600 MW超临界锅炉带循环泵启动系统的控制设计与运行通用版

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600MW超临界机组锅炉顺序控制系统设计

一
序控制功能设计中采用了分级控制的结构。给水系统是指除氧器与锅炉省煤器之间的设备、管路等。因为超临界机组锅炉都是直流炉。而在直流炉中没有汽包将给水控制系统与汽温控制系统和燃烧控制系统隔离开。因此其给水系统也有别于其他型式的锅炉在实际生产中，给水系统采用单元制，中包括：其给水泵系统及气管道：给水泵最小流量再循环装置；再热器减温水管道和汽轮机高压旁路减温水管道；高压加热器系统；给水主路与旁路切换；过热器减温水管道。加热器的疏水指回热抽汽在加热器内放热后形成的凝结水。疏水系统的作用是：疏放与回收各级加热器的抽汽凝结水；保证加热器水位在正常范围内．防止汽轮机进水。而加热器管系和壳体中的不凝结气体会增加传热热阻，增大出口端差，对设备造成腐蚀，需及时排出。放气系统的功能是：从加热器和除氧器中排出不凝结的气体，以提高
１顺序控制系统
顺序控制系统（ｅｕｎｅｏｔｌｙｔ简称ＳＳ，ＳｑｅｃｎｏＳｓｍ，ＣｒｅＣ）是指根据预先拟定的步骤、条件或时间．对生产过程中的机组设备和系统自动地次进行一系列操作．以改变设备和系统的工作状态（如风机的启停、阀门的开关等）其只与设备的启动、．停止或开、管等状态有关１２］。采用顺序控制后．对一个热力系统和辅机的启、只需按下一个钮，停则热力系统的辅机和相关设备按安全启、停规定的顺序和时间间隔自动动作．行操作人员只需观察各程序步骤执行的情况，运从而减少了大量复杂的操作同时．由于在顺序控制系统设计中，各个设备的动作都设置了严密的安全联锁条件．无论是自动顺序操作，是单台设备手动，还只要设备的动作条件不满足．设备将被闭锁．从而避免了运行操作人员的误操作．保证了设备的安全运行。

600MW超临界火电机组循环水系统优化运行

600MW超临界机组循环水系统优化运行方案国产超临界650MW发电机组,每台机组配置2台长沙水泵厂生产的96LKXA-25型离心式循环水泵,其设计流量为9.5m3/s\13.72m3/s,扬程为28.3m\22.1m,转速372r/min,循泵电机为湘潭电机厂生产的YKSL4000-16/2150-1型鼠笼电机(4000KW)，设计运行方式为冬季一台机组配一台循泵运行,夏季为二台机组配三台循泵运行，为节约厂用电，对A、B、C循环水泵电机进行了变极改造，循环水泵电动机的原极数为16极，经改造后极数变为18极，循环水泵电机变极改造后的参数为YKSL4000/2800-16/18，4000KW/2800KW，2Y/△，转速372/331RPM，额定电流489/358A，接线方式从2Y转变为△，这样一来，循环水泵的运行组合方式就出现了多样性，可以采用单机单台高速泵运行，单机单台低速泵运行，单机两台高速泵运行，单机一高一低两台循泵运行，单机两台低速泵运行，双机两台低速泵运行，双机两台高速泵运行，两机三泵（两高一低，三台高速泵，三台低速泵），两机四泵等运行方式，为实现循泵变极改造后的效益最大化，特制订本循泵优化运行方式。

优化运行依据为了使机组能够经济运行，就要求机组运行中真空能达到设计值，甚至是使机组的真空运行中始终保持在最佳真空状态，火电机组循环水泵的优化运行方式，取决于循环水进水温度、机组负荷、凝汽器换热系数、循环水泵特性参数、上网电价、标煤单价等多个因素的相互作用。

在相同的负荷及循环水进水温度下，增加循环水泵的运行台数，会使循环水流量增加、凝汽器循环水温升降低，提高机组真空，降低供电煤耗率，节省燃料费用；同时也会使厂用电功率增加，机组供电量减少，电费收入也减少。

因此，对整机效益来讲，循环水泵运行台数的增加既有好的影响又有坏的影响，如何使整机效益最大，需要通过不同运行方式测试比较得到。

机组循环水系统优化运行，即是为了确定在不同负荷、循环水温条件下采用何种循环水泵运行组合方式，降低厂用电率，不但是节能降耗的重要工作，同时也为机组的经济、稳定运行提供了保证。

宁德600MW超临界锅炉运行说明书

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3、蒸汽吹管
3.1 概述新建电站锅炉投运前必须进行过热器、再热器及其管道系统的蒸汽吹扫。目的是去除在制造和安装期间产生的任何杂质（磨屑、金属切割物、焊渣、轧制氧化皮等）。 3.2 吹管范围 1）从分离器到末级过热器出口集箱的过热器系统 2）主蒸汽管道 3）高压旁路管道 4）冷段再热器管道 5）从冷段再热器入口集箱到热段再热器出口集箱的再热器系统 6）热段再热器管道 7）小汽轮机进汽管道及其它管道 3.3 吹管系数为了达到有效的吹扫，吹管时被吹扫表面所受的作用力必须大于锅炉最大连续出力（BMCR）下蒸汽对表面的作用力。作用力越大吹管越有效。吹管系数定义为吹扫工况和 BMCR 工况下蒸汽动量之比。 “火电机组启动蒸汽吹管导则”规定，吹管时应保证被吹扫系统中各处的吹管系数均应大于 1。 3.4 两种吹管方式及其比较蒸汽吹管有降压吹管和稳压吹管两种方式。国内直流锅炉通常采用稳压吹管方式。以内置式汽水分离器出口压力为吹管压力，控制在 5~5.5MPa。采用动量计算的方法，在保证被吹扫系统各段吹管系数 K＞1 的前提下，得出在选定吹管蒸汽压力下的吹管蒸汽流量。稳压吹管操作简便，运行工况稳定，受热面承受较小的热冲击，且可以油煤混烧而节省了燃油，降低了吹管成本。稳压吹管每次吹管的持续时间取决于储备的除盐水量。稳压吹管锅炉的输入热负荷较高，为此要注意控制炉膛出口烟温，防止过热器和再热器超温。降压吹管多用在汽包锅炉上。直流锅炉水容积和热容量较小，降压吹管每次持续时间不到 1 分钟，必须采用价格昂贵的快速启闭的临冲门。此外，吹管时要求锅炉熄火，循环泵停运，操作繁琐。
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2.7 清洗流速和水容积表 1 的数据是基于 HG-1900/25.4-YM4 型锅炉的设计。清洗水容积还应考虑锅炉本体外的一些设备，如除氧器、清洗水箱、临时管道等，适当增加一些余量。表1 部件名称主给水管道省煤器省煤器下水管螺旋管水冷壁垂直管水冷壁折焰角水平烟道侧墙启动分离器贮水箱溢流管再循环管材质 WB36 SA-210C SA-106C SA-213T12 SA-213T12 SA-213T12 WB36 WB36 SA-210C WB36 清洗流速和水容积管径 mm φ508×45 φ44.5×6 φ559×80 φ38×6.5 φ31.8×5.5 φ44.5×6.1 φ610×65 φ610×65 φ324×55 φ457×60 水容积 3 m 68

600MW机组超临界直流锅炉的控制策略

600MW机组超临界直流锅炉的控制策略一、超临界直流锅炉的动态特性及其控制系统设计特点与亚临界机组相比，内置式分离器超临界直流锅炉采用联合变压运行方式，在机组的起停过程中(图1)或工况发生大范围变化时，水冷壁工质压力大幅度变化，导致工质的相变点、比容、温度、汽化潜热等都发生较大变化，被控对象的动态特性复杂，控制难度大。

对象动态特性的复杂性主要表现在以下几方面。

(1)超临界压力直流锅炉机组在起至、停在过程中要经历汽水分离器湿态-干态运转的切换和亚临界与超临界压力运转工况的切换，因此动态特性随其负荷变化很大，在相同的运转工况下存有着根本性的差别，呈现很强的非线性特性和变参数特性。

当汽水分离器湿态运行时，锅炉的动态特性类似于汽包锅炉，被控参数为分离器水位并维持启动给水流量，这时给水流量的变化主必须影响的就是汽水分离器水位，燃料量的变化主要影响汽水分离器出口蒸汽流量和压力。

当汽水分离器干态运行且系统处于亚临界压力工况时，锅炉的动态特性类似于亚临界直流锅炉，所要控制的量为蒸汽温度和给水流量，此时由于直流锅炉蒸发受热面的各个区段之间无固定分界线，各参数相互之间的耦合程度远大于汽包锅炉，任何扰动都将导致锅炉出口蒸汽温度、压力和流量同时变化，给水、燃烧和汽温控制之间密切相关，特别在煤水比失调时锅炉出口汽温的变化显著大于汽包锅炉。

当锅炉处于超临界压力工况时，锅炉汽水流程上的任何环节均为单相区段，此时其动态特性类似于过热器或省煤器。

在湿态-干态切换过程中蒸汽温度可能会出现很大变化，应当特别注意操作控制。

在亚临界-超临界压力转型过程中，由于临界压力工况点附近存有着最小比热容区，工质定压比热孟显得非常大，工质温度随其焓值的变化很不脆弱，因此机组在亚临界压力向超临界压力区域切换过程中的动态特性差异非常明显。

(2)超临界直流锅炉蓄热能力小，惯性较小，对外界扰动的响应速度要快于亚临界机组，容易超温超压。

但在对电网调峰要求的适应能力、机组正常运行时的变负荷能力和快速起/停能力等方面超临界机组优于亚临界机组。

600MW超临界机组控制策略

600MW超临界机组控制策略0 引言作为实现机组安全经济运行目标的有效手段，自动控制系统在机组安全运行中所起的作用日益重要，其功能也日益复杂，担负着机组主、辅机的参数控制、回路调节、联锁保护、顺序控制、参数显示、异常报警、性能计算、趋势记录和报表输出的功能，已从辅助运行人员监控机组运行发展到实现不同程度的设备启停功能、程控和联锁保护的综合体系，成为大型火电机组必不可少的组成部分[1,2]。

1 超临界机组的控制策略1.1 协调控制系统单元机组指由发电机、汽轮机和锅炉构成，是一个相互关联的复杂的多输入输出的控制对象，必须将锅炉和汽轮发电机视为一个整体来考虑。

协调控制系统的任务有3项：保证机组输出功率迅速满足电网的要求；迅速协调锅炉、汽轮机之间的能量供求平衡，使输入机组的热量尽快与机组的输出功率相适应；在各种运行工况下，均能保证机组安全运行。

协调控制系统设计关键在于处理机组的负荷适应性与运行稳定性这一矛盾。

既要控制汽机充分利用锅炉蓄能，满足机组负荷要求；又要动态超调锅炉的能量输入、补偿锅炉蓄能，要求既快又稳。

现代大型锅炉、汽轮机单元机组是一个多变量控制对象，机、炉两侧的控制动作相互影响，且机、炉的动态特性差异较大。

超临界机组中的锅炉都是直流锅炉，作功工质占汽、水循环总工质的比例大，锅炉惯性相对于汽包炉大大降低，超临界机组工作介质刚性提高，动态过程加快。

超临界直流炉大型机组的这些特点决定了其协调控制从本质上区别于传统汽包炉，它需要更快速的控制作用，更短的控制周期，以及锅炉给水、汽温、燃烧、通风等之间更强的协同配合。

1.2 给水全程控制系统超临界直流炉的主蒸汽压力变化是汽轮机负荷或锅炉出力的变化所引起的，为了保持住锅炉出力和汽轮机所需的蒸汽量的平衡，就应该稳住给水流量。

由于超临界机组给水变成过热蒸汽是一次性完成的，所以给水量就等于蒸发量，因此，给水量是锅炉主控调节的根本，不同给水量就对应不同的负荷。

1.3 中间点温度控制和过热汽温控制汽温控制的质量直接关系到机组的安全经济运行，而过热汽温的控制又是锅炉各项控制中较为困难的任务之一，这主要是由于：造成过热汽温变化的原因有很多，如负荷、减温水等；在各种扰动下，汽温对象具有非线性、时变等特性，使控制难度加大；汽温对象具有大迟延、大惯性的特点，尤其随着机组容量和参数的提高，蒸汽过热受热面比例加大，使迟延和惯性更大，进一步加大了控制的难度。

600MW超临界机组内置式启动系统介绍

济性指标、机组的操作运行手段、机组的检修维护
制度都将是影响启动系统配置的主要因素。只有充分考虑这些因素之后才能够对启动系统及其功能做出合理的优化设计。
２内置式启动系统分类
内置式启动系统可以分为扩容式（大气式，非
第５期
张晓玲等：０ＭＷ超临界机组内置式启动系统介绍６
大气式两种）启动系统、带启动疏水热交换器的启动系统以及带再循环泵的启动系统。大气扩容式启动系统是将机组启动期间汽水分离器中的疏水先进行扩容器扩容，扩容后的二次蒸汽直接排人大气，二次疏水由疏水泵直接打人凝汽器。这种启动方式低负荷运行能力以及适应机组频繁启动的能力均较差，会损失部分工质以及全部热量。带启动疏水热交换器的启动系统是在高压加热器与省煤器之间增加一个启动疏水热交换器。汽水分离器内的疏水首先对高压给水进行加热以提高给水温度，然后被排人除氧器或凝汽器中。该类系统适应机组低负荷及频繁启动的能力均较高，但由于涉及到的设备较多，系统复杂，运行操作也较为烦琐，应用较少。上述两类启动系统均没有配置启动再循环泵，锅炉强制流动的动力均来自机组配置的电动给水启动泵。带再循环泵的启动系统是超临界直流锅炉较常配置的一种系统。该系统结合锅炉冷态启动和热态启动的特点，通过设置单独的启动循环泵实现不同阶段对工质和热量最大程度的回收利用。
升温升压到汽水分离器内只有干蒸汽通过时启动系统工作结束，此时再循环泵及水位控制阀均关闭，锅炉进人直流运行状态。带再循环泵的启动系统在锅炉整个启动运行过程中均不脱离系统，在启动初期和低负荷运行阶段均可及时切人，保障了超临界直流锅炉启动的安全。目前国外大部分机组均采用此类启动系统，国内几大主要的锅炉制造厂家也已经采纳了该系统作为锅炉的启动系统。

600 MW超临界直流锅炉不投运锅炉循环泵启动控制

Ｐａｔｎｌｚｓｉｅｔｈｔｒｍｅｈｄｏｉｒｗｉｈｆｒｅｉｃｌｔｎｓａｔｐｓｓｅｗｈｃｓｉｃｐｂｅｏｌｎ，ａａｙｅｎｄｐｈｔｅｓａｔｔｏｆｂｏｌｔｏｃｄｃｒｕａｉｔｒｕｙｔｍｉｈｉｎａａｌｆｅｏｅａｌｎｉｃｌｔｎｕｅａｓｆｆｕｔｒｐｓｓｔｅｍｅｓｒｓｓｃｓｗｏｋｎｄｕｒｃｃｅｗｉｒｉｎｂｉｇｃｒｕａｉｇｐｍｐｂｃｕｅｏａｌ，ｐｏｏｅｈａｕｅｕｈａｒｉｇｍｅｉｍｅｙｌｔｄａｎｈｌｈｔｎ，ｆｅｔｒｒｄｃｉ，ｉｕｐｒｔｏｎｅｖｌｔ．ｅｉｓｔｅｆａｉｉｙｏｓａｕｅｎｆｓａｋｅｄｗａｅｅｕｔｎｏｌｇｎｏｅａｉｎｂｙｉｔｒａｓｅｃ，ｖｒｆｅｈｅｓｂｌｔｆｔｅｅｍｅｓｒｓｉａｏｉｉｈ
浙江电力
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Ｚ［ＩＮＬＣＲＣＰＷＥＨＪＧＥＥＴＩＯＲＥＡ
２１第１００年０期
６０ＭＷ超临界直流锅炉不投运锅炉０循环泵启动控制
李彦猛，许五洲
（江浙能兰溪发电有限责任公司，浙江浙
摘
组启动及低负荷运行的要求。采用锅炉循环泵可
减少工质损失及热量损失，提高电厂的经济性，
同时可减少启动时对锅炉的热冲击。兰溪发电厂

哈锅600MW超超临界锅炉启动转态控制

哈锅600MW超超临界锅炉启动转态控制发表时间：2016-10-13T15:49:42.863Z 来源：《电力设备》2016年第14期作者：吴波[导读] 直流锅炉在启动中会经历由湿态转干态的运行过程，在此过程中锅炉水动力循环发生重大变化。

（深能合和电力（河源）有限公司）摘要：直流锅炉在启动中会经历由湿态转干态的运行过程，在此过程中锅炉水动力循环发生重大变化，且运行操作量巨大，稍有不慎便会造成过热器进水、受热面超温爆管乃至跳机事故。

本文对哈锅生产的HG-1795/26.15-YM1型600MW超超临界锅炉启动系统进行介绍，并对启动转态控制的操作要点及危险点进行了详细分析，提出了相应的控制措施。

关键词：超超临界锅炉；湿态；干态；控制；危险点一、概述河源电厂HG-1975/26.15-YM1型2×600MW锅炉是哈尔滨锅炉厂有限责任公司根据三菱重工业株式会社（MHI）提供技术支持而设计、制造的超超临界变压运行直流锅炉，锅炉为单炉膛、Π型布置，配低NOXPM（Pollution Minimum）主煤粉燃烧器，分级燃烧技术和MACT（Mitsuibishi Advanced Combustion Technology）型低NOX分级送风燃烧系统、反向墙式切圆燃烧方式。

炉膛采用内螺纹管垂直上升膜式水冷壁、带再循环泵的启动系统、一次中间再热。

过热蒸汽调温方式以煤水比为主，同时设置三级喷水减温器；再热蒸汽主要采用尾部竖井分隔烟道调温挡板调温，同时燃烧器的摆动对再热蒸汽温度也有一定的调节作用，在低温再热器入口管道上还设置有事故喷水减温器。

锅炉采用平衡通风、紧身封闭布置、固态排渣、全钢构架、全悬吊结构，设计煤种为晋北烟煤。

锅炉启动系统由启动循环泵、启动分离器、贮水箱、疏水扩容器、水位控制阀、管道及其他阀门附件等组成。

启动分离器为圆形筒体结构，每台炉2只；分离器与贮水箱均为直立式布置在炉后上部。

二、启动系统简介超超临界直流锅炉启动系统的主要作用就是在锅炉启动、低负荷运行（蒸汽流量低于炉膛所需的最小流量时）及停炉过程中，维持炉膛所需的最小流量，以保护炉膛水冷壁管，同时满足机组启、停及低负荷运行时对蒸汽流量的要求。

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安全管理编号：YTO-FS-PD447600 MW超临界锅炉带循环泵启动系统的控制设计与运行通用版In The Production, The Safety And Health Of Workers, The Production And Labor Process And The Various Measures T aken And All Activities Engaged In The Management, So That The Normal Production Activities.标准/ 权威/ 规范/ 实用Authoritative And Practical Standards600 MW超临界锅炉带循环泵启动系统的控制设计与运行通用版使用提示：本安全管理文件可用于在生产中，对保障劳动者的安全健康和生产、劳动过程的正常进行而采取的各种措施和从事的一切活动实施管理，包含对生产、财物、环境的保护，最终使生产活动正常进行。

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综观世界锅炉制造商,直流锅炉的启动系统不管其形式如何变化,一般可分为内置式和外置式两种,而内置式启动系统又可分为扩容器式、疏水热交换式及循环泵式,对于带循环泵启动系统,就其布置形式有并联和串联两种。

本文主要介绍600 MW超临界参数锅炉所带循环泵启动系统,而且循环泵与给水泵为串联布置的启动系统的工作原理、控制思想及运行特点,锅炉最低直流负荷不大于30 %BMCR。

锅炉的主要设计参数(锅炉型号:SG1953P25.402M95X) 见表1。

1 带循环泵启动系统的组成在锅炉的启动及低负荷运行阶段,炉水循环确保了在锅炉达到最低直流负荷之前的炉膛水冷壁的安全性。

当锅炉负荷大于最低直流负荷时,一次通过的炉膛水冷壁质量流速能够对水冷壁进行足够的冷却。

在炉水循环中,由分离器分离出来的水往下流到锅炉启动循环泵的入口,通过泵提高压力来克服系统的流动阻力和省煤器最小流量控制阀(V2507)的压降,水冷壁的最小流量是通过省煤器最小流量控制阀来实现控制的,即使当一次通过的蒸汽量小于此数值时,炉膛水冷壁的质量流速也不能低于此数值。

炉水再循环提供了锅炉启动和低负荷时所需的最小流量,选用的循环泵能提供锅炉冷态和热态启动时所需的体积流量,在启动过程中,并不需要像简单疏水扩容器系统那样往扩容器进行连续的排水,循环泵的设计必须提供足够的压头来建立冷态和热态启动时循环所需的最小流量。

从控制阀出来的水通过省煤器,再进入炉膛水冷壁,总体流程见图1。

在循环中,有部分的水蒸汽产生,然后此汽水混合物进入分离器,分离器布置靠近炉顶,这样可以提供循环泵在任何工况下(包括冷态启动和热态再启动) 所需要的净吸压头,分离器的较高的位置同样也提供了在锅炉初始启动阶段汽水膨胀时疏水所需要的静压头。

在图1 启动系统中,循环泵和给水泵是串联布置,这样的布置具有以下优点:(1) 进入循环泵的水来自下降管或锅炉给水泵或同时从这两者中来。

这样的布置使得在各个启动过程中,总是有水流过循环泵,泵的流量恒定,无须设置任何最小流量的循环回路及其必须的控制设备。

(2) 锅炉给水的欠焓可增加循环泵的净吸压头。

当分离器由湿态转向干态时,疏水流量为零,但此时循环泵能从给水管道中得到足够的流量,可保证分离器平滑地从干态转向湿态,无须在此时进行循环泵的关停操作。

2 带循环泵系统的优点与简单疏水扩容启动系统相比,带再循环泵系统具有如下优点:(1) 可降低给水泵在启动和低负荷运行的功率。

(2) 启动和低负荷运行时,不但能回收全部工质,还可100 %回收疏水热量。

(3) 由于带再循环泵系统分离器的水位控制是通过与汽机蒸汽流量相关的给水控制来完成的,在通常情况下,不需要使用启动系统的排放阀门,这样可以减小系统的热量和工质的损失。

(4) 带泵的启动系统与简单疏水型启动系统相比,能够回收更多的热量,同时也可减小工质损失,炉水再循环确保了炉水本身所带的热量都回到炉膛水冷壁,在启动的大部分时间内,几乎没有什么热损失和工质损失。

带泵的启动系统与疏水型启动系统在排放水量上有巨大区别,后者在锅炉整个启动过程中,从炉膛水冷壁来的水被连续地排放导致了大量的热损失和工质损失,与此相比,带泵的启动系统只需要在锅炉启动的早期汽水膨胀阶段排水到扩容器中,在此时间段,由于排放的水是处于大气压力下的饱和水,所以热损失很小,而且排放水的焓值也较低,不会有工质在扩容器中被蒸发掉。

简单疏水型启动系统是通过给水泵来提供必须的水冷壁最小流量,而带泵的启动系统则是通过循环泵来实现的,对于疏水型的启动过程,所有最小流量的水都在炉膛中被加热,没有蒸发成水蒸气的部分则携带着从炉膛吸收的热量被排到扩容器中,带泵的启动系统由于很小的排放水量,其热损失也很小,其启动过程中总的热损失约为疏水型启动系统的3 %。

由于带循环泵的启动系统在启动的整个过程中能100 %吸收疏水热量,可有效缩短冷态和温态启动时间,相比于简单疏水扩容启动系统,当冷态启动时,点火至汽机冲转时间可缩短70～80min ;温态启动可缩短10～20 min ,该系统更适合于频繁启动、带循环负荷和二班制运行机组。

循环系统采用1 台湿式马达启动泵,型式与常规亚临界控制循环的炉水循环泵基本相同,但泵只有一个出口(控制循环泵有两个出口) ,泵的扬程也要比控制循环泵高的多。

3 锅炉循环泵启动系统的控制当锅炉最初启动没有蒸汽产生时,给水泵可以不带负荷,此时进入省煤器和蒸发器的水完全来自分离器的疏水;一旦有蒸汽产生,分离器中的水位开始下降,给水泵需启动补充给水,控制原理见图2 ,以维持分离器水位,而此时进入省煤器和蒸发系统的流量发生变化由纯粹的疏水变成给水和疏水的混合物,这样的状态一直要维持到最低直流负荷,在该负荷以上锅炉进入直流运行方式,进入蒸发器的水全部变成蒸汽,而省煤器和蒸发器的流量完全来自于给水。

3. 1 启动系统运行方式在湿态运行状态下,给水是通过分离器的水位和蒸汽量来控制,其控制方法类同亚临界控制循环锅炉,分离器的水位需要连续地监视。

为了防止启动初期阶段汽水膨胀时分离器水位过高,饱和水进入过热器,除了给水控制水位外,还设置了大气扩容式系统,在扩容器进口设置有两个高水位调节阀(HWL21P2) ,其功能与简单疏水启动系统相同,另外当循环泵发生故障时,该系统也能启动锅炉,只是工质和热量损失较多。

从水位控制到温度控制的切换过程在维持省煤器和蒸发器最小流量的同时,对于燃烧率的控制也是很重要的,在湿态运行期间,省煤器和蒸发器中的流量保持恒定值,此时燃烧率要渐渐地增长以满足产汽量的要求。

当负荷增长时,为了维持分离器中的压力,燃烧率也要相应增长,在整个湿态运行过程中,分离器中的压力需要一直监视,而燃烧率的增长通过分离器的温度来体现。

最低直流负荷是启动系统的隔离点和锅炉进入干态运行的起始点,在此负荷以下,当燃烧率增长的时候,省煤器和蒸发器中的流量却是固定不变的。

在最低直流负荷点,燃烧率和给水量达到一个预先设定的点。

当逼近最低直流负荷时,分离器水位消失进入干态,此时蒸汽温度控制投入使用。

在切分期间,以分离器出口蒸汽温度作为导前控制点,为了避免温度控制失效重新使启动系统投入运行,分离器出口蒸汽焓值要保持一定的过热度是很重要的,同时锅炉负荷应按升速率直接通过最低直流负荷点,过热度决定于汽机冲转时的压力,对于一台已设计的锅炉,冷态启动汽机冲转时的压力为8. 4 MPa ,过热温度约15 ℃。

在直流方式运行时,通过控制煤水比来调节分离器出口温度,根据锅炉性能计算,在BRL 工况下当燃料量及给水温度不变时,分离器出口蒸汽温度改变±1 ℃,相应的给水量改变约±10 tPh ,才能维持分离器出口蒸汽温度基本不变。

在BRL 工况下当给水量及给水温度不变时,分离器出口蒸汽温度+ 1 ℃,相应的燃料量(低位发热量约23400 kJPkg) 改变约- 1. 2tPh ,才能维持分离器出口蒸汽温度基本不变。

图3 表明由锅炉给水自动控制分离器水位,负荷逐渐增加,一直到纯直流负荷方式后切换到温度自动控制方式的过程。

图3 从水位控制到温度控制的切换过程在第一阶段以前,按照冷态、温态、热态及极热态启动方式,顺序启动锅炉及相关的锅炉辅机,循环泵启动系统投运;分离器水位由控制锅炉母管给水流量来实现。

第一阶段:省煤器入口的给水流量保持在某个最小常数值;当燃料量逐渐增加时,随之产生的蒸汽量也增加,从分离器下降管返回的水量逐渐减小,锅炉给水流量应逐渐增加,以保证省煤器入口的给水流量保持在某个最小常数值,此时分离器入口的湿蒸汽的焓值增加。

①点:分离器入口蒸汽干度达到1 ,饱和蒸汽流入分离器,此时没有水可分离,锅炉给水流量(FE0) 等于省煤器入口的给水流量(FE1) ,但仍保持在某个最小常数值。

切换阶段:省煤器入口的给水流量仍不变,燃烧率继续增加,在分离器中的蒸汽慢慢地过热(此时分离器压力不变) ,分离器出口实际温度仍低于设定值,温度控制还未起作用。

所以此时增加的燃烧率不是用来产生新的蒸汽,而是用来提高直流锅炉运行方式所需的蒸汽蓄热。

②点:分离器出口的蒸汽温度达到设定值,进一步增加燃烧率,使温度超过设定值。

第二阶段:进一步增加燃烧率,给水量也相应增加,锅炉开始由定压运行转入滑压运行,温度控制系统投入运行,由“煤水比”控制分离器出口的蒸汽温度及分隔屏出口的一级喷水减温器的前后温差,该温差是锅炉负荷的函数,当锅炉主蒸汽流量增加至设定值,锅炉正式转入干态运行。

在干态自动方式时,循环泵自动停,循环泵停运后,电动阀(V2503) 自动关闭。

在完成切换后,循环泵与给水泵串联运行,此时如将循环泵停运,由于循环泵提升压头的消失,会产生压力扰动,不利于锅炉安全运行。

若循环泵仍保持运行,随着锅炉负荷上升,省煤器进口给水流量增加,循环泵通流量也增加,循环泵出口的调节阀前后压差增加,当循环泵通路的阻力超过给水母管止回阀压差,止回阀通路打开,二路并行工作,随着锅炉负荷进一步上升,循环泵出口的调节阀前后压差进一步增加,会使泵的提升压头对循环泵通路趋向于零,此时循环泵停运,可避免压力扰动,根据循环泵的具体运行特性,循环泵通路提升压头趋向于零的负荷一般要求大于45 %BMCR。

3. 1. 2 从温度控制到水位控制的切换图4 表明负荷降低,从纯直流锅炉方式后切换到启动运行方式,由温度控制切换到水位控制的过程。

第一阶段:锅炉负荷指令同时减少燃烧率和给水流量,锅炉处于滑压运行,温度控制系统投入运行;当锅炉主蒸汽流量降至设定值以下,干态信号消失。

①点:给水流量达到最低直流负荷流量。

切换阶段: 给水流量仍不变,燃烧率继续减小,在分离器中的蒸汽过热度降低,开始有水分离出。