余热锅炉快速启动的影响因素及实现措施分析
水泥窑纯低温余热锅炉的几个常见问题和措施
水泥窑纯低温余热锅炉的几个常见问题和措施水泥窑纯低温余热锅炉是一种能够有效利用水泥窑气体余热的设备，可以帮助企业节能减排，提高能源利用率。
在使用过程中，也会出现一些常见问题，影响设备的正常运行。
本文将重点讨论水泥窑纯低温余热锅炉的几个常见问题及相应的解决措施。
一、升温速度慢问题描述：在启动水泥窑纯低温余热锅炉时，升温速度较慢，影响生产进度。
解决措施：首先要检查锅炉的供水温度和压力是否正常，保证管道畅通；其次要检查燃烧系统，确保点火器正常、燃烧稳定；同时要检查锅炉是否需要清洗和维护。
可以考虑增加点火器的数量，提高点火器的功率，以加快升温速度。
二、烟气排放异常问题描述：在运行过程中，水泥窑纯低温余热锅炉排放的烟气异常，超标排放严重，影响环境。
解决措施：对于烟气排放异常的问题，首先要检查燃烧系统是否正常，是否需要进行调整和清洗；其次要检查烟气处理设备（如除尘器、脱硫塔等）是否正常运行，需要进行维护和清洗；同时要对锅炉进行定期检查，清除燃烧室和换热器的灰尘和积碳，保持锅炉的燃烧效率和排放标准。
三、设备损坏和故障问题描述：水泥窑纯低温余热锅炉在长时间运行后，容易出现设备损坏和故障，影响设备的稳定运行。
解决措施：为了避免设备损坏和故障的发生，首先要对锅炉进行定期的维护保养，清洗燃烧室和换热器，检查防腐蚀涂层是否完好；其次要对设备的润滑系统进行检查和维护，确保设备运行顺畅；要对锅炉的电气系统进行定期检测，保证设备的安全运行。
四、能量损失严重解决措施：为了减少能量损失，首先要对锅炉的绝热层进行检查和维护，保证设备的热量不会外溢；其次要采取合理的控制策略，根据生产需求对锅炉进行调整，避免能量浪费；可以考虑增加余热回收设备，将废热转化为可利用的能源，提高能源利用率。
余热锅炉快速启动的探索及应用
余热锅炉快速启动的探索及应用[摘要]本文介绍了邯钢三套燃气-蒸汽联合循环发电机组快速启动技术的探索及应用，分析了机组快速启动过程中存在的问题，提出了改造方案并实施，有效提升能源综合使用效率，实现烟气环保达标排放，为钢铁企业发电机组的高效利用起到了行业引领和示范作用。
[关键词]联合发电；余热锅炉；启动；节能环保1 引言邯钢现有一套150MW（PG9171E型燃机）和两套50MW（M251S型燃机）燃气-蒸汽联合循环发电机组，其具有技术含量高、自动化程度高、启动并网快、发电效率高等特点，是国家重点节能推广技术，是公司重要创效点。
钢铁企业的高能耗、高污染特性,是国家工业企业节能减排、低碳环保的重点，提高机组发电效率和烟气超低排放，是实现钢铁企业“资源节约型、环境友好型”转型升级的重点。
2设备配置及工艺介绍邯钢CCPP燃气-蒸汽联合循环发电机组，是利用低热值高炉煤气掺烧一定比例焦炉煤气（或天然气或转炉煤气）进入燃机燃烧室燃烧，将化学能转换为电能输出，燃气轮机排出的高温烟气经配套余热锅炉换热实现余热利用，锅炉产生蒸汽供给蒸汽轮机发电。
15万发电机组燃机产生的高温尾气全部进入余热锅炉换热，经环保设施脱硫脱硝后排入大气，汽轮机设有蒸汽旁路减温减压设施，高低压蒸汽经减温减压后排入汽轮机凝汽器喉部，经凝汽器冷却后变成凝结水实现循环使用，机组可实现汽轮机临时停运时，燃机和余热锅炉正常运行。
2套5万发电机组设有临时排放烟囱和余热回收后排放烟囱，燃机产生的高温尾气经烟道三通挡板阀调整，可实现高温烟气全部进入余热锅炉和不进入余热锅炉烟道，经临时烟囱直接排放，机组可在燃机运行时可解列余热锅炉和汽轮发动机组。
3 运行状态及存在的问题CCPP发电机组，其燃机具有启动时间短、自动化程度高、并网供能时间短的特性，因此燃机产生的高温尾气温度和流量上升速度快。
高温烟气全部进入余热锅炉换热做功，会造成锅炉温度和压力快速上升，因余热锅炉温升曲线和汽轮机暖机曲线的限制，锅炉产生的大量蒸汽会因蒸汽使用量少和排放不急，造成余热锅炉超压事故，余热锅炉的蒸汽大量排放还会造成锅炉补水困难等其他问题。
闪速炉余热锅炉存在的问题及优化措施
闪速炉余热锅炉存在的问题及优化措施王国珍【摘要】闪速炉余热锅炉处于整个铜冶炼工序的中间环节,起着承上启下的作用,一旦出现问题,就会影响整个铜酸系统的运行,给工厂造成损失.近年来随着产能规模的扩大和原料结构的改变,贵冶一系统闪速炉余热锅炉已经无法满足生产的需要,成为制约生产的一大瓶颈问题.为了突破瓶颈,确保生产稳定,贵冶对目前余热锅炉存在的问题进行了梳理和分析,并采取了一系列的优化措施,使余热锅炉更好地适应了目前闪速炉高复杂原料和高投料量的要求.%The waste heat boiler of flash furnace is to be the middle position of the copper smelting process, which plays the essential role. Once appear problem, it will affect the operation of the entire copper acid process, thereby causing loss to the factory. In the recent years, with the expansion of productivity scale and the change of raw material structure, the waste heat boiler of flash furnace in Guixi smelter has been unable to meet the needs of production, which became a bottleneck restricting production. In order to break through the bottleneck, ensure the steady production, the existingproblems in the waste heat boiler are combed and analyzed, and a series of optimization measures are adopted, to make the waste heat boiler better adapted to the raw material of the flash furnace the high complex and the requirement of high inventory in this article.【期刊名称】《铜业工程》【年(卷),期】2018(000)001【总页数】6页(P67-71,79)【关键词】余热锅炉;水冷壁;密封;腐蚀;换热;优化【作者】王国珍【作者单位】江西铜业集团公司贵溪冶炼厂,江西贵溪 335424【正文语种】中文【中图分类】TF8061 引言闪速炉余热锅炉处于闪速熔炼系统的中间环节，是厂控重要设备之一，它主要是利用高温烟气生产蒸汽，并对闪速熔炼产生的烟气进行降温和初步除尘，其运行状况直接关系到整个工厂生产的安全顺行，特别是在贵冶打造标杆工厂的过程中，其运行状况尤为重要。
余热锅炉系统电气控制中常见问题的分析与对策
余热锅炉系统电气控制中常见问题的分析与对策发布时间：2021-08-20T16:52:13.560Z 来源：《当代电力文化》2021年4月11期作者：鹿雷[导读] 工业窑炉是我国建材工业中至非常重要的加热设备，它是大量能源的来源鹿雷石家庄良村热电有限公司河北省石家庄市 052160摘要：工业窑炉是我国建材工业中至非常重要的加热设备，它是大量能源的来源。
但是它又是环境污染的源头，烧砖也是我国建筑行业消耗能源的一大角色，仅仅次于水泥的耗能量，所以我们已经从中知道了节能减排已经是烧砖瓦里最阻碍发展的问题之一了。
它是影响该行业发展经济的重要因素，我们肩上的任务建设一个资源节约型的友好社会，这样才能实现我们保护环境的诺言。
关键词：余热锅炉系统电气控制；对策；前言：锅炉是将自然资源转化为人们生活所需能源的一种重要装置，在当今社会中，余热锅炉系统的使用日渐广泛，余热锅炉系统拥有着较多的优势，但对于这种锅炉，电气控制也一直是一个难点。
一、余热锅炉发展的现状能源节约型的道路，实现自身的可持续发展。
具有资料统计我国在这方面浪费的能源真的是占有很大的比例，有很多的低温废气余热仍没能够被充分利用。
如果这些低温余热有够迸行有效地回收和利用，将会很大程度地推进节能减排事业和我国国民经济的可持续发展。
目前余热锅炉的发展已经在各个行业开始使用了，这种变废为宝的方法是符合当今社会的经济条件和全球现状的，低温余热锅炉就是专门收集利用这些多余废弃能源的一种高效可靠的节能设备，余热锅炉也是一种环保节能的设备．我们也已经发现它的市场发展潜力越来越被看好。
政府也明确说余热余压回收技术作为重点发展技术进行培养，这就足以看出来余热锅炉发展是很有地位很有推广前景的，重点发展和推广低温余热锅炉技术，建设节约型社会势在必行。
二、余热锅炉系统电气控制中常见问题的分析1．蒸汽参数不稳定。
现在的余热锅炉系统，在电气控制方面，首要的问题就是蒸汽参数不稳定。
试析余热锅炉的发展问题及措施
试析余热锅炉的发展问题及措施摘要：在工业上余热锅炉作为高效节约热效能的设备得到广泛应用。
但随着工业过程生产工艺革新的需要，余热锅炉还存在着一些有待解决的问题。
本文主要从余热锅炉的工作原理、特点，余热锅炉的主要问题及其解决对策三方面进行了分析。
关键词：余热锅炉；余热回收技术前言余热锅炉是工业中不可或缺的设备。
它由锅筒、活动烟罩、炉口段烟道、斜1段烟道、斜2段烟道、末1段烟道、末2段烟道、加料管槽、氧枪口、氮封装置及氮封塞、入孔、微差压取压装置、烟道的支座和吊架等组成。
余热锅炉共分为六个循环回路，每个循环回路由下降管和上升管组成，各段烟道给水从锅筒通过下降管引入到各个烟道的下集箱后进入各受热面，水通过受热面后产生蒸汽进入进口集箱，再由上升管引入锅筒。
各个烟道之间均用法兰连接。
但随着工业过程生产工艺革新的需要，余热锅炉还存在着一些有待解决的问题。
1余热锅炉的工作原理和特点余热锅炉利用生产过程中的气体或废气、废液，以及某些动力机械排气的热量产生蒸汽或热水的锅炉。
余热锅炉是重要的节能设备各种冶炼炉和焙烧窑的排烟温度为650～1250℃；燃气轮机和柴油机等动力机械的排气温度为370～540℃。
安装余热锅炉吸收这些排烟中的部分热量，全系统的热能利用率可以显著提高。
余热锅炉工作原理一句话总结还是比较简单的，余热锅炉是利用生产过程中的气体或废气、废液，以及某些动力机械排气的热量产生蒸汽或热水的锅炉。
特点：燃煤燃烧释放出来的高温烟气经烟道输送至余热锅炉入口，再流经过热器、蒸发器和省煤器，最后经烟囱排入大气，排烟温度一般为150～180℃，烟气温度从高温降到排烟温度所释放出的热量用来使水变成蒸汽。
锅炉给水首先进入省煤器，水在省煤器内吸收热量升温到略低于汽包压力下的饱和温度进入锅筒。
进入锅筒的水与锅筒内的饱和水混合后，沿锅筒下方的下降管进入蒸发器吸收热量开始产汽，通常是只有一部分水变成汽，所以在蒸发器内流动的是汽水混合物。
余热锅炉的运行分析和技术改造探析
余热锅炉的运行分析和技术改造探析余热锅炉是一种利用工业生产中废热来产生蒸汽或热水的设备，以实现能源的再利用和节能减排的目的。
在工业生产中，由于生产过程中会产生大量的废热，如果能够有效地利用这些废热，不仅可以降低企业的能源消耗，还可以减少对环境的污染，提高资源利用率。
因此，余热锅炉作为一种能源利用设备，在工业生产中具有重要的意义。
技术改造是提高余热锅炉效率的重要手段。
目前，余热锅炉的技术水平不断提高，新型余热锅炉具有更高的热效率和更好的环保性能。
在技术改造方面，可以采取以下措施：
1.提高余热利用效率。
通过改进余热利用系统，提高热交换效率，减少热损失，增加产生的蒸汽或热水量。
2.优化余热锅炉结构。
对余热锅炉的结构进行优化设计，降低烟气排放温度，减少能源损失。
3.加强余热管理。
加强对余热资源的管理和监测，及时发现问题并进行调整，确保余热锅炉的正常运行。
4.引入新技术。
引入先进的节能技术和监控系统，提高余热锅炉的控制精度和运行稳定性。
5.改善燃料质量。
选择高品质的燃料，减少燃烧产生的废气和废渣，降低锅炉的能耗和污染排放。
通过以上技术改造举措，可以有效提高余热锅炉的运行效率，减少能源损耗，降低环境污染，实现节能减排的目标。
总之，余热锅炉作为一种重要的能源利用设备，在工业生产中发挥着
重要作用。
通过对其运行分析和技术改造的探讨，可以更好地利用废热资源，提高能源利用效率，降低生产成本，实现可持续发展。
希望企业能够
重视余热锅炉的管理和维护，不断优化其运行模式，为节能减排做出贡献。
锅炉运行的老大难问题及解决方法
1．锅炉启动时省煤器发生汽化的原因与危害有哪些？如何处理？锅炉点火初期，省煤器只是间断进水时，其内的水温将发生波动。
在停止进水时，省煤器内不流动的水温度升高，特别是靠近出口端，则可能发生汽化。
进水时，水温又降低，这样使其管壁金属产生突变热应力，影响金属及焊口的强度，日久产生裂纹损坏。
当省煤器出口处汽化时，会引起汽包水位大幅度波动和进水发生困难，此时应加大给水量将汽塞冲入汽包，待汽包水位正常后，尽量保持连续进水或在停止进水的情况下开启省煤器再循环门。
2．水位计的平衡容器及汽、水连通管为什么要保温？保温的目的主要是为了防止平衡器及连通管受大气的冷却散热，使其间的水温下降，与汽包内的水相比产生较大的重度差，而这种重度差越大，水位计的指示与汽包内的真实水位误差越大，所以要在这些部位保温，以减小指示误差。
3．锅炉运行中为什么要控制一、二次汽温稳定？锅炉运行中控制稳定的一、二次汽温对机组的安全经济运行有着极其重要的意义。
当汽温过高时，将引起过热器、再热器、蒸汽管道及汽轮机汽缸、转子等部分金属强度降低，导致设备的使用寿命缩短。
严重超温时，还将使受热面管爆破。
若汽温过低，则影响热力循环效率，并使汽轮机未级叶片处蒸汽湿度过大，严重时可能产生水击，造成叶片断裂损坏事故。
若汽温大幅度突升突降，除对锅炉各受热面焊口及连接部分产生较大的热应力外，还将造成汽轮机的汽缸与转子间的相对位移增加，即膨胀差增加，严重时甚至发生叶轮与隔板的动静摩擦，造成剧烈振动。
此外汽轮机两侧的汽温偏差过大，将使汽轮机两侧受热不均匀，热膨胀不均匀。
因此，锅炉运行中对汽温要严密监视、分析、调整，用最合理的方法控制汽温稳定。
4．锅炉运行中引起汽温变化的主要原因是什么？（1）燃烧对汽温的影响。
炉内燃烧工况的变化，直接影响到各受热面吸热份额的变化。
如上排燃烧器的投、停，燃料品质和性质的变化，过剩空气系数的大小，配风方式及火焰中心的变化等，都对汽温的升高或降低有很大影响。
锅炉运行目前存在的问题和防范措施
关于锅炉运行目前存在的问题及防范措施针对现场实际情况，现将锅炉运行目前存在的问题及防范措施整理如下：一、两票三制1、工作票工作票是保证检修人员安全和工作的基本条件，但在现场执行时存在以下问题：1.1.人员审票不严，安全措施执行过程中发现错误后再要求检修人员换票。
1.2.安全措施与就地不符，因人员技术水平低或安排人员执行安全措施时不能及时发现，造成安全措施执行不到位。
1.3.检修人员试运设备时，不找工作许可人押票，而是与值班员联系，私自进行试运。
1.4.运行人员就地加挂机械锁或者“禁止操作”牌不符合要求。
1.5.运行人员执行安全措施时不携带工作票，凭经验和印象工作，且不与工作负责人核对安全措施。
解决方案：1.1.班长、司炉长接到工作票后，安排人员执行安全措施。
措施执行人接到命令后，应清楚工作内容，手持工作票到就地执行安全措施，不得在执行过程中按照思维和习惯办事，导致措施执行不全、不力。
1.2. 措施执行人对措施执行的正确性和完整性负责，不得漏项、缺项。
就地措施和工作票所列措施冲突或不符时，及时汇报、反映。
1.3.就地悬挂“禁止操作”牌和机械锁的项目，要求“禁止操作”牌悬挂适当，无掉落可能；机械锁悬挂后，阀门手轮旋转受阻。
1.4.工作票所列措施执行完毕后，及时汇报班长、司炉长。
汇报声音要清晰。
1.5.班长、司炉长安排合适人员与工作负责人核对安全措施，重要系统检修或大小修工作必须亲自核对。
1.6.中班班长、司炉长加大对检修人员递票的审核力度，对不合格的工作票及时退回。
同时中班班长、司炉长对当天的工作票、工作任务单、登记本进行检查，发现错误时及时给予更正。
2、操作票运行人员在执行各项操作前，应持合格的操作票。
目前操作票执行主要存在票面操作时间错误、不按操作票项目执行、人员不及时签名、盖章及提前、滞后填写操作票的情况，同时在执行操作票过程中还存在以下问题：①就地和控制室联系启动设备时，控制室人员不确认就地人员是否撤至安全地点就启动设备。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
余热锅炉快速启动的影响因素及实现措施分析高 阳,袁益超,刘聿拯(上海理工大学动力工程学院,上海200093)摘要:根据余热锅炉的运行及研究现状,阐述余热锅炉快速启动的意义及余热锅炉的启动方式,分析余热锅炉快速启动的影响因素,对实现余热锅炉安全、快速启动的措施进行了论述。
关键词:余热锅炉;快速启动;研究开发;运行优化中图分类号:T K229.92+9 文献标识码:A 文章编号:1004-7948(2008)12-0028-03引言余热锅炉是燃气-蒸汽联合循环电厂的关键设备之一,它位于燃气轮机与蒸汽轮机之间。
作为燃气-蒸汽联合循环中承上启下的重要枢纽,余热锅炉能够利用燃气轮机排气的热量,产生蒸汽轮机所需的蒸汽。
余热锅炉的启动过程是一个极其不稳定的变化过程,在启动过程中,既要最小限度地消耗机组的使用寿命,又要尽可能地缩短启动时间,减小启动损失以获得最大的热经济性。
要全面提高燃气-蒸汽联合循环发电机组启动的技术水平,发挥联合循环启停迅速、调峰性能好这一优势,就不能忽视对余热锅炉快速启动技术的研究和开发。
1实现余热锅炉快速启动的意义余热锅炉的快速启动是指在尽量少或不影响燃气轮机简单循环正常运行的条件下,最大限度地缩短余热锅炉的启动时间,使蒸汽轮机较快地冲转并网,满足电网的需要。
实现余热锅炉的快速启动,对于保障机组乃至整个电网运行的可靠性和经济性均有十分重要的实际意义,主要体现在4个方面:(1)缩短余热锅炉型联合循环装置三大部件的典型冷态启动时间。
燃气轮机启动时间为10～20min,余热锅炉为30～90min,蒸汽轮机为90～120min[1]。
从启动时间上来看,蒸汽轮机的最长,但是它暖机时所需要的蒸汽参数较低,可利用其他蒸汽源提前暖机。
所以,整个联合循环系统要缩短启动时间,关键还在于余热锅炉的快速启动。
(2)能使蒸汽轮机较快地冲转并网,满足电网的供电需要。
浙江镇海发电公司300MW燃气-蒸汽联合循环机组余热锅炉经启动方式改进后,按照每年机组启停36次、每次缩短启动时间2h、负荷率75%计,蒸汽循环可增加5400MWh电量,上网电价为674元/MWh,则可带来经济效益约364万元[2]。
(3)能够节省燃料消耗,提高机组运行的经济性。
仍以浙江镇海发电公司300MW燃气-蒸汽联合循环机组为例,在烟气挡板开启前,燃气轮机的负荷必须降至18MW,且必须燃用轻油。
经改进提高余热锅炉启动速度后,年平均节约轻油约780t[3],以吨油6050元计,年收益可达47119万元。
(4)能够保证燃气轮机的正常运行,满足电网调度需要,提高电网质量。
余热锅炉启动时,往往需要燃气轮机降低负荷以配合余热锅炉的启动进度。
若启动时间过长,会严重影响燃气轮机的正常运行;同时,燃气轮机的负荷过低,会导致燃气-蒸汽联合循环电厂无法投入自动发电控制(A GC),给电网调度带来诸多不便。
2余热锅炉的启动方式余热锅炉的启动状态分为冷态启动、温态启动和热态启动3种。
冷态启动是指余热锅炉蒸汽系统没有表压,其温度与环境温度相接近情况下的启动。
温态启动和热态启动是指余热锅炉蒸汽系统还保持有一定压力,温度高于环境温度下的启动。
3种启动状态以余热锅炉高压锅筒上壁金属温度进行划分:(1)冷态启动:高压锅筒上壁金属温度≤100℃;(2)温态启动:100℃<高压锅筒上壁金属温度≤300℃;(3)热态启动:高压锅筒上壁金属温度> 300℃[4]。
温态启动和热态启动以冷态启动过程中的某个中间阶段作为起始点,因此启动过程用时较冷态启动要短。
按照余热锅炉与燃气轮机的配合形式,余热锅炉的启动方式可分为两种:第一种方式是余热锅炉与燃气轮机异步启动,即燃气轮机达到稳定运行状态时再启动余热锅炉;第二种方式是余热锅炉与燃气轮机同步启动,即燃气轮机开始启动时,余热锅炉也进行启动操作。
比较两种启动方式,前者较后者能够更快地完成余热锅炉的启动,其所带来的余热锅炉各部件升温升压速度较后者要快,可通过引入烟气旁路的方法加以控制。
3影响余热锅炉快速启动的因素(1)升温升压速度。
在余热锅炉启动阶段,由于各厚壁部件所受机械应力和温度应力的制约,必须严格控制启动阶段的升温升压速度,这就极大限制了余热锅炉的启动速度。
比如锅筒的升压速度、过热器联箱升温速度、锅筒壁温差等诸多参数在启动过程中都有着严格的规定。
(2)锅筒容积。
在余热锅炉的启动过程中,由于升负荷和升压速度相对较快,大量汽水会涌入锅筒,若锅筒容积过小,将造成锅筒水位的急剧上升。
甚至会发生跳炉现象,对此,不得不通过增加排污次数加以控制,延长了余热锅炉的启动时间。
(3)汽水循环方式。
强制循环余热锅炉水容量和热惯性均较小,循环倍率低,启动速度快,对于调峰电厂更为适用。
在强制循环余热锅炉中,炉水循环泵先于燃气轮机启动,使水在炉内开始循环。
而在自然循环余热锅炉中,水的上升运动是靠燃气轮机排气的热量所产生,这对启动速度形成一种制约。
一般情况下,强制循环和自然循环余热锅炉的热、温态启动时间相差不多,而冷态启动时,强制循环余热锅炉启动时间(20～25min)要比自然循环余热锅炉启动时间(25～30min)略短[5]。
(4)其他因素。
燃气-蒸汽联合循环电厂自身运行模式或控制程序的不完善,也是造成余热锅炉无法实现快速启动的原因之一。
4实现余热锅炉安全、快速启动的措施(1)燃气-蒸汽联合循环布置方式的优化。
目前大型燃气-蒸汽联合循环装置多采用一拖一(即一台燃气轮机、一台余热锅炉、一台蒸汽轮机)、单轴(燃气轮机和蒸汽轮机共用一台发电机)及无旁路烟道等。
(2)余热锅炉结构设计的优化。
主要反映在锅筒、螺旋鳍片管束、烟道挡板等结构设计。
①锅筒容积应当设计为正常运行条件下蒸发器内蒸汽体积的1.5～2.5倍[6],这样才能适应启动过程中蒸发器内工质激变的问题,防止余热锅炉的锅筒中发生满水现象。
同样为适应启动中锅筒水位的较大变化,汽水分离装置多采用水下孔板型式。
锅筒水位计也应具有较大的量程,还要充分考虑报警水位和保护水位的要求。
②螺旋鳍片管束要求尽量采用小管径、薄管壁、热惯性小的材质。
陈明[7]和王德慧[8]等利用小管径鳍片管传热效果好、热惰性小的优点开发的小管径余热锅炉,具有启动速度快的特点。
③余热锅炉烟道、挡板的结构设计,也应尽量减少热惯性。
烟道应多采用软性的非金属膨胀节,以适应快速启动的要求。
此外,对于挡板的位置设置也应给予高度的重视。
吴文祥[9]等通过对V EG2 A206型燃气-蒸汽联合循环设备特点进行分析和探索,提出并实施余热锅炉挡板的改造,实现了余热锅炉的快速启动。
(3)余热锅炉控制程序及运行模式的优化。
浙江镇海发电公司通过改变不同启动阶段烟气挡板的开度,增加主汽管路上的排汽、疏水点,加强保温、调整控制与保护逻辑等措施实现了余热锅炉的快速启动,启动时间由3～4h缩短至1～2h[2]。
余热锅炉在启动过程中热力参数急剧变化,厚壁部件将承受较大热应力,受热部件也可能发生超温现象,若不合理地控制启动过程,会影响余热锅炉的启动安全,继而影响机组的安全运行。
对此,燃气-蒸汽联合循环电厂在实际运营中,总结出了很多行之有效的经验措施,以保障余热锅炉的安全启动。
①控制升温升压速度。
对于自然循环余热锅炉,控制工质的升温速度是控制锅筒上、下壁及内、外壁温差的有效措施。
对于强制循环余热锅炉,主要是通过限制升压速度来限制由锅筒内、外壁温差引起的温度应力。
②尽快建立水循环。
强制循环余热锅炉可以利用循环泵建立符合要求的水循环。
对于自然循环余热锅炉而言,在启动初期,水循环没有建立起来,导致水冷壁受热不均,需要对水冷壁进行保护,常用炉底蒸汽加热装置帮助建立水循环。
③其他经验措施。
限制热负荷(烟气温度)保护过热器,采用蒸汽旁路保护再热器,采用省煤器再循环管防止省煤器中产生蒸汽。
(4)加强余热锅炉动态特性的研究。
通过建立数学模型对余热锅炉进行仿真研究,进一步掌握余热锅炉在启动阶段的动态特性,为余热锅炉的启动优化提供理论依据。
首尔大学涡轮机与动力机械研究中心的T.S. K im,D.K.Lee和S.T.RO[10-11]在此方面进行了较多研究,为余热锅炉的快速启动提供了很多理论依据。
文献[10]基于准稳态方程构建了一套数学模型,并编制出数学模型的计算程序,着重分析了不同进气情况对余热锅炉启动性能的影响。
文献[11]对余热锅炉的三种启动方式(稳态运行燃气轮机无烟气旁路启动,稳态运行燃气轮机带烟气旁路启动,余热锅炉与燃气轮机同步启动)进行了仿真模拟,并得出了烟气旁路对余热锅炉锅筒热应力的影响。
美国亨利・沃格特机械公司的Jolly Sanjeev等[12]借助数学模型,分析了余热锅炉启动阶段的运行特点,对主蒸汽压力、温度及锅筒水位变化做了重点研究。
伊朗科技大学机械工程学院的Sanaye Sepehr等[13]利用能量守恒方程、质量守恒方程和传热方程建立了余热锅炉热力学模型,对余热锅炉启动阶段的热力学特点进行了分析。
华北电力大学能源与动力工程学院的崔凝等[14]采用模块化方法建立了完整的非补燃型三压再热余热锅炉的实时仿真模型反应出余热锅炉启动阶段汽水系统的流动和换热特性,可为余热锅炉启动系统提供非线性对象模型。
清华大学的毛晓飞[15]运用序贯模块法,建立了余热锅炉基本部件比较精细的通用模型及各个模块之间联系的系统结构模型,为余热锅炉启动阶段汽水参数的优化提供了理论依据。
北京清华能源仿真公司的刘树清[16]利用数学模型进行实时仿真计算,总结出锅筒内汽水介质与锅筒壁面之间换热系数的变化趋势,较好地再现了自然循环锅炉启停过程中锅筒壁面温度的变化,对余热锅炉启动过程中锅筒壁温的相关研究具有一定的借鉴意义。
上海交通大学的马文通等[17]从余热锅炉运行机理出发,将锅筒水面下工质集总成具有一定干度的汽水混合物,简化了锅筒建模仿真的复杂度,为研究余热锅炉启动阶段锅筒水位的动态特性带来了便利。
余热锅炉的快速启动应建立在安全性的基础之上,切不可忽视安全而一味提高启动速度。
在实现余热锅炉快速启动的同时,还应注意不要影响燃气轮机和蒸汽轮机的正常运行。
参考文献[1]黄文波,林汝谋,肖云汉,等.联合循环中余热锅炉及其热力特性分析[J].燃气轮机技术,1996,9(4):21-30. [2]张纪平,刘文涛.300MW燃气-蒸汽联合循环余热锅炉快速启动研究[J].浙江电力,2002,24(5):12-18. [3]刘文涛.余热锅炉快速启动的探讨[J].浙江电力,2002,(2):38-39,43.[4]沈桂男.三压再热余热锅炉及运行[J].燃气轮机发电技术,2005,7(3/4):206-212.[5]焦树建.论设计余热锅炉时必须考虑的若干问题[J].燃气轮机技术,2003,16(1):33-38,60.[6]王丽英.燃气蒸汽联合循环机组余热锅炉技术及其应用[J].电站系统工程,2002,18(3):27-28,59.[7]陈明,马云翔,王艳滨,等.燃气轮机小管径自然循环余热锅炉[J].热能动力工程,2003,18(2):205-207. [8]王德慧.采用小管径受热面的大型燃机联合循环余热锅炉设计[J].锅炉技术,2000,31(9):8-12.[9]吴文祥,邵志范,张旋洲,等.改造余热锅炉的挡板实现快速启动[J].燃气轮机技术,2003,16(4):59-63. [10]T.S.K im,D.K.Lee,S.T.Ro.Dynamic behaviour analysisof a heat recovery steam generator during start-up[J].In2 ternational Journal of Energy Research,2000,(24):137-149.[11]T.S.K im,D.K.Lee,S T Ro.Analysis of thermal stressevolution in the steam drum during start-up of a heat re2 covery steam generator[J].Applied Thermal Engineering, 2000,(20):977-992.[12]Jolly Sanjeev,Gurevich Arkadiy,Pasha Akber.Modeling ofstart-up behavior of combined cycle HRSGs[C]//Ameri2 can S ociety of Mechanical Engineers(Paper).Proceedings of the International G as Turbine and Aeroengine Congress and Exposition.New Y ork:ASME,1994.1-8.[13]Sanaye Sepehr,Rezazadeh Moein,Oladi Jalaleddin,et al.Thermal modeling of HRSG transient behavior in combined cycle power plants[C]//Proceedings of the ASME Turbo Expo.Proceedings of the ASME Turbo Expo20062Power for Land,Sea,and Air(4).New Y ork:ASME,2006,759-768.[14]崔凝,王兵树,高建强,等.大容量余热锅炉动态模型的研究与应用[J].中国电机工程学报,2006,26(19):103 -109.[15]毛晓飞,任挺进.余热锅炉汽水系统动态数学模型及仿真[J].电站系统工程,2004,20(6):17-20.[16]刘树清.自然循环锅炉汽包壁温的数学模型与仿真[C]//中国系统仿真学会.2003年全国系统仿真学术年会论文集.西安:中国系统仿真学会,2003.41-46. [17]马文通,王岳人.自然循环余热锅炉动态仿真研究[J].系统仿真学报,2007,19(17):4055-4060.作者简介:高阳(1984-),男,在读硕士,主要研究方向:燃气-蒸汽联合循环余热锅炉。