直流锅炉的启动
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直流锅炉启动系统控制介绍
直流锅炉启动控制系统介绍2016.51带循环泵的启动系统1.1系统介绍对于配置带循环泵的启动锅炉，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。
当锅护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。
启动系统主要由除氧器、给水泵、大气式扩容器、集水箱、启动循环泵、启动分离器等组成，具体流程图见图3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人口，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(V-507)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地排水。
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，再进人炉膛水冷壁，总体流程如图2所示，在循环中，有部分的水蒸气产生，然后此汽水混合物进人分离器，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3所示启动系统图中，循环泵和给水泵是申联布置，这样的布且具有以下优点:(1)进人循环泵的水来自下降管或锅炉给水管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盆的泵循环回路及其必须的控制设备;(2)锅炉给水的欠熔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0，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。
直流锅炉启动系统
NCEPU
超超临界直流炉无炉水循环泵稳压吹管
(三)可降低给水泵在启动和低负荷运行的功率； (四)适合于频繁启动、带循环负荷。 (五)不仅可以带泵运行，而且即使泵不能使用，也照样可以不带泵启动。 (六)进入循环泵的水来自下降管或锅炉给水管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泵循环回路及其必须的控制设备； (七)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。
只在机组启动和停运过程中投入运行，而在正 常运行时解列于系统之外。
内置式启动分离器系统
在锅炉启停及正常运行过程中，汽水分离器均 投入运行，所不同的是在锅炉启停及低负荷运 行期间，汽水分离器湿态运行，起汽水分离作 用，而在锅炉正常运行期间，汽水分离器只作 为蒸汽通道。
内置式启动分离器系统的种类
运行经济性差； 要求除氧器安全阀容 量增大； 不适合于两班制和周 日停机运行方式。
投资大； 运行操作复杂； 转动部件的运行 和维护要求高； 循环泵的控制要 求高。
投资大； 金属耗量大； 要求除氧器安全 阀容量增大。
NCEPU
再循环泵与锅炉给水泵并联方式的特点
不必使用特殊的混合器,当循环泵故障时无需首 先采用隔绝水泵,也不致对给水系统造成危害。
扩容器式 循环泵式 疏水热交换器式NCEPUFra bibliotek 扩容器式
分离器疏水流到扩 容器回收箱，在 机组启动疏水不 合格时，将水放 入地沟，疏水合 格后，排入凝汽 器进行工质回收， 同时，分离器疏 水还可以通入除 氧器，一方面可 以回收工质，另 一方面也可用来 加热除氧器水回 收热量。
直流锅炉燃烧及给水调整
直流锅炉燃烧及给水调整一、直流锅炉给水控制的特点与给水控制对象动态特性1、锅炉启动阶段（湿态运行），为了水冷壁的安全，启动一开始就必须以最小安全流量向锅炉连续上水，同时维持储水罐水位正常，以保证机组的安全运行。
2、转干态以后，蒸发量不仅决定于燃烧率同时也决定于给水流量，给水调节的任务是满足机组负荷的需要同时维持中间点温度有合适的过热度，防止返回湿态和水冷壁及过热器超温，对过主汽温进行粗调。
给水投自动后，锅炉负荷经动态延迟函数器、函数器得出相应锅炉负荷下需要的给水流量再加上经中间点温度修正的信号（机组负荷大于55%时中间点温度给定值被喷水比修正）作为给水流量最终给定值，给水流量测量值（经给水温度修正后）与其给定值的偏差经PID计算后作为给水控制信号送给给水泵转速控制系统。
3、给水流量扰动下的动态特性：给水流量阶跃增加时，蒸发量、汽温、汽压的变化都存在迟延，运行时要注意分析总结了解其动态特性，尤其是对主汽温的延迟较大，这对正常调整和异常工况的处理很有帮助。
二、过热汽温的调节1、蒸汽流量扰动下过热汽温对象的动态特性：燃烧率增加对流式过热器出口的汽温升高，辐射式过热器出口的汽温降低，最终末级过热器出口的汽温仍随着负荷的增加/减少而升高/降低。
当蒸汽流量扰动时，由于过热器上各点的汽温几乎同时变化，因此过热器出口汽温变化的延迟很小，如果蒸汽流量的增加是汽机侧引起的，则在锅炉燃烧率调整之前，过热汽温是随着蒸汽流量的上升而下降，这就是为什么超温的时候开大汽机调门能快速把主汽温度降下来的道理（严重超温时可利用锅炉的蓄热适当加负荷：CCS或TF方式下将滑压开关退出，适当将主汽压力给定值设小，让汽机开调门）。
2、烟气传热量扰动下过热汽温对象的动态特性：沿着过热器整个长度方向上，烟气的传热是同时发生变化的，所以过热汽温的变化很快，迟延时间很小，其动态特性较好，但作为调温手段较困难。
3、减温水量扰动下过热汽温对象的动态延迟和惯性较大，手动操作时不要大起大落。
直流锅炉的启动系统
• 筒身： • 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
汽水分离器贮水罐
• 筒身： • 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
如膨胀量过大，将使锅炉内的工质压力和启动 分离器水位都一时难以控制。 影响工质膨胀的因素主要有启动流量、给水温 度、燃料的投入速度等。启动流量越大，膨胀 量越大；给水温度越低，膨胀到来越迟，膨胀 量越小；投入的燃料量大，投燃料速度快，工 质先达到沸点的位置在炉膛下辐射区，膨胀点 后的存水量就多，总的膨胀量大；同时局部压 力升高快，因而瞬时的最大排出量也愈大。
2．2．4 工质膨胀控制 控制燃料投入速度不宜过快、过大，调节分离 器各排放通道的排放量，以防止水冷壁超压和 启动分离器水位失控。 对外置式分离器的系统，冷态启动时水冷壁压 力高出分离器压力许多，工质膨胀时燃烧率已 较高，分离器的产汽量超过冲转所需要的耗汽 量，故汽轮机冲转在膨胀之前进行（但热态启 动仍是膨胀后冲转）。这样既有利于协调蒸汽 参数、减小启动热损失，又可避免低温再热器 因旁路容量限制了蒸汽流量而引起管子超温。
2．4 注意事项 锅炉点火初始阶段，由于炉膛温度极低，如 何使油燃烧器着火稳定、燃烧完善，特别是对重 油，良好的燃烧更为重要。 在升温升压过程中应严密监视汽水分离器和 对流过热器出口集箱的应力余度不超过限额，特 别在极态启动时。 在锅炉启动过程中，尤应加强对空气预热器 热点检测的监视，发现报警应及时到现场检查， 并坚持按规定每班对预热器的吹灰工作，防止预 热器再燃烧事故的发生。 在汽水分离器入口汽温第一次达到饱和温度 时，锅炉有一个汽水膨胀过程，此时要注意汽水 分离器和除氧器的水位控制，防止水位超限。
• 数量：2只/ 台炉
汽水分离器贮水罐
• 筒身： • 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
如膨胀量过大，将使锅炉内的工质压力和启动 分离器水位都一时难以控制。 影响工质膨胀的因素主要有启动流量、给水温 度、燃料的投入速度等。启动流量越大，膨胀 量越大；给水温度越低，膨胀到来越迟，膨胀 量越小；投入的燃料量大，投燃料速度快，工 质先达到沸点的位置在炉膛下辐射区，膨胀点 后的存水量就多，总的膨胀量大；同时局部压 力升高快，因而瞬时的最大排出量也愈大。
2．2．4 工质膨胀控制 控制燃料投入速度不宜过快、过大，调节分离 器各排放通道的排放量，以防止水冷壁超压和 启动分离器水位失控。 对外置式分离器的系统，冷态启动时水冷壁压 力高出分离器压力许多，工质膨胀时燃烧率已 较高，分离器的产汽量超过冲转所需要的耗汽 量，故汽轮机冲转在膨胀之前进行（但热态启 动仍是膨胀后冲转）。这样既有利于协调蒸汽 参数、减小启动热损失，又可避免低温再热器 因旁路容量限制了蒸汽流量而引起管子超温。
2．4 注意事项 锅炉点火初始阶段，由于炉膛温度极低，如 何使油燃烧器着火稳定、燃烧完善，特别是对重 油，良好的燃烧更为重要。 在升温升压过程中应严密监视汽水分离器和 对流过热器出口集箱的应力余度不超过限额，特 别在极态启动时。 在锅炉启动过程中，尤应加强对空气预热器 热点检测的监视，发现报警应及时到现场检查， 并坚持按规定每班对预热器的吹灰工作，防止预 热器再燃烧事故的发生。 在汽水分离器入口汽温第一次达到饱和温度 时，锅炉有一个汽水膨胀过程，此时要注意汽水 分离器和除氧器的水位控制，防止水位超限。
超临界直流锅炉冷态启动过程
０６３ ） １０ ４
本 文 以华 能 上海 石 洞 口第 二 电厂 ６ ０ Ｗ超 临界 直 流 锅 炉 ０Ｍ 为 例 ， 炉 由Ｓｌ ｒ 司 与美 国 Ｃ 公 司联 合 设 计 ， 本 上 采 用 锅 ｕｚ 公 ｅ Ｅ 基 Ｃ 典 型的总体 布置 ， 炉 膛 、 烟道 倒Ｕ 全 钢架悬 吊结构 ． Ｅ 单 双 型 炉 膛 水 冷 壁 下 部 （ 括 冷 灰 斗 ） 螺 旋 围 绕 管 圈 ， 部 为 一 次 包 采 上 上 升垂 直 管 屏 ， 者 之 问 采 用 中 间混 合集 箱 。 炉 设 计 煤 种 为 两 锅 东 胜 神 木 煤 。汽 机 旁 路 系 统 由 具备 安全 功 能 的 １０ ０ ％ＭＣ 容 量 Ｒ 的 高 压 旁 路 和 ６ ％ＭＣ 容 量 的 低 压 旁 路 两 级 串联 旁 路 构 成 。 ５ Ｒ 下面是其冷态启动过程 。
当 水 冷 壁 内 的温 度 和 压力 逐 渐 升 高 ，高 温 的水 将 残 留 在
炉 内 的杂 质 （ 主要 是 氧 化 硅 杂 质 ） 冲洗 出来 使 水 中 的 杂 质 增 加 。运 行 经 验 表 明铁 的沉 淀 在 ２ ０ ２ ０ ６ － ９ ℃发生 ， 以 当水 温 在 所 这 个 范 围 内 时要 进 行 热 态 清 洗 。 保持 水 量 和水 压 稳 定 ， 着 含 随 铁 量 的增 加 ， 断 地 放 水 和 补 水 ． 行 热 态 清 洗 。 不 进 ８旁 路 系统 启 动 初 期 对 汽 压 的 控 制 ． （ ） 启 动 时 ， 启 动 巾蒸 汽 温 度 与 金 属 温 度 相 匹 配 ， １在 使 缩 短启动时间 。 （） ２ 汽机 故 障 时 ， 采 用 停 机 不 停 炉 的方 式 。 网 故 障 时 ， 可 电 机 组 带 厂 用 电运 行 ， 利 于尽 快 恢 复供 电 ， 小 事 故范 围 。 有 缩 （ ） 动 时 防止 再 热 器 被 烧 坏 。 ３启 （ ） 收工 质 及 热 量 ， 低 噪 音 。 ４回 降 （ ） 动 时 ， 蒸 汽 中 的 固定 小 颗 粒 通 过旁 路 进 入 凝 汽 器 ． ５启 使 从而防止汽机调节汽门 、 嘴及叶片的颗粒腐蚀。 喷 ９汽 轮机 冲转 、 机 带 初 负 荷 ． 暖 到 上 步 时 ，汽 轮 机 的 冲 转 条 件 已完 全具 备 ，便 可 开 始 冲 转 。 是 要 注 意 冲 转 前 必 须 投 入 盘 车 。 过 程 锅 炉 的气 压 由 高 但 此 压 旁 路 控 制 不 变 。 着 进 汽 量 的 增 大 ， 轮 机 的高 压 调 节 阀 门 随 汽 逐 渐 打 开 ， 同时 高 低 压 旁 路 逐 渐 关 小 ， 到 高低 压 旁 路 全 关 而 直 以后 ， 炉 的蒸 发 段 仍 为 湿 态 ． 续 增 加 燃 料 量 将 使 分 离 器 进 锅 继 汽 量增 加 ， 离 器 的 水 位 下 降 。保 持定 压运 行 时 ， 离 器 的Ａ 分 分 Ａ 阀 和Ａ Ｎ阀 已 全 关 ， 有 Ａ Ｂ 还 继 续 用 于维 持 水 位 。 随着 燃 只 Ｎ 阀 料量 的继续增加 ， 离器的水位继续下降Ａ Ｂ 继续关小 ， 分 Ｎ 阀 直 到 全 关 为 止 ， 时 分 离 器 完 成 从 湿 态 到 干 态 的 转 变 ， 为 一 个 此 成 微 过 热 蒸 汽 通 道 。具 体 过 程 如 下 ： 以上 汽 门 冲转 过 程 为 例 ， 当 主蒸 汽 满 足 冲转 条 件 时 ， 汽 轮 机 各 油 系 统 正 常 的 情 况 下 ． 在 运 行 人 员 按 主 汽 门控 制 键 ， 中压 调 门 和高 压 调 门全 开 。 时 系统 这 处 于 主 气 门主 控 方 式 ，还 未进 行 主 汽 们 到 高 压 调 门 的控 制 切 换 。升转 速 直 ￣ ２ ０ ｒｍｉ ， 行 人 员 按 高 压 调 门控 制 键 ， Ｅ １９ ０／ ｎ 运 Ｄ Ｈ 系 统 开 始 进 行 控 制 调 门 的切 换 。 为 了 防 止 切 换 过 程 引 起 汽 轮 机 超 速 ， Ｅ 要 先关 高 压 调 门 到 最 小 开 度 ， 待 汽 轮 机 转 速 下 Ｄ Ｈ 等 跌 （ 般 要 下 跌 ５ ｒｒｉ 一 ０／ ｎ以上 ） 当 转 速 下 跌 完 成 时 ， 汽 门 退 ａ 。 主 出对 转 速 的控 制 ， Ｄ Ｈ系 统 控 系 统 下 以一 定 的 速 率 全 开 ． 在 Ｅ 当 其 开 度 大 于 全 行 程 的 ９ ％时 ， 门 控 制 切 换完 成 。以后 由高 压 ０ 阀 调 门控 制 转 速 完 成 冲 转 直 到 ３ ０ ｒ ｍ ｎ ０ ０／ ｉ 。 １ ． 续 升 负 荷 直 到 满 负 荷 ０继 石 洞 口这 台机 组 滑 压 运 行 采 用 的 是 定 压 一 滑 压一 定 压 运 行方式。 ５ ３ ％以 下 的定 压 运 行 主 要是 为 了启 动 方便 和锅 炉 水 冷 壁 的 安全 ； ０ 以上 的定 压 运 行 主要 是 为 了机 组 调 频 运 行 的 需 ９％ 要。 ５ 从３ ％额 定 负荷 开 始 自动 滑 压运 行 的具 体 条件 是 在 协 调 运 行 方 式 下 高 压 旁 路 全 关 和 控 制 高 压 旁 路 的开 启 信 号 小 于 ２ 。 ％ 如 果 只有 高压 旁 路 全 关 ，则 当汽 压 高 时 高压 旁 路 还 会 开启 ， 因 此 ， 须 保 证 两个 条 件 同时 具备 ， 此应 使 用 协 调 方式 运 行 。 必 为 在 滑 压 条 件 下 ， — ３ 调 节 汽 门 全 开 是 保 证 经 济 运 行 的 １ 号 关 键 。 因 此 ， 调 控 制 中 规 定 ： 汽 轮 机 调 节 汽 门 开 度 在 ８ ％ 协 当 ７ 以 上 时 才 能 进 入 滑 压 运 行 方 式 ，当 开 度 小 于 ８ ％时 应 自动 退 ２ 出 。 始 进 入 滑 压 运 行 以 后 ， 调 控 制 系 统 根 据 负荷 送 出汽 压 开 协 信号给机炉主控 ， 以保 持 滑压 运 行 参 数 ： 个 跟 踪 器 跟 踪 汽 压 一 的 实 际 指 令再 加上 １ Ｍ Ａ的 富裕 量 ， 为 高压 旁 路 的动 作 值 ， ． Ｐ ３ 作 当 汽 压 超 过此 值 时 高压 旁 路 就 开 启 ， 到一 定 的保 护 作 用 。 起 利 用 滑压 运行 ， 启 下 一 台磨 煤机 继 续 升 负 荷 。 负荷 升 开 当 至 近５ ０ ０ ＭＷ时 也 即 ８ ％ＭＣ 时 ， 始 由 亚 临 界 向 超 临 界过 度 ， ０ Ｒ 开 汽 水 分 离 器
直流锅炉启动系统
扩容器式 循环泵式 疏水热交换器式
NCEPU
扩容器式
分离器疏水流到 扩容器回收箱， 在机组启动疏水 不合格时，将水 放入地沟，疏水 合格后，排入凝 汽器进行工质回 收，同时，分离 器疏水还可以通 入除氧器，一方 面可以回收工质， 另一方面也可用 来加热除氧器水 回收热量。
NCEPU
NCEPU
直流锅炉启动系统
NCEPU 一、直流锅炉启动系统的作用
建立启动压力和启动流量，保证给水连续地通过省煤器和 水冷壁，尤其是保证水冷壁的足够冷却和水动力的稳定性。
回收锅炉启动初期排出的热水、汽水混合物、饱和蒸汽以 及过热度不足的过热蒸汽，以实现工质和热量的回收。
在机组启动过程中，实现锅炉各受热面之间和锅炉与汽轮 机之间工质状态的配合。单元机组启动过程初期，汽轮机 处于冷态，为了防止温度不高的蒸汽进入汽轮机后凝结成 水滴，造成叶片的水击，启动系统应起到固定蒸发受热面 终点，实现汽水分离的作用。从而使给水量调节、汽温调 节和燃烧量调节相对独立，互不干扰。
根据实际需要，启动系统还可设臵保护再热器的汽轮机旁 路系统。但近年来为了简化启动系统，实现系统的快速、 经济启动，并简化启动操作，有的启动系统不再设臵保护 再热器的旁路系统，而以控制再热器的进口烟温和提高再 热器的金属材料的档次，保证再热器的安全运行。
NCEPU 二、直流锅炉启动系统的种类
外臵式启动分离器系统
(三)可降低给水泵在启动和低负荷运行的功率；
(四)适合于频繁启动、带循环负荷。 (五)不仅可以带泵运行，而且即使泵不能使用，也照样可以不带泵启动。 (六)进入循环泵的水来自下降管或锅炉给水管或同时从这两者中来； 这样的布臵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，无须设臵任何最小流量的泵循环回路及其必须的控制设备； (七)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。
NCEPU
扩容器式
分离器疏水流到 扩容器回收箱， 在机组启动疏水 不合格时，将水 放入地沟，疏水 合格后，排入凝 汽器进行工质回 收，同时，分离 器疏水还可以通 入除氧器，一方 面可以回收工质， 另一方面也可用 来加热除氧器水 回收热量。
NCEPU
NCEPU
直流锅炉启动系统
NCEPU 一、直流锅炉启动系统的作用
建立启动压力和启动流量，保证给水连续地通过省煤器和 水冷壁，尤其是保证水冷壁的足够冷却和水动力的稳定性。
回收锅炉启动初期排出的热水、汽水混合物、饱和蒸汽以 及过热度不足的过热蒸汽，以实现工质和热量的回收。
在机组启动过程中，实现锅炉各受热面之间和锅炉与汽轮 机之间工质状态的配合。单元机组启动过程初期，汽轮机 处于冷态，为了防止温度不高的蒸汽进入汽轮机后凝结成 水滴，造成叶片的水击，启动系统应起到固定蒸发受热面 终点，实现汽水分离的作用。从而使给水量调节、汽温调 节和燃烧量调节相对独立，互不干扰。
根据实际需要，启动系统还可设臵保护再热器的汽轮机旁 路系统。但近年来为了简化启动系统，实现系统的快速、 经济启动，并简化启动操作，有的启动系统不再设臵保护 再热器的旁路系统，而以控制再热器的进口烟温和提高再 热器的金属材料的档次，保证再热器的安全运行。
NCEPU 二、直流锅炉启动系统的种类
外臵式启动分离器系统
(三)可降低给水泵在启动和低负荷运行的功率；
(四)适合于频繁启动、带循环负荷。 (五)不仅可以带泵运行，而且即使泵不能使用，也照样可以不带泵启动。 (六)进入循环泵的水来自下降管或锅炉给水管或同时从这两者中来； 这样的布臵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，无须设臵任何最小流量的泵循环回路及其必须的控制设备； (七)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。
直流锅炉的启动
技术比武讲义
三、启动给水流量与锅炉压力温度控制 1．启动给水流量 600MW机组启动给水流量为25-35％MCR。锅炉在启动给水流量下 进行点火。锅炉负荷达到启动给水流量后，给水流量随负荷上 升而增加。 2. 锅炉压力温度控制
能源动力与机械工程学院
华北电力大学
技术比武讲义
600MW机组直流锅炉。该锅炉定为分离器进口工质温度为锅炉 温度，分离器进口工质压力为锅炉压力。启动过程锅炉压力与 锅炉温度的控制分两个阶段。 第一阶段：点火至35％MCR为第一阶段，该阶段锅炉工作似汽 包锅炉，锅炉零压力点 火，锅水温度升至100℃就开始产 汽，锅炉压力随产汽量增加而逐渐上升。锅炉压力升高的同时 锅炉温度也上升。升压速度主要受分离器与末级过热器出口联 箱热应力限制。 第二阶段：该阶段为锅炉负荷大于或等于35％MCR，分离器干 态，锅炉纯直流运行状态。锅炉压力由给水泵压头和给水调节 阀调节。锅炉温度由给水流量／燃料量比例调节。
能源动力与机械工程学院
华北电力大学
技术比武讲义
能源动力与机械工程学院
华北电力大学
技术比武讲义 二、外置分离器直流锅炉停运基本程序 外置分离器直流锅炉停运方法有投用启动分离器和不投用 启动分离器两种，前者用于检修停运，后者用于热备用停 运。 投用启动分离器停运基本程序框图见图4—18，停运曲线见 图4—19。 首先锅炉降压、汽轮机开调速汽阀、机组降负荷，负荷降 至与启动分离器容量相适应时投入启动分离器，然而锅炉 本体压力保持不变，降低启动分离器压力降负荷，直至锅 炉熄火、汽轮发电机解列。 不投用启动分离器停运基本程序框图见图4—20。 能源动力与机械工程学院 华北电力大学
能源动力与机械工程学院
华北电力大学
技术比武讲义
600MW级超临界直流锅炉启动过程中压力与温度控制探讨
不再增加， 主蒸汽压力主要由汽轮机高压旁路 糯
来调节。
在升温升压过程中 ， 为达到汽轮机冲车的 条件 ， 必须有一定 的主蒸 汽流量 ， 防止蒸 汽带
图２ 锅 升 升 过 主 温 压 对 关系 炉 温 压 程中 蒸汽 度与 力 应
水， 主蒸汽温度也要求有一定的过热度… 。为防止主蒸汽及再热蒸汽超温 ， 的开度 ， 旁路 及开启的时间 尤为重要 。当蒸汽达到冲车要求的时 ， 主蒸汽压力不要太高 ， 这就要求高压旁路开度要大 ， 这样 能保证 定的蒸汽流量 ， 主蒸汽不易超温 。高压旁路开度一般为 ４ ％左右 ， ５ 主蒸汽压力设定为 ７Ｍ ａ Ｐ。
力为 ３ ０～ ． ａ ． ３ ５ＭＰ 。
表 １ 点火及助燃油特性分析
气轮机要求的冲转参数为： 主蒸汽压力 ５Ｍ ａ ８９Ｍ ａ 主蒸汽温度 ３０ｏ ４０ｏ 再热蒸 汽压 Ｐ ～ ． Ｐ ， ７ Ｃ一 ２ Ｃ， 力 ０ ６ Ｐ ～ ． Ｐ ， ． ａ ０ ８ ａ再热蒸汽温度 ３ ０ Ｃ～ ７ ℃ ， Ｍ Ｍ ２ ３０ 主蒸汽过热度大于 ５ ｏ ６℃。在锅炉压力为０ ２ Ｐ ． ａ Ｍ 时开启高低旁路 ， 此后到锅炉冲转期间主再热蒸汽压力 由高低旁路控制 ， 主蒸汽压力与旁路开度关系见 图１ 。由图 １ 可知主蒸汽压力在 ９ Ｐ 之前与高压旁路开度基本成线形关系。当主蒸汽压力达 ９ Ｐ ａ Ｍ ａ Ｍ 定压时 ， 高低旁路控制方式均为 自动方式下 ， 此时主蒸汽流量为 １５ ６ ／ ， ９ ． ｈ 主蒸汽温度 为 ３ ７ Ｃ， ｔ ９ 再热 ｏ 蒸汽 也达 到气 轮机 冲转 要 求 。
６ ０ＭＷ 级 超 临 界 直 流 锅 炉 启 动 过 程 中 ０ 压 力 与 温 度 控 制 探 讨
郑 国宽 ， 春 江 ， 袁 文 岩２
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20℃。
第四节 直流锅炉启动工况分析
(2)600MW机组直流锅炉。 第一阶段：点火至35％MCR为第一阶段，该阶段锅炉工作似 汽包锅炉，锅炉零压力点火。
第二阶段：该阶段为锅炉负荷大于或等于35％MCR，分离器 干态，锅炉纯直流运行状态。锅炉压力由给水泵压头和给水调 节阀调节。锅炉温度由给水流量／燃料量比例调节。
Fe+<50ug/l,SiO2<20ug/l 2.蒸发受热面出口水品质 本体清洗
Fe+<50ug/l 3.点火后的水质控制 热态清洗
第一节 直流锅炉启动的特点
四、受热面区段变化与工质膨胀
直流锅炉的三大受热面串联连接，但是工质状态没有固定的分界，它 随着工况而变化。 第一阶段：启动初期，其质量流量等 于给水质量流量。
达沸点时工质膨胀结束。
第四节 直流锅炉启动工况分析
2．工质膨胀时间 ➢ 600MW机组内置分离器直流锅炉零压启动，锅炉点火后
升负荷 工质膨胀、切分
第三节 直流锅炉启动停运基本程序
一、启动程序
循环清洗
建立启动流量
点火
锅炉升温升压 热态清洗 工质膨胀
冲转升速并网
分离器干湿态转换
升负荷
第四节 直流锅炉启动工况
一、锅炉进水 温度变化速度，热应力。如300MW机组各受热面出口温 度变化不大于10℃／min。 二、冷热态循环清洗
之前，锅炉温度低于饱和温度，锅 炉压力与温度分别控制。 ➢ 第二阶段：该阶段在锅炉工质膨胀 之后，锅炉温度为对应压力下的饱 和温度。 ➢ 第三阶段：该阶段在切除启动分离 器后，锅炉温度已是过热温度，其 值由给水流量／燃料量比例调节。
第四节 直流锅炉启动工况分析
注意： ➢ 锅炉温度升温速度不大于10℃／min； ➢ 水冷壁各管间工质温度差不大于45℃； ➢ 热态清洗阶段，锅炉温度不大于288℃； ➢ 锅炉工质膨胀前，锅炉温度应低于对应压力的饱和温度
第二节 直流锅炉启动旁路系统
直流锅炉启动旁路系统组成： ➢ 过热器旁路； ➢ 汽轮机旁路。 过热器旁路系统为直流锅炉单元机组特有的系统。 汽轮机旁路系统用于直流锅炉单元机组汽包锅炉单元机组。
一、启动旁路系统的功能和种类 直流锅炉单元机组启动旁路系统功能可归纳为辅助锅炉启 动，协调机、炉工况，保护设备及回收工质和热量。
凝汽器
凝结水泵
凝结水处理设备旁路
除氧器
低压加热器
300MW低压系统清洗过程
根据凝结水泵出口的 含铁量等指标控制清 洗过程
第四节 直流锅炉启动工况分析
根据启动分离器出口水 质指标控制清洗过程
凝汽器 凝结水泵
凝结水处理设备 凝结水升压泵 低加 除氧器
启动分离器
储水箱
水冷壁
省煤器
300MW高压系统清洗过程
第二节 直流锅炉启动旁路系统
种类 直流锅炉启动系统： ➢ 有内置式分离器启动系统ISSS ➢ 外置式分离器启动系统作，增加
了启停的复杂性。 ➢ 回收热量和工质。 ➢ 解决机炉间的蒸汽流量和
参数要求不一致的矛盾。 ➢ 压力低，设计制造方便，
第四节 直流锅炉启动工况分析
四、过热器通汽
(1)超温：过热器处于干烧状态，应限制其进口烟温不超过允许限值。 (2)能量：过热器通汽前启动分离器产汽送入除氧器、高压加热器，以提高 给水温度。这样，可减少锅炉燃料量，降低各级受热面的壁温。 (3)动量：过热器过早通汽，无足够的蒸汽流量把垂直蛇形管内积水冲走， 引起管内水脉动。过晚易倒冷，产生热应力。 (4)暖管：过热器通汽就开始对主蒸汽管、再热蒸汽管等进行暖管，暖管时 间应与汽轮机冲转时间相适应。
第四节 直流锅炉启动工况分析
五、锅炉工质膨胀
1．工质膨胀信号 水冷壁哪一位置先到达沸点，主要决定于燃料量及燃料量增加速 度，还和给水温度、炉膛过量空气系数等有关。 ➢ 燃料量多，速度快：工质膨胀量较大、膨胀也猛烈，直至锅炉
出口工质达到沸点时工质膨胀结束。 ➢ 燃料量少，速度慢：工质膨胀量较小，膨胀较弱，当下辐射到
直流锅炉的启动
第一节 直流锅炉启动特点
启动特性 ➢ 启动流量和启动压力
启动流量：由水冷壁安全质量流速决定。 启动压力：锅炉启动时的压力。
➢ 工质膨胀现象 ➢ 受热面清洗 ➢ 热量和工质回收
第一节 直流锅炉启动的特点
三、启动水工况
➢ 沉积在受热面内壁； ➢ 沉积在汽轮机通流部分 ➢ 进入凝汽器 控制指标： 1.省煤器进口水品质 循环清洗
第二阶段：排出质量流量大于给水流 量。
第三阶段：锅炉出口工质变成过热 蒸汽时，锅炉受热面形成水加热、 水汽化和蒸汽过热三个区段。
第一节 直流锅炉启动的特点
工质膨胀量：直流锅炉工质膨胀过程中排出的总水量。 膨胀强度：直流锅炉工质膨胀过程中，单位时间排出的水量。 影响因素： 分离器的位置 启动压力 启动流量 给水温度
运行要求低。
第二节 直流锅炉启动旁路系统
三、启动分离器 压力确定原则有以下几个。 ➢ 热量回收。 ➢ 流量排放。 ➢ 满足汽轮机的进汽要求。
第三节 直流锅炉启动停运基本程序
一、启动程序
循环清洗
建立启动压力 建立启动流量
点火
锅炉升温升压 分离器升压 过热器再热器暖管 热态清洗
冲转升速并网
高加
给水泵
600MW清洗过程类似， 只是分得更细
原则:先低压系统后高压系统
第四节 直流锅炉启动工况分析
三、启动给水流量与压力温度控制 1．启动给水流量
300MW:30％MCR 600MW:35％MCR
第四节 直流锅炉启动工况分析
2.锅炉压力温度控制
(1)300MW机组直流锅炉。 ➢ 第一阶段：该阶段在锅炉工质膨胀
第二节 直流锅炉启动旁路系统
功能： (1)辅助锅炉启动。 辅助建立冷态与热态循环清洗工况。 辅助建立启动压力和启动流量，或建立水冷壁质量流速。 辅助工质膨胀。 辅助管道系统暖管。
第二节 直流锅炉启动旁路系统
（2）协调机炉工况 ➢ 满足直流锅炉启动过程自身要求的工质流量与工质压力等。 ➢ 满足汽轮机启动过程需要的蒸汽流量、蒸汽压力与蒸汽温度。 （3）工质与热量回收。借助启动旁路系统回收启动过程锅炉排 放的工质和热量。 （4）安全保护。启动旁路系统能辅助锅炉、汽轮机安全启动。 有的启动旁路系统还能用于机组甩负荷保护、带厂用电运行或停 机不停炉等。
第四节 直流锅炉启动工况分析
(2)600MW机组直流锅炉。 第一阶段：点火至35％MCR为第一阶段，该阶段锅炉工作似 汽包锅炉，锅炉零压力点火。
第二阶段：该阶段为锅炉负荷大于或等于35％MCR，分离器 干态，锅炉纯直流运行状态。锅炉压力由给水泵压头和给水调 节阀调节。锅炉温度由给水流量／燃料量比例调节。
Fe+<50ug/l,SiO2<20ug/l 2.蒸发受热面出口水品质 本体清洗
Fe+<50ug/l 3.点火后的水质控制 热态清洗
第一节 直流锅炉启动的特点
四、受热面区段变化与工质膨胀
直流锅炉的三大受热面串联连接，但是工质状态没有固定的分界，它 随着工况而变化。 第一阶段：启动初期，其质量流量等 于给水质量流量。
达沸点时工质膨胀结束。
第四节 直流锅炉启动工况分析
2．工质膨胀时间 ➢ 600MW机组内置分离器直流锅炉零压启动，锅炉点火后
升负荷 工质膨胀、切分
第三节 直流锅炉启动停运基本程序
一、启动程序
循环清洗
建立启动流量
点火
锅炉升温升压 热态清洗 工质膨胀
冲转升速并网
分离器干湿态转换
升负荷
第四节 直流锅炉启动工况
一、锅炉进水 温度变化速度，热应力。如300MW机组各受热面出口温 度变化不大于10℃／min。 二、冷热态循环清洗
之前，锅炉温度低于饱和温度，锅 炉压力与温度分别控制。 ➢ 第二阶段：该阶段在锅炉工质膨胀 之后，锅炉温度为对应压力下的饱 和温度。 ➢ 第三阶段：该阶段在切除启动分离 器后，锅炉温度已是过热温度，其 值由给水流量／燃料量比例调节。
第四节 直流锅炉启动工况分析
注意： ➢ 锅炉温度升温速度不大于10℃／min； ➢ 水冷壁各管间工质温度差不大于45℃； ➢ 热态清洗阶段，锅炉温度不大于288℃； ➢ 锅炉工质膨胀前，锅炉温度应低于对应压力的饱和温度
第二节 直流锅炉启动旁路系统
直流锅炉启动旁路系统组成： ➢ 过热器旁路； ➢ 汽轮机旁路。 过热器旁路系统为直流锅炉单元机组特有的系统。 汽轮机旁路系统用于直流锅炉单元机组汽包锅炉单元机组。
一、启动旁路系统的功能和种类 直流锅炉单元机组启动旁路系统功能可归纳为辅助锅炉启 动，协调机、炉工况，保护设备及回收工质和热量。
凝汽器
凝结水泵
凝结水处理设备旁路
除氧器
低压加热器
300MW低压系统清洗过程
根据凝结水泵出口的 含铁量等指标控制清 洗过程
第四节 直流锅炉启动工况分析
根据启动分离器出口水 质指标控制清洗过程
凝汽器 凝结水泵
凝结水处理设备 凝结水升压泵 低加 除氧器
启动分离器
储水箱
水冷壁
省煤器
300MW高压系统清洗过程
第二节 直流锅炉启动旁路系统
种类 直流锅炉启动系统： ➢ 有内置式分离器启动系统ISSS ➢ 外置式分离器启动系统作，增加
了启停的复杂性。 ➢ 回收热量和工质。 ➢ 解决机炉间的蒸汽流量和
参数要求不一致的矛盾。 ➢ 压力低，设计制造方便，
第四节 直流锅炉启动工况分析
四、过热器通汽
(1)超温：过热器处于干烧状态，应限制其进口烟温不超过允许限值。 (2)能量：过热器通汽前启动分离器产汽送入除氧器、高压加热器，以提高 给水温度。这样，可减少锅炉燃料量，降低各级受热面的壁温。 (3)动量：过热器过早通汽，无足够的蒸汽流量把垂直蛇形管内积水冲走， 引起管内水脉动。过晚易倒冷，产生热应力。 (4)暖管：过热器通汽就开始对主蒸汽管、再热蒸汽管等进行暖管，暖管时 间应与汽轮机冲转时间相适应。
第四节 直流锅炉启动工况分析
五、锅炉工质膨胀
1．工质膨胀信号 水冷壁哪一位置先到达沸点，主要决定于燃料量及燃料量增加速 度，还和给水温度、炉膛过量空气系数等有关。 ➢ 燃料量多，速度快：工质膨胀量较大、膨胀也猛烈，直至锅炉
出口工质达到沸点时工质膨胀结束。 ➢ 燃料量少，速度慢：工质膨胀量较小，膨胀较弱，当下辐射到
直流锅炉的启动
第一节 直流锅炉启动特点
启动特性 ➢ 启动流量和启动压力
启动流量：由水冷壁安全质量流速决定。 启动压力：锅炉启动时的压力。
➢ 工质膨胀现象 ➢ 受热面清洗 ➢ 热量和工质回收
第一节 直流锅炉启动的特点
三、启动水工况
➢ 沉积在受热面内壁； ➢ 沉积在汽轮机通流部分 ➢ 进入凝汽器 控制指标： 1.省煤器进口水品质 循环清洗
第二阶段：排出质量流量大于给水流 量。
第三阶段：锅炉出口工质变成过热 蒸汽时，锅炉受热面形成水加热、 水汽化和蒸汽过热三个区段。
第一节 直流锅炉启动的特点
工质膨胀量：直流锅炉工质膨胀过程中排出的总水量。 膨胀强度：直流锅炉工质膨胀过程中，单位时间排出的水量。 影响因素： 分离器的位置 启动压力 启动流量 给水温度
运行要求低。
第二节 直流锅炉启动旁路系统
三、启动分离器 压力确定原则有以下几个。 ➢ 热量回收。 ➢ 流量排放。 ➢ 满足汽轮机的进汽要求。
第三节 直流锅炉启动停运基本程序
一、启动程序
循环清洗
建立启动压力 建立启动流量
点火
锅炉升温升压 分离器升压 过热器再热器暖管 热态清洗
冲转升速并网
高加
给水泵
600MW清洗过程类似， 只是分得更细
原则:先低压系统后高压系统
第四节 直流锅炉启动工况分析
三、启动给水流量与压力温度控制 1．启动给水流量
300MW:30％MCR 600MW:35％MCR
第四节 直流锅炉启动工况分析
2.锅炉压力温度控制
(1)300MW机组直流锅炉。 ➢ 第一阶段：该阶段在锅炉工质膨胀
第二节 直流锅炉启动旁路系统
功能： (1)辅助锅炉启动。 辅助建立冷态与热态循环清洗工况。 辅助建立启动压力和启动流量，或建立水冷壁质量流速。 辅助工质膨胀。 辅助管道系统暖管。
第二节 直流锅炉启动旁路系统
（2）协调机炉工况 ➢ 满足直流锅炉启动过程自身要求的工质流量与工质压力等。 ➢ 满足汽轮机启动过程需要的蒸汽流量、蒸汽压力与蒸汽温度。 （3）工质与热量回收。借助启动旁路系统回收启动过程锅炉排 放的工质和热量。 （4）安全保护。启动旁路系统能辅助锅炉、汽轮机安全启动。 有的启动旁路系统还能用于机组甩负荷保护、带厂用电运行或停 机不停炉等。