亞臨界與超臨界鍋爐講稿ppt課件

1、第七節(jié) 超臨界機組直流鍋爐的啟動 及啟動系統(tǒng)超臨界機組與亞臨界機組相比，其最大的區(qū)別就在于它的啟動及控制系統(tǒng)。超臨界直流鍋爐冷態(tài)啟動程序大致一.直流鍋爐的啟動系統(tǒng)1.直流鍋爐啟動過程的主要問題(1)直流鍋爐無儲存汽水的厚壁部件，為了保證水冷壁的冷卻，啟動一開場就必需不斷地向鍋爐送進給水。假設(shè)啟動流量按30額定流量計算，一臺容量為2102t/h的660MW鍋爐啟動初期就需求約600t/h的啟動流量。這樣多的給水流量既要經(jīng)過水質(zhì)的化學(xué)處置，又要在鍋爐內(nèi)吸收燃料熄滅放出的熱量，假設(shè)不利用，既會呵斥軟化水的大量浪費，又會呵斥水質(zhì)處置過程運轉(zhuǎn)費用和熱量的浪費。因此，直流鍋爐有必要設(shè)置專門的回收工質(zhì)與熱量

2、的系統(tǒng)，這種系統(tǒng)就是直流鍋爐的啟動系統(tǒng)。(2)對于單元機組的成套啟動，為了盡能夠縮短汽輪機的啟動時間，必需使直流鍋爐的啟動和汽輪機的啟動可以親密配合。這就是說，鍋爐送出的過熱蒸汽參數(shù)應(yīng)該按照汽輪機啟動的要求逐漸提高。(3)直流鍋爐啟動過程中存在汽水的熱膨脹問題，熱膨脹不但會導(dǎo)致水冷壁管內(nèi)的水動力不穩(wěn)定，還會導(dǎo)致過熱器出口的蒸汽達不到額定參數(shù)，甚至出現(xiàn)蒸汽帶水，危及機組平安運轉(zhuǎn)。上述問題可以經(jīng)過設(shè)置啟動系統(tǒng)來處理2.啟動系統(tǒng)的作用(1)建立啟動壓力和啟動流量，保證給水延續(xù)地經(jīng)過省煤器和水冷壁，尤其是保證水冷壁的足夠冷卻和水動力的穩(wěn)定性。(2)回收鍋爐啟動初期排出的熱水、汽水混合物、飽和蒸汽以及過

3、熱度缺乏的過熱蒸汽，以實現(xiàn)工質(zhì)和熱量的回收。(3)在機組啟動過程中，實現(xiàn)鍋爐各受熱面之間和鍋爐與汽輪機之間工質(zhì)形狀的配合。單元機組啟動過程初期，汽輪機處于冷態(tài)，為了防止溫度不高的蒸汽進入汽輪機后凝結(jié)成水滴，呵斥葉片的水擊，啟動系統(tǒng)應(yīng)起到固定蒸發(fā)受熱面終點，實現(xiàn)汽水分別的作用。從而使給水量調(diào)理、汽溫調(diào)理和熄滅量調(diào)理相對獨立，互不干擾。3、超臨界參數(shù)機組直流鍋爐啟動系統(tǒng)的分類、組成及比較1直流鍋爐啟動系統(tǒng)的分類及組成 超臨界參數(shù)機組的內(nèi)置式分別器啟動系統(tǒng)主要可以分為擴容器型、帶疏水熱交換器和帶循環(huán)泵型三種。三種系統(tǒng)雖然在系統(tǒng)構(gòu)成上有所區(qū)別，但動態(tài)特性根本一樣。 大氣擴容式啟動系統(tǒng)簡圖大氣擴容式啟動

4、系統(tǒng)的組成 啟動系統(tǒng)主要由內(nèi)置式啟動分別器、分別器疏水閥(AA閥)、水位控制閥(AN閥)和水位旁路閥(ANB)、大氣式擴容器、疏水箱、疏水泵等組成(啟動系統(tǒng)見圖)。分別器布置在爐膛水冷壁出口；在啟動或低負荷運轉(zhuǎn)過程中，當(dāng)負荷低于37MCR時，分別器的作用就相當(dāng)于厚壁部件爐的厚壁部件，但分別出的水經(jīng)過AA、AN和ANB三個閥門分別送入疏水?dāng)U容器和除氧器，進展工質(zhì)和熱量回收。當(dāng)負荷高于37MCR時，汽水分別器中全部是蒸汽，呈干態(tài)運轉(zhuǎn)；此時內(nèi)置式分別器相當(dāng)于一個蒸汽聯(lián)箱。帶疏水熱交換器的啟動系統(tǒng)簡圖 帶疏水熱交換器的啟動系統(tǒng)的組成 鍋爐內(nèi)置式啟動系統(tǒng)包括啟動分別器、擴容器、疏水熱交換器、貯水箱、水位

5、控制閥、截止閥、流量丈量孔板、管道及附件等組成 帶循環(huán)泵的啟動系統(tǒng)簡圖帶再循環(huán)泵的啟動系統(tǒng)的組成 鍋爐內(nèi)置式啟動系統(tǒng)包括啟動分別器、擴容器、再循環(huán)泵、貯水箱、水位控制閥、截止閥、流量丈量孔板、管道及附件等組成。 鍋爐帶再循環(huán)泵的啟動系統(tǒng)為帶再循環(huán)泵的內(nèi)置式啟動系統(tǒng)，鍋爐設(shè)一臺再循環(huán)泵和二只內(nèi)置式啟動分別器，并設(shè)有水位控制閥、電動閘閥以及直流負荷后的暖管系統(tǒng)(含調(diào)理閥)等。最低直流負荷不大于30BMCR，如圖2三種型式啟動系統(tǒng)的特點比較4.帶再循環(huán)泵啟動系統(tǒng)的任務(wù)過程1系統(tǒng)的組成 帶再循環(huán)泵的啟動系統(tǒng)由大循環(huán)回路和小循環(huán)回路組成。大循環(huán)回路由汽水分別器、分別器儲水罐和儲水罐水位控制閥361閥組成

6、。小循環(huán)回路由汽水分別器、分別器儲水罐、BCP循環(huán)泵包括其輔助系統(tǒng)和360閥組成。該種啟動系統(tǒng)的循環(huán)回路圖如下：2 啟動系統(tǒng)的運轉(zhuǎn)操作 在鍋爐啟開工況下，由分別器到361閥到冷凝器的大循環(huán)管路是在冷啟動時供水再循環(huán)和啟動過渡階段控制分別器儲水罐水位用的。在冷啟動時，鍋爐先要進展冷態(tài)清洗，清洗后的爐水經(jīng)過361閥后的排污管排出系統(tǒng)外，水質(zhì)到達一定要求后，封鎖361出口排污閥，爐水經(jīng)過361閥到冷凝器，到達鍋爐供水再循環(huán)；此時啟動循環(huán)泵，鍋爐點火，進展熱態(tài)清洗，經(jīng)過爐水質(zhì)量來確定能否繼續(xù)升溫升壓。 在到達要求后，升溫升壓時的鍋爐水循環(huán)要求的最低流量主要經(jīng)過BCP循環(huán)泵和鍋爐給水泵相互協(xié)調(diào)配合來滿足

7、要求。此時361旁路主要用作分別器儲水罐水位控制用。在汽水分別器進口的水全部變?yōu)檎羝麜r，汽水分別器為干態(tài)運轉(zhuǎn)，此時鍋爐進入直流運轉(zhuǎn)形狀，BCP停運，360閥、361閥封鎖，鍋爐進入滑壓運轉(zhuǎn)形狀。在停爐、快速降負荷或MFT工況下，在鍋爐由直流運轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)變?yōu)檠h(huán)運轉(zhuǎn)時，啟動361旁路及再循環(huán)泵來到達循環(huán)，此時由分別器出口的壓力參數(shù)進展控制。隨后的操作由鍋爐給水泵和再循環(huán)泵進展協(xié)調(diào)配合來滿足運轉(zhuǎn)要求。3帶再循環(huán)泵啟動系統(tǒng)的優(yōu)缺陷 從啟動時間看，配置高低壓汽機旁路與鍋爐循環(huán)泵是可以確保最短的啟動時間；從鍋爐熱效率看，帶BCP循環(huán)泵啟動系統(tǒng)由于在啟動時利用了高、低壓加熱器及爐內(nèi)的熱量，因此相比較沒有BCP循

8、環(huán)泵的系統(tǒng)而言，其熱效率要高。 但是帶循環(huán)泵的系統(tǒng)由于輔助系統(tǒng)多，設(shè)備費用高，添加的投資大，而且系統(tǒng)的復(fù)雜隨之也帶來了每年必需的高額檢查維修費用。4 兩種啟動循環(huán)系統(tǒng)的綜合經(jīng)濟比較 選定鍋爐啟動系統(tǒng)時，必需先思索機組是帶根本負荷運轉(zhuǎn)為主還是DDS運轉(zhuǎn)Daily Start and Stop operation為主以及選用的熄滅設(shè)備情況后再確定最適宜該鍋爐島的啟動系統(tǒng)。而在當(dāng)前我國電力開展及運轉(zhuǎn)的實踐情況看，大型的超臨界直流鍋爐在我國還處于起步、開展階段，從國外優(yōu)良的運轉(zhuǎn)業(yè)績和較高的鍋爐效率來看，大型超臨界直流鍋爐的變壓運轉(zhuǎn)特點適宜我國電力技術(shù)開展的要求，能參與調(diào)峰，并在運轉(zhuǎn)初期，鍋爐的啟動和停

9、爐次數(shù)較少，熱量的損失也就相對有限。 帶與不帶再循環(huán)泵的啟動系統(tǒng)，在國外成熟的市場中，根據(jù)運轉(zhuǎn)情況兩種啟動方式都采用過，從我國目前的情況分析來看，在現(xiàn)階段不帶再循環(huán)泵的啟動系統(tǒng)較為適宜中國的電力開展技術(shù)的要求，并具有較高的經(jīng)濟適用價值。但是隨著經(jīng)濟開展以及一次能源的受限，電力需求又增大，眼前的電力格局將被突破，此時將思索啟動時間的縮短和熱量損失問題與添加BCP循環(huán)系統(tǒng)所帶來的設(shè)備投資及運轉(zhuǎn)維修費用進展綜合經(jīng)濟性比較后，再決議能否需求設(shè)置鍋爐循環(huán)泵。二. 配直流鍋爐單元機組的冷態(tài)滑參數(shù)啟動 以600 MW超臨界機組為例一冷態(tài)循環(huán)清洗1.低壓系統(tǒng)清洗含凝汽器、低壓加熱器、除氧器清洗。2.高壓系統(tǒng)的

10、清洗含高壓給水管路、鍋爐本體清洗。3.機組啟動中汽水質(zhì)量要求二鍋爐點火及升溫升壓 點火條件： 給水流量：645t/h； 給水溫度：100以上； 總風(fēng)量：大于35%額定風(fēng)量； 凝汽器真空：大于70KPa； 低壓旁路復(fù)置、高壓旁路控制方式置啟動。在鍋爐升溫升壓過程中，仍須嚴厲控制升溫升壓速率。三熱態(tài)清洗 目前規(guī)定 260290水溫時須進展熱態(tài)清洗，除去水中的含鐵量。四汽輪機沖轉(zhuǎn)、并網(wǎng)、帶初負荷 汽輪機沖轉(zhuǎn)條件： 主汽壓力8.0MPa，主汽溫度400，再熱蒸汽壓力1.8MPa，再熱汽溫度380。此時高壓旁路為定壓運轉(zhuǎn)方式，堅持主汽壓在8.0MPa。汽輪機沖轉(zhuǎn)、暖機、升速至3000r/min，發(fā)電機并

11、網(wǎng)帶510%額定負荷的初負荷。五鍋爐經(jīng)過膨脹 渡膨脹過程：從水冷壁某一部位開場汽化，到分別器前受熱面出口處工質(zhì)到達飽和溫度的過程。渡膨脹過程的時間選擇要恰當(dāng)。普通以為冷態(tài)啟動時宜先沖轉(zhuǎn)升速后渡膨脹；熱態(tài)啟動時宜先渡膨脹后沖轉(zhuǎn)升速并網(wǎng)。 為合理地控制工質(zhì)膨脹，主要控制好燃料的投入速度和給水溫度，即操作時不宜過快、過大，防止在膨脹階段引起給水溫度忽然升高。六汽水分別器的干、濕態(tài)轉(zhuǎn)換1.汽水分別器的水位控制見圖 機組啟動階段，分別器的疏水由圖示AA、AN、ANB閥液壓調(diào)理閥、各有一個電動隔離閥排至疏水?dāng)U容器及除氧器。1 AA閥的功能 冷態(tài)啟動當(dāng)水質(zhì)不合格和冷態(tài)、溫態(tài)啟動時，將啟動分別器的疏水排入大氣

12、式疏水?dāng)U容器；控制啟動分別器的水位。2AN閥的功能 AA閥的輔助閥，當(dāng)AA閥封鎖時，起疏水和控制分別器的水位。3 ANB閥的功能 回收工質(zhì)和熱量。在冷態(tài)啟動下，只需水質(zhì)合格和滿足閥的啟動條件，可經(jīng)過該閥疏水進入除氧器水箱。該閥也起到堅持啟動分別器最低水位的作用。 鍋爐濕態(tài)運轉(zhuǎn)時，汽水分別器的水位由ANB閥自動維持。2.汽水分別器的干、濕態(tài)轉(zhuǎn)換見圖 濕態(tài)運轉(zhuǎn)：當(dāng)鍋爐負荷35%MCR，汽水分別器有水的形狀，此時控制相當(dāng)于汽包鍋爐控制。 干態(tài)運轉(zhuǎn)：當(dāng)鍋爐負荷 35%MCR，汽水分別器無水的形狀，此時控制為蒸汽溫度和給水流量控制。 為保證轉(zhuǎn)換時蒸汽溫度不猛烈變化，必需先添加燃料量，而堅持給水流量不變，

13、當(dāng)過熱器入口焓值添加到額定值時，溫度控制器參與調(diào)理并開場增大給水量。七升負荷至額定值機組負荷35% MCR時，機組轉(zhuǎn)入純直流運轉(zhuǎn)。運轉(zhuǎn)方式：3589 %MCR，滑壓運轉(zhuǎn)；90100 %MCR，定壓運轉(zhuǎn)。233234舉例：東方-BHK 600MW超臨界鍋爐啟動過程 冷態(tài)起動油槍或等離子點火汽機沖轉(zhuǎn)條件： 5.4MPa,MST 360C并網(wǎng)熱態(tài)清洗冷態(tài)清洗爐前清洗抽真空1.4MPa,190C 分別器8.9MPa2000rpm3000rpm25MPa600MW180MW30MWMST 566C8.9MPa,420-450CGCCPCBPCCP省煤器水冷壁頂棚包墻低過屏過高過低再高再IPHPLP316

14、LPB361分別器儲水罐除氧器給水泵高加低加低加凝汽器補水 制水凝汽器GCCPCBPCCP省煤器水冷壁頂棚包墻低過屏過高過低再高再IPHPLP316LPB361分別器儲水罐除氧器給水泵高加低加低加凝汽器冷卻水投入凝汽器循環(huán)水泵凝汽器GCCPCBPCCP省煤器水冷壁頂棚包墻低過屏過高過低再高再IPHPLP316LPB361分別器儲水罐除氧器給水泵高加低加低加啟動凝結(jié)水泵，開場凝汽器清洗凝汽器GCCPCBPCCP省煤器水冷壁頂棚包墻低過屏過高過低再高再IPHPLP316LPB361分別器儲水罐除氧器給水泵高加低加低加泵抽真空在軸封蒸汽投入以后抽真空。汽輪機盤車開場凝汽器GCCPCBPCCP省煤器水

15、冷壁頂棚包墻低過屏過高過低再高再IPHPLP316LPB361分別器儲水罐除氧器給水泵高加低加低加除氧器沖洗規(guī)范延續(xù)清洗，直到水的濁度低于3 ppm凝汽器GCCPCBPCCP省煤器水冷壁頂棚包墻低過屏過高過低再高再IPHPLP316LPB361分別器儲水罐除氧器給水泵高加低加低加除氧器再循環(huán)凝汽器GCCPCBPCCP省煤器水冷壁頂棚包墻低過屏過高過低再高再IPHPLP316LPB361分別器儲水罐除氧器給水泵高加低加低加啟動電動給水泵前置泵，高加沖洗規(guī)范延續(xù)清洗，直到水的濁度低于3 ppm凝汽器GCCPCBPCCP省煤器水冷壁頂棚包墻低過屏過高過低再高再IPHPLP316LPB361分別器儲水

16、罐除氧器給水泵高加低加低加高加再循環(huán)規(guī)范高加出口 :電導(dǎo)率 1s/cmFe 100 ppb pH 9.3 9.5爐前清洗完成規(guī)范Fe 30% 風(fēng)量 點火預(yù)備 凝汽器GCCPCBP頂棚包墻低過屏過高過低再高再IPHPLP316LPB361分別器儲水罐除氧器給水泵高加低加低加水冷壁省煤器點火預(yù)備 后墻前墻CBAEDF啟動油槍暖磨煤粉熄滅器CCP給水流量 25%給水流量 21%25%30%30MW180MW爐膛壓力-100Pa-600Pa-100Pa總的空氣流量30%35% 直到需求的空氣流量超越35%8.9MPa316閥90MW120MW給煤量566C條件：5.4MPa,MST 360C8.9MP

17、a,430-450C啟動油槍點火凝汽器GCCPCBP頂棚包墻低過屏過高過低再高再IPHPLP316LPB361分別器儲水罐除氧器給水泵高加低加低加水冷壁省煤器后墻前墻CBAEDF啟動油槍暖磨煤粉熄滅器CCP啟動油槍點火控制點給水流量設(shè)定為 21%BMCR空氣流量 35%爐膛負壓 -600Pa凝汽器GCCPCBP頂棚包墻低過屏過高過低再高再IPHPLP316LPB361分別器儲水罐除氧器給水泵高加低加低加水冷壁省煤器后墻前墻CBAEDF啟動油槍暖磨煤粉熄滅器CCP鍋爐升溫控制點分別器出口溫度 190C on the 2C/min.油槍壓力 小于 1MPa熄滅器化學(xué)當(dāng)量比約 1.0. 頂棚包墻低過

18、屏過高過低再高再凝汽器GCCPCBP頂棚包墻低過屏過高過IPHPLP316LPB361分別器儲水罐除氧器給水泵高加低加低加水冷壁省煤器后墻前墻CBAEDF啟動油槍暖磨煤粉熄滅器CCP鍋爐熱態(tài)清洗控制點堅持分別器出口溫度 190C.316 閥開度 10% Max.控制燃料量頂棚包墻低過屏過高過低再高再規(guī)范省煤器入口 :Fe 50 ppb給水流量 25%給水流量 21%25%30%30MW180MW爐膛壓力-100Pa-600Pa-100Pa總的空氣流量30%35% 直到需求的空氣流量超越35%8.9MPa316 閥90MW120MW給煤量566C條件：5.4MPa,MST 360C8.9MPa,

19、330-450C汽機沖轉(zhuǎn)凝汽器GCCPCBP頂棚包墻低過屏過高過IPHPLP316LPB361分別器儲水罐除氧器給水泵高加低加低加水冷壁省煤器后墻前墻CBAEDF啟動油槍暖磨煤粉熄滅器CCP汽機沖轉(zhuǎn)控制點堅持主蒸汽參數(shù)：MST : 360 CMSP : 5.4MPa頂棚包墻低過屏過高過低再高再凝汽器GCCPCBP頂棚包墻低過屏過高過IPHPLP316LPB361分別器儲水罐除氧器給水泵高加低加低加水冷壁省煤器后墻前墻CBAEDF啟動油槍暖磨煤粉熄滅器CCP鍋爐升壓到 8.9MPa控制點要特別留意汽溫，當(dāng)汽機轉(zhuǎn)速到達3000rpm時，汽機側(cè)需求的主蒸汽參數(shù)是430 C，8.9MPa，為此，壓力必

20、需逐漸上升。經(jīng)過燃料量控制l 316閥開度在 10-15% .第一臺磨煤機開場暖磨頂棚包墻低過屏過高過低再高再給水流量25%給水流量21%25%30%30MW180MW爐膛壓力-100Pa-600Pa-100Pa總的空氣流量30%35% 直到需求的空氣流量超越35%8.9MPa316 閥90MW120MW給煤量566C條件：5.4MPa,MST 360C8.9MPa,430-450C并網(wǎng)凝汽器GCCPCBP頂棚包墻低過屏過高過IPHPLP316LPB361分別器儲水罐除氧器給水泵高加低加低加水冷壁省煤器后墻前墻CBAEDF啟動油槍暖磨煤粉熄滅器CCP并網(wǎng)帶5%負荷控制點關(guān)注主蒸汽壓力，經(jīng)過燃料

21、量控制 316開度在 10-15% .添加熄滅器.主蒸汽疏水閥封鎖。第二臺磨煤機開場暖磨過熱器噴水關(guān)斷閥翻開頂棚包墻低過屏過高過低再高再GG凝汽器GCCPCBP頂棚包墻低過屏過高過IPHPLP316LPB361分別器儲水罐除氧器給水泵高加低加低加水冷壁省煤器后墻前墻CBAEDF啟動油槍暖磨煤粉熄滅器CCP升負荷 5-15%控制點關(guān)注主蒸汽壓力，經(jīng)過燃料量控制 316閥開度在 10-15% . 高低加投入頂棚包墻低過屏過高過低再高再GG汽輪機排汽凝汽器GCCPCBP頂棚包墻低過屏過高過IPHPLP316LPB361分別器儲水罐除氧器給水泵高加低加低加水冷壁省煤器后墻前墻CBAEDF啟動油槍暖磨煤

22、粉熄滅器CCP15% 負荷控制點在15%負荷時316閥將封鎖。汽機控制主蒸汽壓力頂棚包墻低過屏過高過低再高再GG汽輪機排汽凝汽器GCCPCBP頂棚包墻低過屏過高過IPHPLP316LPB361分別器儲水罐除氧器給水泵高加低加低加水冷壁省煤器后墻前墻CBAEDF啟動油槍暖磨煤粉熄滅器CCP20% 負荷控制點在20%負荷時第一臺磨煤機運轉(zhuǎn) 25%BMCR 鍋爐熱輸入.特別關(guān)注 MST. 第三臺磨煤機開場暖磨 頂棚包墻低過屏過高過低再高再GG汽輪機排汽凝汽器GCCPCBP頂棚包墻低過屏過高過IPHPLP316LPB361分別器儲水罐除氧器給水泵高加低加低加水冷壁省煤器后墻前墻CBAEDF啟動油槍暖磨

23、煤粉熄滅器CCP升負荷至 20-30%濕/干態(tài)轉(zhuǎn)換控制點第二臺磨煤機在25%負荷時投入運轉(zhuǎn).改動鍋爐的運轉(zhuǎn)方式頂棚包墻低過屏過高過低再高再GG汽輪機排汽給水+燃料汽機316閥負荷(MW)蒸汽，給水(t/h)鍋爐給水蒸汽再循環(huán)不穩(wěn)定區(qū)域鍋爐壓力控制濕干鍋爐運轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換點15%2%75%凝汽器GCCPCBP頂棚包墻低過屏過高過IPHPLP316LPB361分別器儲水罐除氧器給水泵高加低加低加水冷壁省煤器后墻前墻CBAEDF啟動油槍暖磨煤粉熄滅器CCP升負荷至 30-50%控制點啟動第二臺給水泵。投入第三臺磨煤機.在鍋爐負荷到達45%BMCR后推出油槍. 頂棚包墻低過屏過高過低再高再GG汽輪機排汽凝汽器

24、GCCPCBP頂棚包墻低過屏過高過IPHPLP316LPB361分別器儲水罐除氧器給水泵高加低加低加水冷壁省煤器后墻前墻CBAEDF啟動油槍暖磨煤粉熄滅器CCPLoad up 50-100%控制點投入第4臺磨煤機。投入第5臺磨煤機。頂棚包墻低過屏過高過低再高再GG汽輪機排汽第八節(jié) 直流鍋爐的運轉(zhuǎn)調(diào)理一.直流鍋爐調(diào)理特點1.要堅持燃料量與給水量的固定比例 在直流鍋爐中,假設(shè)不能堅持燃料量與給水量的固定比例,將導(dǎo)致過熱汽溫的大幅度變化。在穩(wěn)定工況下，過熱蒸汽的出口焓： 從式中可知，當(dāng)給水焓、燃料低位發(fā)熱量、鍋爐熱效率堅持不變時，出口過熱汽溫只決議于B/G的值。2.要有超前信號 為了提高直流鍋爐的調(diào)理質(zhì)量，按照反映快和便于檢