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300MW机组锅炉启动上水加热过程探讨
发布时间：2013-09-17 08:03 来源：未知
靖远第二发电有限公司（简称靖电）5号、6号机组分别于1996年11月和1997年9月投产发电。其汽轮机为N300. 16, 7-537/537引进优化型机组，与WC21025/18 .28-1型自然循环炉和QFSN-300-2型发电机配套。单台机组给水泵设置为2台50%容量的汽动泵和l台50%容量的电动泵；给水泵汽轮机设有高、低压2套内切换配汽系统，正常运行时汽源来自主机四段抽汽，主蒸汽作为备用汽源。由于具备辅助蒸汽系统向四段抽汽系统供汽条件，因此也可以利用邻机汽源冲动给水泵汽轮机，此种运行方式靖电机组在开、�；讨芯晒κ褂霉�。2005年，靖远5号机组在技改性大修中完全取消了给水泵汽轮机高压汽源，机组运行中由于辅助蒸汽系统与四段抽汽系统之间的供汽阀为一常闭手动阀，所以汽源的切换还不能实现自动，此系统还有待于完善。富通新能源生产销售生物质锅炉，生物质锅炉主要燃烧颗�；�、木屑颗粒机压制的生物质颗粒燃料，同时我们还有大量的杨木木屑颗粒燃料和玉米秸秆颗粒燃料出售。
1、锅炉点火前汽、水系统操作
靖电5号和6号机组单机均装有2台凝（补）水泵(1台额定流量为95m33，h，扬程为88 m；另1台额定流量为155m3/h，扬程为184.2m)，用来完成机组启动时向凝汽器、除氧器、汽包上水，供首台凝结泵启动密封水，向发电机定子冷却水系统补水等任务。
锅炉上水有如下3种方式：电动给水泵经主给水管道（正常运行及热态启动）上水；凝（补）水泵经主给水管道（冷态启动前）上水；电动给水泵经过热器减温水管道（水压试验）上水。规定上水时间：冬季大于4h，夏季大于2h。
为加快冷态启动过程，降低燃油消耗，锅炉水冷壁各下集箱皆装有蒸汽加热设备。加热蒸汽来自邻机再热器冷段节流后的2.55 MPa辅助蒸汽母管。锅炉点火前要求投入底部加热，以不低于0.8 MPa压力的辅助蒸汽，将炉水加热至100一110℃；并要求汽轮机凝汽器真空达到- 30 kPa以上。因此，机侧必须合理安排各项操作，为锅炉点火创造充分条件。相关操作步骤见表l。
在机组启动过程中，靖电虽然也采用过汽动给水泵，但人们仍习惯于用电动给水泵作为锅炉启动给水泵。从节能及提高机组启动的可靠性来讲，应优先使用汽动给水泵。但在锅炉升温、升压阶段，蒸发量较小，所需给水量也较小，无论是电动给水泵还是汽动给水泵运行都不经济。由于汽动给水泵设计有可独立运行的电动前置泵，这就为前置泵节能潜力的开发创造了基本条件。因此，在锅炉升温、升压的一定阶段，可利用汽动给水泵前置泵向锅炉上水。根据经验估算，给水泵出口压力最小为锅炉最高压力的1.25倍。因此，若前置泵出口压力取设计值1.84 MPa，则利用前置泵向锅炉上水汽包最高压力可达1.472 MPa（也适用于停炉后汽包上水）。根据锅炉升压曲线（见表2）及汽泵启动曲线（汽泵从冲动到3 000 r，nun带负荷约需要1h）可知，锅炉点火后当汽包压力达到0.45 MPa左右时，给水泵汽轮机应开始冲转；经过1h，当汽包压力达到1.472 MPa时，汽动给水泵可逐渐带负荷。
由于前置泵与其主泵为串联关系，因此，前置泵运行期间，若流量较大，则有可能使给水泵汽轮机冲转，同时也使主泵冲蚀加剧，寿命缩短。笔者认为，利用前置泵向锅炉上水时，应关闭给水泵再循环阀，并将主给水泵短路。给水泵再循环阀根据汽动给水泵暖泵和启动的需要而开启。系统改造见图1。
从上述操作中还可见，在除氧器投加热后，凝结泵的主要作用是提供给水泵、真空泵密封水及相关减温水等。当然也可通过凝（补）水泵向凝结水系统充水来实现。据有关资料分析，除氧器压力降到0.4 MPa以下时，利用凝（补）水泵作为机组启动时的工作泵是可行的。靖电6号机带200 MW负荷情况下，除氧器压力为0.463 MPa，凝结泵出口压力为2.97 MPa左右，凝结水流量为540. 550 t/h左右，除氧器上水调节阀后（位于轴封加热器后、低压加热器前）凝结水压力约1.0MPa，而高压凝（补）水泵实际出口压力可达到2MPa，具有足够的供水能力。
由于凝（补）水泵水源来自500 t(6号机改为300t)除盐水贮水箱，在除氧器投加热暂时不需要补水的情况下，充入凝结水系统的除盐水将主要通过给水泵密封水重力回水及凝结水再循环回到凝汽器，从而导致凝汽器水位升高。因此，在机组启动过程中，如果要用凝（补）水泵来代替凝结泵运行实现节能，必须对前述操作程序进行修改。富通新能源生产销售的生物质锅炉以及木屑颗�；怪频纳镏士帕Ｈ剂鲜强突遣淮淼难≡瘛�
2、除氧器加热和锅炉加热
2.1除氧器加热系统改造
机组正常运行中除氧器由汽轮机四段抽汽供汽，采取滑压运行方式。除氧器还设计有l台除氧器给水循环泵，用以开、�；讨谐跗髂诟难芳尤龋淙肟诮幼訠前置泵入口电动门前，出口至除氧器凝结水进水管。除氧器加热蒸汽由厂用辅助蒸汽系统供给，要求控制除氧器供汽压力不超过0.15 MPa(实际有时达到0.5～0.7MPa)。在使用汽动给水泵前置泵作为锅炉上水泵后，自高压加热器后给水管道至除氧器凝结水进水管设计一给水循环管，即可由前置泵来担负原除氧循环泵的相应功能，原除氧器给水循环泵及其系统可全部取消。
当锅炉汽包水位高报警时，该给水再循环管上的至除氧器水箱的阀门还可与锅炉汽包水位构成联锁关系，即当水位高报警时，该阀联锁开启，以限制汽包水位上升的速度，同时运行人员进行减少给水流量的操作，从而防止汽包水位的进一步升高，以至事故放水阀动作或汽包水位高�；ざ鞫贾鹿魅剂咸�；水位恢复正常时，该阀联锁关闭。该措施可减少给水泵再循环阀动作的次数，有利于高压加热器的�；ず透哐辜尤绕鞯乃婊舳�。
2.2锅炉底部加热系统
为了减小并列水冷壁管的受热不均，提高锅炉水循环的安全性，水冷壁底部加热联箱分成28段，分别由来自6根+508×50 mm的集中下降管末段的28根+159×20咖的支管供水，因此其加热蒸汽管道及阀门也分成28组，由此形成了28个水循环小回路。这种底部加热系统主要的问题是系统复杂、人工操作量大、加热缓慢。
2.3溢流与系统冲洗
在机组启动投加热过程中，由于加热工质的注入，除氧器、汽包的水位都会上升。当除氧器水位过高时，给水通过除氧器溢流系统进入凝汽器，其热量被冷却水带走；当汽包水位上升至150 mm时，则开启事故放水阀，过量给水也可通过锅炉定排系统排放。另外，机组启动过程中对系统进行冲洗，以尽快达到汽、水品质合格也是一项重要任务。由于上述加热过程的缓慢进行，难以形成完整高效的系统冲洗条件，给水系统循环冲洗远滞后于凝结水系统，且反过来又影响凝结水系统水质（除氧器溢流进入凝汽器），造成了凝结水系统的大量排放换水。
总体来看，锅炉点火前循环工质的加热是在锅炉水冷壁下联箱和除氧器内先后分别通过孤立的自然循环和强制循环实现的。存在着操作量大，协调不好，难以控制，时间长，水质差，工质、热量浪费严重等问题。
3、炉水至除氧器自流的实现及理论依据
将锅炉定排系统由分散式改造为集中式，在定排母管与除氧器之间设计一连通管，是实现炉水向除氧器自流的必要条件。
4、锅炉上水操作注意事项
4.1冷态启动
(1)启动l台凝（补）水泵，开启凝（补）水母管至凝结水系统充水门，经低压加热器水侧冲洗凝结水系统及除氧器，化验水质合格后，将除氧器水位补至正常。
(2)启动l台汽泵前置泵，经主给水管道（高压加热器水侧投入）向锅炉上水、冲洗，化验水质合格后，停止排污，适时投入除氧器加热。通过调整锅炉连续排污母管至除氧器循环调节阀，控制锅炉至除氧器的回水量，与锅炉上水调节阀配合，协调汽包与除氧器水位。加热前期，应尽量保持低水位，以防除氧器溢流或汽包事故放水阀动作。应将加热速度控制在规定的范围内，并定期化验系统水质。当水质较差时，应及时排污。随着工质的循环加热，锅炉汽包、水冷壁与除氧器同步加热升温，直至满足锅炉点火的水位、水质、汽包壁温条件。锅炉点火后，继续由前置泵向锅炉上水，直至汽包压力达到1. 472 MPa左右，切换为汽动主给水泵上水（汽包压力达到0.45 MPa左右时，给水泵汽轮机应开始冲转）。
(3)保持凝汽器补水阀关闭，通过给水泵密封水重力回水系统及凝结水再循环阀向凝汽器补水。其目的在于保持一定的凝结水母管压力，防止凝汽器水位过高，尽量延迟凝结泵的启动时间以节约厂用电。当凝（补）水泵不能满足除氧器上水要求或凝汽器水位过高时，应及时启动凝结泵，停止凝（补）水泵运行。
4.2热态启动
(1)保持除氧器水位正常。
(2)启动1台前置泵，通过高压加热器出口给水循环系统（至除氧器阀开，至除氧器水箱阀关）打循环，投除氧器加热汽源。
(3)除氧器水温满足汽包壁温要求后，若汽包压力不大于1.472 MPa，可通过前置泵向锅炉上水；若汽包压力大于1.472 MPa，则应通过主给水泵上水。
5、结语
(1)将锅炉与除氧器加热合为一体后，汽包水温的提高是在除氧器加热和给水系统水循环过程中实现的。炉水的加热过程由锅炉底部转移到除氧器内部进行，厂用辅汽联箱蒸汽压力就能满足其需要，不再需要投入2.55 MPa高压供汽母管，也避免了进行锅炉底部加热投入、解列的繁琐操作；通过前置泵直接向锅炉上水，即不再需要凝（补）水泵向锅炉充水；炉水向除氧器自流的实现，也不再需要除氧器循环泵。生产流程的优化，大大减少了运行人员的操作量。
(2)由于除氧器的加热和除氧效果都比较好，升温、升压速度可以灵活控制，从而改善了锅炉的加热条件和方式；防止了投锅炉底部加热过程中的热冲击振动、加热不均匀、加热汽源压力要求较高等问题。炉水在一定的压差下流动，在向锅炉汽包和水冷壁等传递热量的同时，也可以进行机组水循环系统的冲洗和排污，过量的水通过锅炉定排系统排放，使系统水质得以提高，从而抵消了除氧器、锅炉汽包因加热的投入而导致水位升高造成的汽水排放损失。凝结水系统与给水系统同步进行循环冲洗将大大提高冲洗效果，减少系统总的汽水排放量。
