超臨界直流鍋爐冷態啟動過程

馬敏

摘要： 本文闡述了超臨界自流鍋爐的啟動特點，具體分析了超臨界直流鍋爐的冷態啟動的特點、過程，以及應注意的問題，并對上海石洞口二廠機組詳細進行了冷態啟動過程的分析。

關鍵詞： 超臨界直流鍋爐冷態啟動過程分析

本文以華能上海石洞口第二電廠600MW超臨界直流鍋爐為例，鍋爐由Sulzer公司與美國CE公司聯合設計，基本上采用CE典型的總體布置，單爐膛、雙煙道倒U型全鋼架懸吊結構，爐膛水冷壁下部（包括冷灰斗）采螺旋圍繞管圈，上部為一次上升垂直管屏，兩者之間采用中間混合集箱。鍋爐設計煤種為東勝神木煤。汽機旁路系統由具備安全功能的100%MCR容量的高壓旁路和65%MCR容量的低壓旁路兩級串聯旁路構成。下面是其冷態啟動過程。

1.鍋爐的啟動準備

（1）鍋爐在啟動前，通常按規程或鍋爐使用說明書，對鍋爐本體及汽水系統、風煙系統、燃燒系統及高低壓旁路、閉式冷卻水等其他公用系統進行全面的檢查，鍋爐有關的輔機（送、引風機，一次風機，空氣預熱器，以及電除塵，等等）、熱控。化學水處理和現場環境、消防、照明、通訊等均應具備安全啟動的條件。

（2）鍋爐的所有連鎖保護在啟動前均應投入運行。

2.鍋爐進水和循環清洗

直流爐在進水前必須進行水沖洗，用除鹽水沖洗系統的管道和鍋爐本體。沖洗的水不斷排放，以除去雜質和銹蝕。直至經化驗，鍋爐水質達到要求規定值，水沖洗暫告結束（后面還有熱態清洗），這實際上都是由于直流爐在正常運行過程當中不能排污所致。

3.吹掃

點火前必須用一定流量的空氣對爐膛中可能存在的可燃物和可燃氣體進行吹掃排除，防止鍋爐點火時發生爆燃。按順序鍋爐啟動有關輔機，按規定先進行輕重油系統的泄漏試驗并以約50％的鍋爐額定風量進行爐膛吹掃工作，將MFT復位，在五分鐘吹掃過程中，若有一條件不滿足，則必須吹掃中斷，查明原因，恢復吹掃條件，重新計時吹掃。

4.保持爐膛負壓

點火前，將引風機投入，保持爐膛負壓。關于點火前的總風量，通常為35%左右，CE規定：如果鍋爐MFT后是聯跳風機停爐的，則啟動時的風量應保持在35%—40%額定風量，時間不少于5分鐘，否則吹掃后將2次風進爐膛的小風門全部開足而無法調節。這樣做的目的是防止停爐時沒有足夠的通風量，在燃燒器周圍積有煤粉。因此點火前應適當加大風量進行吹掃。以上這幾步準備好以后，鍋爐可以點火。

5.鍋爐點火

鍋爐點火方式為輕油重油燃燒器。根據鍋爐的升溫升壓的要求，先點輕油槍，再點重油燃燒器，最后啟動制粉系統，緩慢增加燃料量，鍋爐升溫升壓。

6.鍋爐升溫升壓

鍋爐點火后，隨著燃料投入量的逐漸增加，鍋水溫度逐漸升高，由于此時過熱器和再熱器里基本沒有蒸汽或者有很少量的蒸汽通過來冷卻，為了防止其受熱面超溫，這時應通過控制爐膛出口煙氣的溫度來保護過熱器及再熱器，亦即控制燃料的投入率。

7.熱態清洗

當水冷壁內的溫度和壓力逐漸升高，高溫的水將殘留在爐內的雜質（主要是氧化硅雜質）沖洗出來使水中的雜質增加。運行經驗表明鐵的沉淀在260—290℃發生，所以當水溫在這個范圍內時要進行熱態清洗。保持水量和水壓穩定，隨著含鐵量的增加，不斷地放水和補水，進行熱態清洗。

8.旁路系統啟動初期對汽壓的控制

（1）在啟動時，使啟動中蒸汽溫度與金屬溫度相匹配，縮短啟動時間。

（2）汽機故障時，可采用停機不停爐的方式。電網故障時，機組帶廠用電運行，有利于盡快恢復供電，縮小事故范圍。

（3）啟動時防止再熱器被燒壞。

（4）回收工質及熱量，降低噪音。

（5）啟動時，使蒸汽中的固定小顆粒通過旁路進入凝汽器，從而防止汽機調節汽門、噴嘴及葉片的顆粒腐蝕。

9.汽輪機沖轉、暖機帶初負荷

到上步時，汽輪機的沖轉條件已完全具備，便可開始沖轉。但是要注意沖轉前必須投入盤車。此過程鍋爐的氣壓由高壓旁路控制不變。隨著進汽量的增大，汽輪機的高壓調節閥門逐漸打開，而同時高低壓旁路逐漸關小，直到高低壓旁路全關以后，鍋爐的蒸發段仍為濕態，繼續增加燃料量將使分離器進汽量增加，分離器的水位下降。保持定壓運行時，分離器的AA閥和AN閥已全關，只有ANB閥還繼續用于維持水位。隨著燃料量的繼續增加，分離器的水位繼續下降ANB閥繼續關小，直到全關為止，此時分離器完成從濕態到干態的轉變，成為一個微過熱蒸汽通道。具體過程如下：以上汽門沖轉過程為例，當主蒸汽滿足沖轉條件時，在汽輪機各油系統正常的情況下，運行人員按主汽門控制鍵，中壓調門和高壓調門全開。這時系統處于主氣門主控方式，還未進行主汽們到高壓調門的控制切換。升轉速直到2900r／min，運行人員按高壓調門控制鍵，DEH系統開始進行控制調門的切換。為了防止切換過程引起汽輪機超速，DEH要先關高壓調門到最小開度，等待汽輪機轉速下跌（一般要下跌50r／min以上）。當轉速下跌完成時，主汽門退出對轉速的控制，在DEH系統控系統下以一定的速率全開，當其開度大于全行程的90％時，閥門控制切換完成。以后由高壓調門控制轉速完成沖轉直到3000r／min。

10.繼續升負荷直到滿負荷

石洞口這臺機組滑壓運行采用的是定壓—滑壓—定壓運行方式。35％以下的定壓運行主要是為了啟動方便和鍋爐水冷壁的安全；90％以上的定壓運行主要是為了機組調頻運行的需要。從35％額定負荷開始自動滑壓運行的具體條件是在協調運行方式下高壓旁路全關和控制高壓旁路的開啟信號小于2％。如果只有高壓旁路全關，則當汽壓高時高壓旁路還會開啟，因此，必須保證兩個條件同時具備，為此應使用協調方式運行。

在滑壓條件下，1—3號調節汽門全開是保證經濟運行的關鍵。因此，協調控制中規定：當汽輪機調節汽門開度在87％以上時才能進入滑壓運行方式，當開度小于82%時應自動退出。開始進入滑壓運行以后，協調控制系統根據負荷送出汽壓信號給機爐主控，以保持滑壓運行參數；一個跟蹤器跟蹤汽壓的實際指令再加上1.3MPA的富裕量，作為高壓旁路的動作值，當汽壓超過此值時高壓旁路就開啟，起到一定的保護作用。

利用滑壓運行，開啟下一臺磨煤機繼續升負荷。當負荷升至近500MW時也即80%MCR時，開始由亞臨界向超臨界過度，汽水分離器的壓力很快越過22.2MPA，進入超臨界壓力狀態。最后達到超臨界工況，繼續升負荷。當負荷升到90％時，轉為定壓運行方式，直至滿負荷。

到此冷態啟動結束，機組轉為正式運行階段。

參考文獻：

［1］朱全利主編.鍋爐設備及系統.電力出版社，2006，2.

［2］汪祖鑫主編.超臨界壓力600MW機組的啟動和停運.中國電力出版社，2004，2.

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