直流锅炉给水与负荷调整的关系

直流锅炉给水与负荷调整的关系

杨连合

（天津华能杨柳青热电有限责任公司发电部）

关键词：直流锅炉给水控制负荷调整

引言：

直流锅炉因其金属耗量少、无厚壁元件、启停速度快、负荷适应性强，逐渐成为我国电力工业发展主流。由于直流锅炉水冷壁全部由小直径管组成，管壁又薄，所以工质和金属的蓄热能力较小，一般只有汽包锅炉的1/2——1/4，因而当外界负荷变化时，引起的压力变化速度往往是汽包锅炉的的一倍以上。又由于其蒸发、加热、过热没有固定的界限，所以无论是水、燃料、还是受热面吹灰等扰动，都将导致各区段出口温度的变化和分界线的移动。因此，需要良好的静态和动态调节特性。下面我们讨论一下直流锅炉给水的调节：

一、直流锅炉的形式：

直流锅炉工质流动是依靠给水泵的压头来实现的。给水在给水泵压头的作用下顺序一次通过加热、蒸发、过热，即水冷壁中工质流量等于蒸发量。但在启动初期因压力低，工作稳定性差，且给水流量低，容易造成水冷壁局部过热，不能保证水冷壁安全运行，因此直流锅炉必须加装复杂的启动系统。典型的启动系统主要有以下两种——

水冷壁出口电动调整门

启动分离器

水冷壁

疏水扩容器

给水泵

①

去过热器

水冷壁

给水泵

②

1，系统①依靠给水泵及水冷壁出口电动门调整水冷壁的压力及流量，保证锅炉安全稳定运行。工质经分离器分离后，蒸汽进入过热器，水排至疏水扩容器。随着负荷的增加逐渐开满水冷壁出口调整门，关闭分离器放水电动门，变为纯直流运行方式。这种启动方式要排放大量工质、热量，不经济。

2，系统②启动分离器分离出的水经炉水循环泵并入给水去水冷壁，保证水冷壁有足够的工质冷却。随着负荷的增加逐渐加大给水量，减少循环水量直至停止炉水循环泵运行变为纯直流运行方式。

二，直流锅炉给水控制：

以我厂300MW机组为例，介绍直流锅炉给水控制。

我厂锅炉设备概况，#5、6锅炉为德国Babcock公司设计、制造，部分受热面由武汉锅炉厂分包制造的BLK－1025型亚临界参数、一次中间再热、本生型液态排渣直流锅炉。该炉采用直吹式制粉系统、旋流燃烧器、双燃烧室、“W”型火焰、100％飞灰复燃、塔式、紧身封闭布置。锅炉熔渣室和54米以下辐射燃烧室四周为螺旋上升的螺旋管水冷壁，辐射燃烧室54米以上为垂直上升膜式水冷壁。过热器分五级，SHⅠ是由锅炉上部垂直水冷壁和顶棚组成，SHⅡ为过热器、再热器悬吊管，SHⅢ为屏式过热器，SHⅣ是对流过热器，SHⅤ为末级过热器。再热器为两级。塔式炉膛沿烟气流向依次布置屏式过热器、过热器Ⅴ、再热器Ⅱ、过热器Ⅳ、再热器Ⅰ、省煤器。过热汽温采用两级喷水减温，减温器分别布置在屏过（SHⅢ）和末过（SHⅤ）前。再热汽温调节采用一级喷水减温，减温器布置在Ⅰ、Ⅱ级再热器中间。

我厂三期工程每台300MW燃煤发电机组配有一台50%容量的电动调速给水泵和两台各为50%容量的汽动给水泵。在机组启动阶段，由于没有稳定的汽源，一般不使用汽动给水泵，先使用电泵。我厂为节约厂用电，也采用汽泵启动上水方案，由辅汽联箱提供汽源（#5、#6机组的辅汽联箱通过联通管相连），冲转小汽机。电泵转速通过液力偶合器调整。两台汽泵由小汽机驱动，小汽机电液控制系统（MEH）接受锅炉给水控制系统的指令，独立完成汽泵转速控制任务。为防止给水泵在流量过低时产生汽蚀，每台给水泵出口都有再循环管路到除氧器。为满足机组启动过程中最小流量控制的需要，给水泵出口至给水母管之间装有并联的100%（最大给水流量）主给水截止阀和启动给水调节阀。启动完成后，一般为两台汽泵运行，电泵处于备用抢水状态。

40%

汽泵A 汽泵B 电泵

在启动阶段，100%主给水截止阀处于关闭状态，启动调节阀控制给水母管压力。当给水控制阀子组在自动方式，给水启动调节阀开度>92%、启动分离器压力高于10 Mpa且给水流量>133Kg/s时，100%主给水截止阀逐步开启，给水启动调节阀逐步关闭，此时切换至给水泵转速控制给水压力；当给水控制阀子组在自动方式，启动分离器压力低于10 Mpa，100%主给水截止阀逐步关闭。

此控制过程分低负荷和纯直流两种工况

1，启动初期水冷壁冷却介质由给水泵和循环泵共同提供，满足水冷壁入口流量120KG/S，循环出口调整门控制分离器水位，给水主阀关闭，由40%调整门进行控制，保证40%调整门前后压差不低于1bar，给水母管压力不低于最小设定值及给水泵不出工作区。电泵勺管调节给水流量120KG/S，NPSH喷水调整门调节循环泵入口水温，防止循环泵汽蚀。随着负荷的升高，循环水泵停运，变为纯直流运行方式，给水泵也逐渐由电泵改为两台汽泵运行。当给水流量达到480T/H时，给水主阀开启。

2，纯直流工况：由燃料主控制器输出，经计算，由焓控制器修正后，送入给水主控制器。由燃料主控制器输出，计算出焓值作为设定值，由分离器压力及一级过热器前后温差计算出焓值作为实际值，实际值与设定值的差值送入焓控制器优化给水控制。

三，典型事故处理：

1，一台汽泵跳闸

正常工况下，两台汽泵运行，电泵联锁投入，勺管投自动。当一台汽泵跳闸时，电泵马上联启。但电泵再循环调整门自动调节缓慢，不能使给水流量马上恢复到正常值。尤其是低负荷（180MW以下）时，给水流量会瞬时低于102kg/s以下（给水流量〈102kg/s 延时20s MFT动作锅炉灭火）。这时要马上将电泵勺管及电泵再循环调整门解自动，快速关闭电泵再循环调整门，同时提高电泵转速。在此过程中一定要注意保证电泵入口流量〉42 kg/s，防止电泵跳闸。给水恢复正常后，勺管及电泵再循环调整门投自动，并对电泵进行全面检查，尤其是工作油温度（工作油冷油器容量不足）。当工作油温度达90℃以上时，联系检修接消防水冷却。

2，一台汽泵LVDT故障

现象：一台汽泵转速直线下降1200rpm,给水流量急剧下降，该汽泵调门解自动开大无效。处理：①马上手启电泵，其操作与一台汽泵跳闸相同；

②给水恢复正常后，该小机打闸，通知检修处理；

③该小机LVDT处理好后投入运行，停止电泵运行，联锁投入。

3，一台小机检修过程中电泵跳闸

①保持单渣室运行，立即停掉另一渣室的磨；

②降负荷至150MW以下；

③运行小机转速应迅速上升，如上升速度较慢，调门解手动，维持给水流量120 kg/s；

④此过程中要密切监视主汽温度，不要超温或温度上升过快，如出现此情况应立即降负

荷10—20MW，并增大给水流量使汽温尽快稳定（此过程应注意防止汽泵出工作区）。四，结束语

数年的现场运行经验证明，我公司的直流锅炉给水与负荷调整的协调性还是可以的，给水控制逻辑不断得到完善，今后工作的关键在于经验的积累和提高事故处理能力，为公司的安全生产作出我们应有的贡献。