或系统外(水质不合格时)。,2.6 储水罐疏水管路,2.6.1大气式疏水扩容器,位置：立式布置于炉右侧G7柱外3m，K6柱炉后6m，中心标高5.8m；筒身：规格374020，材料16MnR，总高度7m

7、；水容积：68m3排气管：扩容器顶部至炉顶小室之上，规格92010疏水管：扩容器底部引出至冷凝水箱,规格558.88 数量：1只/台炉,2.6.2 冷凝水箱,位置：沿锅炉前后方向卧式布置于炉右侧G7柱内2.5m，K6柱炉后6m，中心标高4.25m；筒身：规格374020，材料16MnR，总长度8.19m；水容积：80m3进水管：从扩容器下部至水箱下部引入，规格558.88连通管：从水箱上部至扩容器排气管，规格1595出水管：水箱底部引出,规格5088 水箱设汽侧和水侧平衡容器各3只，就地水位计一只数量：1只/台炉,2.6.3 疏水泵,疏水泵采用安徽三联泵业股份有限公司YNKn300/200-2

8、0型低汽蚀余量热水泵，主要设计参数：流量500 m3/h；扬程51m；必须汽蚀余量2.5m,疏水扩容器、冷凝水箱和疏水泵的定位,疏水泵室内布置，疏水扩容器布置在锅炉房外,为了防止再循环泵和361阀受到热冲击，设置了再循环泵的加热管路，该管路从省煤器出口引出热水，经截止阀后分成两路，一路经针形调节阀送至循环泵出口，在泵停运时暖泵水经过循环泵后，从泵入口管道进入储水罐；另一路经针形调节阀送至361阀出口，在361阀停运时，暖阀水经过361阀后，从阀入口的疏水管道进入储水罐。,2.7 BCP和361加热管路,361暖阀、暖管管路的布置,主 要 内 容,超（超）临界锅炉启动系统概述本工程锅炉启动系统的

9、组成本工程锅炉启动系统的运行控制本工程锅炉启动系统的管道设计结论,锅炉启动、运行,3.1 直流锅炉启动过程演示,抽真空,锅炉初始清洗,锅炉冷态清洗,锅炉点火,热态清洗,汽机冲转,并网、升至 25%负荷,湿态/干态,升至 50%负荷,热态启动,冷态启动,升至 100%负荷,抽真空,锅炉出口压力8.3 MPa,点火,汽机冲转,湿态/干态运行模式切换,并网,负荷,25%,50%,100%,24.9 MPa,点火油枪,启动油枪,煤粉燃烧器,前墙,后墙,D,B,C,A,E,F,中压缸,冷凝水泵,冷凝水净化器,水冷壁,屏过,高再,高加,除氧器,低加,低再,贮水罐,汽水分离器,省煤器,锅炉循环泵(BCP),

10、大屏,低过,末级过热器,316,调节阀(360),水位控制阀(361),低压缸,MSD,给水泵 增压泵,冷凝器,锅炉启动、运行,中压缸,抽真空,锅炉初始清洗,锅炉冷态清洗,锅炉点火,热态清洗,汽机冲转,并网、升至 25%负荷,湿态/干态,升至 50%负荷,热态启动,冷态启动,升至 100%负荷,抽真空,点火,汽机冲转,湿态/干态运行模式切换,并网,负荷,25%,50%,100%,D,B,C,A,E,F,水冷壁,屏过,高再,低再,贮水罐,汽水分离器,省煤器,锅炉循环泵(BCP),大屏,低过,末级过热器,316,调节阀(360),水位控制阀(361),MSD,高加,锅炉出口压力8.3 MPa,24

11、.9 MPa,点火油枪,启动油枪,煤粉燃烧器,前墙,后墙,给水泵 增压泵,除氧器,低加,高压缸,低压缸,冷凝水泵,冷凝水净化器,冷凝器,锅炉启动、运行,抽真空,锅炉初始清洗,锅炉冷态清洗,锅炉点火,热态清洗,汽机冲转,并网、升至 25%负荷,湿态/干态,升至 50%负荷,热态启动,冷态启动,升至 100%负荷,D,B,C,A,E,F,水冷壁,屏过,高再,低再,贮水罐,汽水分离器,省煤器,锅炉循环泵(BCP),大屏,低过,末级过热器,316,调节阀(360),水位控制阀(361),MSD,高加,抽真空,点火,汽机冲转,湿态/干态运行模式切换,并网,负荷,25%,50%,100%,锅炉出口压力8.

12、3 MPa,24.9 MPa,点火油枪,启动油枪,煤粉燃烧器,前墙,后墙,给水泵 增压泵,除氧器,低加,高压缸,中压缸,低压缸,冷凝水泵,冷凝水净化器,冷凝器,锅炉启动、运行,抽真空,锅炉初始清洗,锅炉冷态清洗,锅炉点火,热态清洗,汽机冲转,并网、升至 25%负荷,湿态/干态,升至 50%负荷,热态启动,冷态启动,升至 100%负荷,D,B,C,A,E,F,水冷壁,屏过,高再,低再,贮水罐,汽水分离器,省煤器,锅炉循环泵(BCP),大屏,低过,末级过热器,316,水位控制阀(361),MSD,抽真空,点火,汽机冲转,湿态/干态运行模式切换,并网,负荷,25%,50%,100%,锅炉出口压力8.

13、3 MPa,24.9 MPa,点火油枪,启动油枪,煤粉燃烧器,前墙,后墙,调节阀(360),高加,给水泵 增压泵,除氧器,低加,高压缸,中压缸,低压缸,冷凝水泵,冷凝水净化器,冷凝器,锅炉启动、运行,抽真空,锅炉初始清洗,锅炉冷态清洗,锅炉点火,热态清洗,汽机冲转,并网、升至 25%负荷,湿态/干态,升至 50%负荷,热态启动,冷态启动,升至 100%负荷,D,B,C,A,E,F,水冷壁,屏过,高再,低再,贮水罐,汽水分离器,省煤器,锅炉循环泵(BCP),大屏,低过,末级过热器,316,水位控制阀(361),MSD,抽真空,点火,汽机冲转,湿态/干态运行模式切换,并网,负荷,25%,50%,1

14、00%,锅炉出口压力8.3 MPa,24.9 MPa,点火油枪,启动油枪,煤粉燃烧器,前墙,后墙,调节阀(360),高加,给水泵 增压泵,除氧器,低加,高压缸,中压缸,低压缸,冷凝水泵,冷凝水净化器,冷凝器,锅炉启动、运行,抽真空,锅炉初始清洗,锅炉冷态清洗,锅炉点火,热态清洗,汽机冲转,并网、升至25%负荷,湿态/干态,升至 50%负荷,热态启动,冷态启动,升至 100%负荷,D,B,C,A,E,F,水冷壁,屏过,高再,低再,贮水罐,汽水分离器,省煤器,锅炉循环泵(BCP),大屏,低过,末级过热器,316,水位控制阀(361),MSD,抽真空,点火,汽机冲转,湿态/干态运行模式切换,并网,负

15、荷,25%,50%,100%,锅炉出口压力8.3 MPa,24.9 MPa,点火油枪,启动油枪,煤粉燃烧器,前墙,后墙,调节阀(360),高加,给水泵 增压泵,除氧器,低加,高压缸,中压缸,低压缸,冷凝水泵,冷凝水净化器,冷凝器,锅炉启动、运行,抽真空,锅炉初始清洗,锅炉冷态清洗,锅炉点火,热态清洗,汽机冲转,并网、升至 25%负荷,湿态/干态,升至 50%负荷,热态启动,冷态启动,升至 100%负荷,D,B,C,A,E,F,水冷壁,屏过,高再,低再,贮水罐,汽水分离器,省煤器,锅炉循环泵(BCP),大屏,低过,末级过热器,316,水位控制阀(361),MSD,抽真空,点火,汽机冲转,湿态/干

16、态运行模式切换,并网,负荷,25%,50%,100%,锅炉出口压力8.3 MPa,24.9 MPa,点火油枪,启动油枪,煤粉燃烧器,前墙,后墙,调节阀(360),高加,给水泵 增压泵,除氧器,低加,高压缸,中压缸,低压缸,冷凝水泵,冷凝水净化器,冷凝器,锅炉启动、运行,抽真空,锅炉初始清洗,锅炉冷态清洗,锅炉点火,热态清洗,汽机冲转,并网、升至 25%负荷,湿态/干态,升至 50%负荷,热态启动,冷态启动,升至 100%负荷,抽真空,点火,汽机冲转,湿态/干态运行模式切换,并网,负荷,25%,50%,100%,D,B,C,A,E,F,水冷壁,屏过,高再,低再,贮水罐,汽水分离器,省煤器,锅炉循

17、环泵(BCP),大屏,低过,末级过热器,316,水位控制阀(361),MSD,锅炉出口压力8.3 MPa,24.9 MPa,点火油枪,启动油枪,煤粉燃烧器,前墙,后墙,调节阀(360),高加,给水泵 增压泵,除氧器,低加,高压缸,中压缸,低压缸,冷凝水泵,冷凝水净化器,冷凝器,锅炉启动、运行,3.2 带BCP的锅炉启动系统需注意的问题,3.2.1 带再循环泵的锅炉启动系统各管道流量分配3.2.2 启动系统疏水参数3.2.3 储水罐水位控制3.2.4 冷凝水箱水位控制3.2.5 BCP最小流量管路的启闭3.2.6 BCP过冷管路的启闭3.2.5 BCP、361阀暖管管路和361阀前闸阀的启闭,3

18、.2.1 带再循环泵的锅炉启动系统各管道流量分配,3.2.2 启动系统疏水参数,排入冷凝器疏水的流量和焓值的最高值不是同时发生的；BCP故障，361阀后介质参数：汽水混合物，最大流量25%B-MCR,压力0.6MPa，焓值1336kJ/kg，温度为159。,3.2.3 储水罐水位控制,3.2.4 冷凝水箱水位控制,冷凝水箱水位到达1号泵开启点时，1号疏水泵开启，并联锁开启泵出口门及调阀前电动闸阀，同时水位调节阀投入自动，控制水箱水位为正常值；当水位升高时，联锁开启2号疏水泵及其出口门。当水位升高到361阀全关点时，联锁全关361阀；冷凝水箱水位下降到2号泵开启点水位时，停2号疏水泵并联锁关闭其

19、出口门；冷凝水箱水位下降到泵流量零点时，联锁关闭其出口电动闸阀，使得疏水泵出口介质经过出口的再循环管路返回到冷凝水箱，维持此水位连续运行达30分钟后则联锁关闭一号疏水泵、水位调节阀及阀前电动闸阀；冷凝水箱下降到泵跳闸点水位时，停1号疏水泵并联锁关闭其出口门，同时关闭水位调节阀及阀前电动闸阀；2台疏水泵考虑互为备用，运行泵故障时，备用泵自动投入。,3.2.5 BCP最小流量管路的启闭,本工程BCP最小流量182t/h，最小流量靠节流孔板限制；在启动BCP前先联动开启最小流量阀。最小流量阀关允许条件加上锅炉再循环水流量大于182t/h，关闭最小流量阀由运行人员判断操作。干态运行后联关最小流量阀。,

20、3.2.6 BCP过冷管路的启闭,贮水箱水位大于3.5m脉冲联开BCP过冷水管路电动门；贮水罐水位大于3.5m且前、后电动门已开联锁开（脉冲）BCP过冷水管路气动隔离阀；贮水箱水位小于3m脉冲联关气动隔离阀；贮水箱水位小于3m且气动隔离阀已关脉冲联关前、后电动门。,3.2.7 BCP、361阀暖管管路和361阀前闸阀的启闭,当储水罐水位3.5m时开361阀前的闸阀；当储水罐水位3m时关361阀前的闸阀；BCP、361阀暖管管路设计流量约为2.0t/h，启闭时间如下：361阀前的闸阀已关脉冲联开暖管阀；361阀前的闸阀已开脉冲联关暖管阀。,主 要 内 容,超（超）临界锅炉启动系统概述本工程锅炉启

21、动系统的组成本工程锅炉启动系统的运行控制本工程锅炉启动系统的管道设计,4.1启动系统管路设计步骤1）启动和低负荷运行工况的分析和 设计参数确定；2）确定管道尺寸；3）确定管道上阀门的最大流通面积。,4.2 启动系统管路设计中重点考虑的问题1）管道布局合理，尽量简化；2）结合管道自身的热膨胀，充分考虑周边设备的布置情况，避免管道膨胀受限和与附近的设备发生干涉；3）和构架密切配合，一方面合理考虑管道和其上设备合理 的检修空间和检修平台，另一方面保证管道有合适的 支吊生根点；4）选用合适的支吊方式；5）为保证管路设计的正确性采用三维空间模型进行验证。,通过管路的应力分析确定管路的支吊点位置；BCP悬挂在管子末端自由膨胀，很多位置的支吊点位移较大达400mm以上，采用了组合的恒力弹簧吊架，支吊设计复杂。,我公司通过华能沁北、汕头、太仓、阳逻、大唐湘潭、国电荆门等600MW超临界机组锅炉及华电邹县1000MW超超临界机组锅炉启动系统的设计，目前已经较好地解决了超（超）临界锅炉启动系统设计中的难题，能很好地完成超（超）临界锅炉启动系统的计算和设计。,感谢各位,