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直流锅炉启动过程中注意事项

上海石洞口二厂600MW超临界机组锅炉所选用的启动流量为35%MCR,而 启动压力较低,水冷壁水容积又较大,故汽水膨胀的峰值也较大,估计 膨胀发生时的瞬时排水量为启动流量的12倍1:237_。对如此大流量的排 放,汽水分离器的疏水排放能力是否足够是非常重要的。该锅炉汽水分 离器有三路疏水,二路经AN、AA阀去大气扩容器,一路经ANB阀去凝汽器。 这三个阀门都是以分离器水位作为阀门的控制信号,开启时间快,而且 通流量也足够大。所以尽管膨胀开始到出现峰值是很快的,制造厂设计 能保证疏水的排放。
(4)燃料投入速度
当燃料量(运行工况为重油)投入速度快时,工质的升温也愈快,辐射省 煤器出口的水温也愈早达到饱和。因此膨胀发生得早,蒸发前移,蒸发 点前移又标志着其后受热面蓄水量大,其瞬时的排出量也愈大,使汽水 分离器水位波动大。为了减少瞬时的最大排出量,可以适当减少燃料量 来缓和膨胀高峰。
在启动过程中,为合理控制工质膨胀,操作中主要是控制好燃料的投入 速度和给水温度。具体是燃料投入速度不宜过快、过大,启动过程中给 水温度逐渐上升是正常的,应避免 在膨胀阶段有会引起给水温度突然 升高的操作。
影响工质膨胀的主要因素:
(1)启动分离器的位置
膨胀发生时,汽水混合物的排出量以及膨胀持续的时间都与汽水分离器 前的蓄水量有关。汽水分离器愈靠近锅炉水冷壁出口,即参与膨胀的受 热面愈少,也就是分离器前的蓄水量愈少,总的膨胀量就小,膨胀持续 时间就愈短。汽水分离器旁锅炉水冷壁出口愈远,膨胀量愈大。
此外,根据水和蒸汽的饱和温度与压力之间的变化规律可知:压力愈低, 饱和温度随压 力而变化的幅度愈大(低压阶段,每上升0.1MPa,其饱和 温度上升值大);压力愈高,饱和温度随压力而变化的幅度愈小(高压阶 段,每上升0.1MPa,其饱和温度上升值小)。也就是说,在低压阶段,若 升压过快,会引起较大的温度变化,因而引起过大的温差热应力。因此 在启动初期(升压过程的低压阶段),应维持的时间比较长,升压速度应 控制慢一些。
2)热态清洗
当水冷壁内水的温度和压力逐渐提高时,高温的水又会将残留在系
统内的杂质(主要是 氧化铁、硅化物等)冲洗出来,使水中杂质增加。
运行经验表明,锅炉启动过程中铁的沉淀大约在260~290℃之间。所以
锅炉规定当出口水温在260~290℃时为热态清洗范围,在这 个范围内,
保持水温稳定,随着含铁量增加,不断放水,不断补水,进行热态冲洗。
4)屏式过热器及再热器的积水问题
锅炉启动时,屏式过热器及再热器中可能积有存水,冷态启动时尤为严 重。在启动初期 的低压阶段,积水可能会使管内形成水塞,以致造成 设备事故。
一般,屏式过热器及再热器内的积水会随锅炉启动,燃烧逐渐加强而加 热、汽化。那么 判断积水是否已经汽化的标准是屏式过热器的金属温度 是否已经高于当时工质饱和温度 40℃。如果高于40℃,则说明过热器 和再热器管内的积水已经汽化。
1)严格控制升压率 在升压过程中,锅炉蒸发受热面所吸收的热量,除用于加热水至饱和温
度并使部分水汽 化之外,同时使受热面金属本身的温度也相应提高。 由于水和蒸汽在饱和状态下,温度与压力之间存在一定的对应关系,所
以蒸发受热面的 升压就是升温,通常以升压速度来控制升温速度的大 小。 为使受热面的温升不至过快,以免温差过大产生较大的热应力而引起设 备损坏,故锅炉 的升压速度受到限制。 在升压初期,由于只有少量燃烧器投入运行,燃烧较弱,炉膛内火焰充 满程度较差,炉 内热负荷不均匀性也较大,所以升压过程的开始阶段 的温升速度应比较缓慢。
(2)启动压力的影响
汽水比容不同是引起工质膨胀的物理原因。压力愈低,汽水的比容差愈 大;压力愈高,汽水比容差愈小。因此启动压力的高低直接影响膨胀量 的多少。压力愈高,膨胀量愈小,而且,由于压力高,相应的水饱和温 度亦高,则膨胀开始时间要晚。
(3)给水温度的影响
在启动过程中,给水温度是逐渐升高的,而给水温度的高低影响膨胀到 来的迟早。因为给水温度愈高,愈接近饱和温度,因而辐射省煤器(实际 是水冷壁)出口的工质愈早地达到饱和温度,即膨胀开始得愈早。此外, 给水温度升高的时间和速度,对膨胀的发生也有一定影响。
右图为国产300MW UP型直流锅 炉启动过程中冷态清洗和热态 清洗时,锅水中含铁量的变化 情况。
在锅炉水冷壁出口水温达260~ 290℃时,汽水分离器继续进行 排放疏水,如果分离器疏水的 含铁量过高时,应考虑将疏水 排入地沟。
3)启动中的汽水膨胀
随着启动过程的燃料量的增加,工质温度逐步上升,炉内辐射受热面(水 冷壁)某处先达到该压力下的饱和温度,工质开始膨胀,大量工质进入汽 水分离器。而当出口温度也达到其压力下饱和温度时,膨胀高峰已过, 当该出口工质温度开始过热时,则工质膨胀结束。
膨胀过程中要注意防止水冷壁及分离器超压,在运行操作中需要合理控 制燃料投入速度及分离器的疏水排放量。
这里必须指出,炉内辐射受热面(水冷壁)中首先达到饱和温度的“位 置”,实际上是不可能精确知道的。因为水冷壁中压力、温度的测点和 表计是不可能沿受热面的高度连续装设的。所以一般只能近似地以某一 辐射区出口温度达到饱和温度来判定膨胀的开始。并且由于每台锅炉的 燃烧室结构及燃烧器布置不同,其膨胀开始点也不相同。
直流锅炉启动过程中注意事项
国电聊城发电有炉升温升压
锅炉点火后,燃料燃烧放热使锅炉各部分逐渐受热,锅水温度逐渐升高。 由于过热器和 再热器内还没有蒸汽或少量蒸汽通过,处于“干烧”状 态,故一般根据这二个受热面所用钢 材来限制受热面前的烟气温度。 另外,还需控制管系的温升速度,一般都在低燃烧率下维持 一定时间。
汽水分离器内最初无压,随着投入燃料量的增加,而水冷壁初始水流量 为35%MCR,因此水冷壁出口工质温度逐渐上升,并进入汽水分离器。当 工质温度超过大气压下的饱和温 度时,分离器中即开始产生蒸汽并开 始起压。以锅炉点火直到汽压升到工作压力,这个过程 称为升压过程。 在锅炉的升压过程中应注意以下几点:
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