直流锅炉烟气流量为什么要设置最小流量流程讲解

国产1000 MW超超临界直流锅炉启动过程中汽水分离器水位的控制-免费论文
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国产1000 MW超超临界直流锅炉启动过程中汽水分离器水位的控制
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全因超(超)临界发电机组技术交流研讨会论文集 锅炉 国产1 000 MW超超临界直流锅炉启动过程中 汽水分离器水位的控制 袁远望 (珠海金湾发电有限公司广东珠海519060)摘 要:通过对国产l 000唧超超临界锅炉启动旁路及测量系统的结构、特点和功能的分析介绍,阐述了启动过程中汽水分离器各阀门动作的水位控制逻辑原理,对水位进行了有效控制,为电厂人员实际操作控制汽水分离器水位具有指导性的意义。&&&&关键词:超超临界:直流锅炉:汽水分离器:启动;水位控制 直流锅炉启动前要建立启动压力和启动流量,所以启动过程中汽水分离器水位的合理控制非常重要。&&&&在锅炉点火前必须不问断地向锅炉进水,建立足够的启动流量,以保证给水连续不断地强制流经受热面,使其得到冷却。&&&&为防止低温蒸汽送入汽轮机后凝结,造成汽轮机的水冲击,直流锅炉需要设置专门的启动旁路系统来排除不合格的工质…。&&&& 为平稳实现锅炉控制由分离器水位和最小流量控制转换为蒸汽温度控制及给水流量控制,必须首先增加燃料量,而给水流量保持不变,这样过热器入口焓值随之上升,当过热器入口焓值上升到定值时,温度控制器参与调节,使给水流量增加,从而使蒸汽温度达到与给水流量的平衡。&&&&升负荷过程中,分离器从湿态向予态转换。&&&&1 国产1 000 MW超超临界直流锅炉启动过程 在最早的设计方案中,有两根管道道进入汽轮机冷凝器,一根管道进入疏水扩容器,这种布置方式可以在现有汽轮机冷凝器容量的前提下,最大限度地回收工质和热量,减少扩容器容积。&&&& 此种布置方式的储水箱液位调节(water drain control,1『DC)阀后管道分别接入汽轮机冷凝器和疏水扩容器,因此WDC阀后的背压不同,对WDC阀的设计条件要求极其严格。&&&&由于没有这种启动系统的运行经验,决定采用所有WDC阀后的疏水管道全部接入疏水扩容器的布置方式。&&&&锅炉启动分离器储水箱下的疏水管全部接入汽轮机冷凝器中,在启动过程中,当水质合格时,可以全部回收工质,同时在WDC阀的下游接锅炉冲洗水管道Nd,容积的扩容器,然后排入机组污水槽内。&&&&锅炉启动系统示意图如图1所示。&&&& 全国超(超)临界发电机组技术交流研讨会论文集 锅炉 图l 锅炉启动系统示意图 Qk通过循环泉的流量;Qa_一通过水冷壁的流量;Q厂一通过省煤器的流量:Qr―循环泵入口过冷水流量; Q3―循环泵最小流量:Q广蒸汽流量; Qr一给水泵出口流量;Qr一通过WDC阀排到扩容器去的流量: Q广锅炉膨胀时排出的水量 在锅炉启动期问,再循环泵和给水泵始终保持相当于锅炉最小直流负荷流量(25%BMCR)流经给 水管一省煤器一水冷壁系统,启动初期锅炉保持5%BMCR给水流量,随锅炉出力达到5%BMCR,3个储 水箱水位调节阀全部关闭,锅炉的蒸发量随着给水量的增加而增加,而通过循环泵的再循环流量则 利用泵出口管道上的再循环调节阀逐步关小,当锅炉达到最小直流负荷(25%BMCR),再循环调节阀 全部关闭。&&&&2启动系统各管道的功能2.1循环泵入口管道’ 连接分离器储水箱与循环泵,在锅炉湿态运行时采用循环泵出口的调节阀控制分离器储水箱中 的水位。&&&&2.2循环泵出口管道 连接循环泵出口与省煤器给水管道,在锅炉湿态运行时,将锅炉再循环水泵入锅炉炉膛水冷壁进行再循环。&&&&2.3循环泵入口冷却水管道 连接高压加热器出口到循环泵入口管道,正常运行时流量约为50 t/h,非正常状态下的流量约为100 t/h。&&&&当循环泵运行时,将来自给水管道的给水与储水箱中的近饱和水混合,避免循环泵入 口发生汽蚀。&&&&2.4循环泵暖泵管道 连接省煤器出口到循环泵出口排放管道,在锅炉干态运行时,有一部分热水从省煤器出口到循全国超(超)临界发电机组技术交流研讨会论文集 锅炉环泵的出口排放管道,对循环泵进行暖泵,以确保循环泵能随时投入运行。&&&&然后这部分热水经循环泵最小流量管路到达过冷管路,通过过热器喷水管道进入过热器系统。&&&&2。&&&&5循环泵最小流量管路 在再循环管路上引出的最小流量管路接至储水箱底部,用于保证循环泵运行所需的最小流量。&&&&最小流量管路上布置有一气动闭锁阀和一止回阀。&&&&气动闭锁阀与再循环泵的开启条件连锁。&&&&2.6 WDC阀 在分离器储水箱的出口管道上接一疏水管道,其上共有3个WDC阀,其作用是当锅炉启动发生汽水膨胀时,用这3个wDC阀将锅炉水冷壁膨胀疏水排入到扩容器中。&&&&2.7 WDC阀暖阀管道 连接WDC阀入口管道与循环泵暖采管道,其作用是当锅炉干态运行时,有一部分热水从循环泵的暖泵管道到WDC阀入口管道,使WDC阀保持热备用状态。&&&&3汽水分离器液位控制 汽水分离器(water separator,WS)液位控制的目的就是通过锅炉再循环水(boiler recycling,BR)流最调节阀、E)C阀和锅炉再循环泵暖管疏水排放阀来维持分离器储水箱的液位低于要求值。&&&&通常在锅炉清洗和湿态方式运行期间,分离器产生疏水。&&&& 在超超临界直流锅炉中有湿态和干态两种运行模式。&&&&炉水循环泵(boiler circulating pumpm,BCP)运行的强制循环运行模式为湿态运行;直流运行为干态运行,当产汽量超过最小给水流量就可以进入干态运行。&&&&主给水量随锅炉负荷增加与产汽量按比例增加,同时逐渐下降,锅炉再循环流量逐渐减小,当再循环流量低于112 t/h时,BCP最小流量阀打开。&&&& 启动分离器系统为内置式,锅炉负荷小于25%BMCR的最小直流负荷时,启动系统为湿态运行,分离器起汽水分离作用,分离出来的过热汽进入过热器,水则通过水连通管进入分离器储水箱,通过再循环系统再循环。&&&&当机组启动膨胀时,储水箱中的水由3个WDC阀入锅炉扩容系统或汽轮机冷凝器系统(根据炉水水质睛况决定)。&&&&锅炉负荷达到25%BMCR后,锅炉运行方式由再循环模式转入直流运行模式,启动系统也由湿态转为干态,即分离器内已全部为蒸汽,它只起到一个中间集箱的作用。&&&& 为了在启动时加热循环泵和泵的进出口管道,特别是在热态启动时缩短启动时间,由省煤器出口管道上引出一加热管以加热循环泵、泵的出口管道和去冷凝器的疏水管道。&&&&由于管道上装设的截止阀是常开式,因此在锅炉转入直流运行、启动系统已解列的情况下,仍能有一定量的热水流经启动系统的上述管道,使启动系统处于热备用状态。&&&&3.1 锅炉再循环水流量控制 锅炉再循环水流量控制的目的,就是使锅炉在湿态运行期间所产生的疏水再循环,达到回收热量和提高锅炉效率的效果。&&&&锅炉再循环水流量的设定值根据分离器储水箱液位经函数发生器给出。&&&&如果储水箱液位达到设定的高度,并且BCP已启动,控制BR流量的比例一积分 (proportional―integral,PI)控制器调节系统就会投入,以使BR流量与汽水分离器储水箱的液 88全国超(超)临界发电机组技术交流研讨会论文集 锅炉位相匹配。&&&&其后,当锅炉蒸汽流量增大、储水箱液位下降时,BR流量也将会减少。&&&&最终BR阀将关闭,BCP将停止,即在干态方式运行,锅炉再循环流量为零。&&&& 锅炉再循环流量由BR控制,随WS水位增加而增加;当再循环流量增加到117 t/h,最小流量管关闭;如wS水位继续增加,则WDC阀控制其水位。&&&&3.2 WDC阀的控制 WDC阀用于控制汽水分离器储水箱液位。&&&&每个液位调节阀有单独的控制程序(函数),使得3个调节阀的控制分别用于不同的汽水分离器储水箱水位范围。&&&&通过设置各控制程序(函数)使得分离器疏水调节阀A打开后才能开启分离器疏水调节阀B和C。&&&& 另外,为了在液位快速变化时提前动作,将液位微分信号引入到了分离器疏水调节阀B和C的控制系统中。&&&&在湿态方式运行期间,WDC阀是职阀的事故后备;在千态方式运行期间,WDC阀是暖管疏水排放调节阀的事故后备。&&&& 当分离器疏水调节阀出口的隔离阀关闭时,将强制关闭疏水调节阀。&&&&3.3 BCP暖管疏水排放阀控制 锅炉再循环泵暖管疏水排放调节阀也用于控制汽水分离器储水箱液位。&&&&该阀只在锅炉干态方式运行时开启,将因BCP暖管疏水引起的分离器液位上涨而需要排放的水排放到三级过热器减温水管路:在锅炉湿态方式运行期间,该阀始终关闭。&&&&4结束语 超超临界直流锅炉启动过程中汽水分离器水位的合理控制对于机组正常运行非常关键,关系到启动过程的稳定进行,是直流锅炉启动中一个重要的控制点。&&&&参考文献: 〔1〕张磊,李广华.超超临界火电机组丛书之锅炉设备与运行m〕.北京:中国电力出版社,2007.作者简介: 袁远望(1979一),男,江苏宿迁入。&&&&集控工程师,上海电力学院2000年毕业,工学学士,从事电厂集控运行主值工作。&&&& 工作单位:广东省粤电集团金湾发电有限公司。&&&& 89
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直流锅炉试题
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直流锅炉试题
官方公共微信600MW超临界直流锅炉启动系统运行特性探讨
李新堂 朱宝殉
  0.引言
  目前,600MW机组逐渐成各大电网的支柱,实践证明,超临界直流机组在节能环保等方面具有无与伦比的优越性,随着国家“节能减排”、“上大压小”
  等一系列宏观调控措施的出台,我国必将有大批超临界直流机组投入运行。本文对直流锅炉在启动阶段的操作控制及注意事项进行介绍。
  1.系统简介
  1.1启动系统结构的特点及作用国电费县一期工程2x600MW机组,锅炉为超临界变压运行本生Benson)直流锅炉,型号为HG一一YM3。启动系统为内置式带再循环泵系统,由汽水分离器、分离器储水箱、炉水循环泵及其辅助系统组成。炉水循环泵的辅助系统包括:暖管系统、过冷水系统、最小流量再循环管路、冷却水系统、炉水泵冲洗系统(包括高压和低压水冲洗系统)等。
  锅炉负荷小于35%BMCR时,’分离器起汽水分离作用,分离出的蒸汽进入过热器系统,水则通过连接管进入贮水箱,根据贮水箱中的水位由再循环泵排到省煤器前的给水管道中或经溢流管排到疏水扩容器中。锅炉负荷在35%BMCR以上时,分离器呈干态运行,只作为蒸汽的流通元件。从贮水箱下部引出的溢流管分成2路,1路冲洗管路,另1路溢流管路,2路均与疏水扩容器相接。在炉水泵吸人管上布置有来自给水操纵台后给水管道引出的过冷水管路,当循环泵运行时,用来自给水管道的给水与贮水箱中的近饱和水混合,避免循环泵人口发生汽蚀。在再循环管路上引出1根最小流量管路接至贮水箱底部,用于保证循环泵运行所需的最小流量。
  1.2贮水箱水位的控制区段储水箱水位零点一般选在最低点。从最低点开始向上的2.35m区段为保护循环泵的最小水位,水位低于此点炉水循环泵要保护跳闸。2.35~6.4m是循环泵出口的再循环管路调节阀的控制区段。6.4~.7m为自由区段。6.7~7.75m为溢流阀控制区段。7.75~9m为备用区段。
  2.启动运行过程和控制
  2.1.系统的启动过程锅炉冷态启动时,先要进行系统注水、冷态清洗,清洗后的炉水通过大溢流阀排出系统外,水质合格后,关闭大溢流排污阀。储水箱水位正常后,启动循环泵(首次启动要电动排气),锅炉点火,进行热态清洗,通过炉水质量来确定是否升温升压。在达到要求后,升温升压时的省煤器人口最低流量主要通过炉水循环泵出口调阀和锅炉给水泵相互协调配合来满足要求。随着升温升压的进行,汽水分离器分离的水逐渐减少,在汽水分离器进口的水全部变为蒸汽时,汽水分离器为干态运行,此时锅炉进入直流运行状态,炉水循环泵停运,炉水泵出口调阀关闭,机组进入直流运行状态。
  2.2启动阶段储水箱水位、给水流量的控制方案由于直流炉分离器及储水箱的水容积非常小储水箱容积约10nl。),当锅炉处于湿态运行时,储水箱水位很难维持,大唐乌沙山、常州和费县几个厂试运阶段都多次发生省煤器给水流量低引起锅炉,此阶段应派专人监视水位,加强调整。
  2.2.1给水旁路调阀控制给水流量,炉水循环泵出口调阀控制储水箱水位,此时省煤器进El给水流量等于给水旁路调阀给水流量和炉水循环泵出El调阀循环流量之和。在各种扰动的影响下,储水箱水位将发生变化,此时储水箱水位如超过炉水循环泵出口调阀控制范围,则炉水循环泵出El调阀将开始调节储水箱水位,后果是使省煤器进Ill给水量发生变化,从而给水旁路调阀也开始动作,以保证省煤器入最小流量。所以锅炉在受到扰动时,只要该扰动使储水箱水位变化幅度超过炉水循环泵出口调阀控制范围时,整个启动系统将不可避免地发生振荡。
  2.2.2另外一种控制方案与上述控制方案刚好相反,即炉水循环泵出口调阀主要控制本生流量,锅炉循环泵出口控制阀的开度根据省煤器入口流量设定值与实际流量的偏差来调节,用储水箱水位加以流量修正(受储水箱水位的限制,当储水箱水位小于时,阀门开度由水位来控制)。而给水旁路调阀则控制储水箱水位,给水泵控制旁路阀前后的压差,相当于汽包三冲量调节方式。此方案优点是给水泵出口调阀动作较快,给水流量变化幅度大,储水箱水位容易保证,缺点是给水流量变化时,炉水泵出口调阀跟踪慢,容易引起省煤器入口流量低保护动作。
  2.3启动阶段转直流运行.3.I转直流过程随着蒸发量的增加,储水箱水位逐渐下降,此时要逐渐开大给水调门或增大给水泵转速.同时根据储水箱水位下降情况逐渐关小炉水泵出口调阀.随着负荷增加.炉水泵出口调阀全部关闭.给水流量全部由给水泵调节,从而完成由湿态运行到直流运行的转变。机组负荷一般在210Mw(这与汽温、汽压、真空等参数有关)左右即转入直流滑压运行方式,此时为亚临界直流炉.随着负荷的升高,主汽压力逐渐升高,在8O%MCR、机组负荷在480Mw左右达到临界压力后转入超临界状态。
  2.3.2转直流后的控制机组进入直流状态,给水控制与汽温调节和前一阶段控制方式有明显的不同,给水不再控制分离器水位.而是和燃料一起控制汽温,即汽温调节主要是通过给水量和燃料量的比值来调整。但在实际运行中,由于不能精确地测定送入锅炉的燃料量,所以仅仅依靠水煤比来调节过热汽温,则不能完全保证汽温的稳定。一般来说,在汽温调节中,将水煤比作为汽温的一个粗调.然后用减温水作为汽温的细调。
  所以通常选取汽水分离器出口汽温作为汽温调节回路的前馈信号.并将此点的温度称为中间点温度。该点温度的变化将对锅炉的燃料输入量和给水量进行微调。水煤比因燃料、燃烧状况、受热面脏污程度不同而变化,大致范围是6.8~7.5,按每10MW负荷对应约3Ot/I1水,4t/I1煤的比例控制。
  3.启动运行应注意的事项
  3.1启动阶段
  3.1.1炉水循环泵首次投运,注水管路要彻底冲洗,直至水质合格,再向电机内注水,首次启动炉水泵要电动2~3次,以保证足以排除泵壳内的空气。
  3.1.2锅炉汽水膨胀一般在储水箱压力O.5~O.时发生,此时应注意储水箱水位的控制.在即将发生膨胀前将储水箱水位保持在4000mm较低位置,在汽水膨胀结束前应限制旁路的开度,防止膨胀量过大。
  3.1.3热态清洗一般在分离器压力1.2~1.5MPa时进行,此时盐类溶解度最大,热态清洗效果较好。热态清洗时,要控制分离器出口压力和温度稳定。
  3.1.4在点火膨胀期,小溢流阀可连续溢流,保持大的省煤器流量,既能避免省煤器流量低发生MFT,又能起到清洗作用。
  3.2储水箱水位控制.2.1储水箱的水容积非常小,决定了储水箱水位的抗扰动能力很差,必须尽量减小扰动,只要炉水泵跳闸,很容易引起省煤器入口给水流量低而M要全力保证炉水泵不跳闸。
  3.2.2正常运行中,储水箱水位控制可以稍高一些,最好保持在mm.紧急情况通过储水箱溢流阀排水,但大溢流阀正常不可开启,由于该阀门没有中间停止按钮,要等全开后才能关闭.一旦开启,储水箱水位就会急剧下降造成炉水泵跳闸。
  3.2.3保持水位相对稳定主要是靠保证锅炉的蒸发量与给水流量相一致,在机组启动初期,由于没有蒸发量显示.疏水量、溢流阀排水量与蒸发量很难确定,只有通过燃料量来估计大致的给水量,然后再根据水位情况做精确控制。
  3.2.4当水位下降至4000mm后仍继续下降时,应适当增加给水量,并通过适当关小炉水泵出口调整门以减缓下降的速度和幅度。
  3.2.5水位的调节要根据变化趋势缓慢调节,避免猛增猛减。当水位波动时初次调节水量幅度稍大点,然后在水位回头时就适当向相反方向调节,逐步减小给水量的调整幅度,使给水量与蒸发量相一致,因为水位的变化相对于给水量变化迟延是比较大的,水位的猛增猛减只会导致使水位波动更大。
  3.2.6给水泵入口压力低有跳泵条件,操作过快容易引起保护动作导致给水泵跳闸,因此要注意以下方面:在增加给水流量时,要先提升给水泵转速,然后开大给水调节阀;减小给水流量时,要先关小给水调阀.然后降低给水泵转速。
  3.3转直流过程
  3.3.1主再热蒸汽流量较小,汽温波动较大,严格监视汽温,防止管壁超温,送风量适当控制小一点。
  3.3.2关闭炉水泵出口调阀时,注意给水流量的变化.当炉水泵循环流量达到7%BMCR(135.7t/h)时炉水泵再循环阀自动打开,此时要注意给水流量的变化,保证给水流量在645t/h以上。
  3.3.3炉水泵出口调阀全关后,炉水泵可以保持继续运行(负荷达到40%BMCR时自动停止),防止干湿态转换情况下.炉水泵频繁启动,确认彻底转直流后再手动停止炉水泵运行。
  3.3.4转直流后.锅炉由汽包调整特性转变为直流炉调整特性,此时要及时增加l台磨煤机,增加燃料量,要尽快提高机组负荷,使燃料跟上负荷变化,防止频繁转换。在整个过程中要严密监视给水流量和过热度,防止过热度为负值。中间点温度一直维持在过热状态,保持20~30℃的过热度,防止主汽温下降。蒸汽流量随着给水的增加而增加,机组负荷也随之增加.由于需要升温升压升负荷,因此此阶段水煤比保持略微偏小一点。
  4.【参考文献】
  霍东方,王军,何维.超临界变压直流锅炉的启动和主汽超温的处理J1.电力建设,):11-14.
&&& 黄伟,陈志兵,李文军,等.600MW超临界变压本生直流锅炉的调试.电力建设,):9-12.
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宁海发电厂2×1000MW 机组运行培训教材锅炉分册_图文
导读:直流锅炉与汽包锅炉不同,因此直流锅炉的启动旁路系统的主要作用如下:,1.在启动和低负荷运行及停止锅炉运行的过程中,维持锅炉的最小给水流量,时满足机组启、停及低负荷运行对着呢国企流量的要求,2.超临界直流锅炉对给水品质有严格的要求,在锅炉点火时,另一个作用是在锅炉冷态清洗时为清洗水返回给水系统提供料一个流通通道,超临界直流锅炉的启动系统主要有内置式和外置式汽水分离器两种,在超临界锅炉发展初期,随
第八章启动系统
第一节启动系统介绍
直流锅炉与汽包锅炉不同,在机组清管和点火之前,为减少流动的不稳定和水冷壁管壁温度低于允许值,需要建立一个不低于水冷壁最小流量的给水流量,但由于在启动和清管阶段,给水吸收热量较少,部分或全部水无法蒸发生成汽,而这部分水不能进入过热器系统,这样就需要在过热器之前建立一个启动旁路系统将多余的水排放出,因此直流锅炉的启动旁路系统的主要作用如下:
1.在启动和低负荷运行及停止锅炉运行的过程中,维持锅炉的最小给水流量,以保护炉膛水冷管,同
时满足机组启、停及低负荷运行对着呢国企流量的要求;
2.超临界直流锅炉对给水品质有严格的要求,在锅炉点火时,给水品质必须满足要求,因此启动系统
另一个作用是在锅炉冷态清洗时为清洗水返回给水系统提供料一个流通通道。
超临界直流锅炉的启动系统主要有内置式和外置式汽水分离器两种。在超临界锅炉发展初期,由于金属材质的限制,基本上采用外置式汽水分离器,随着锅炉超临界技术和金属制造技术的发展,目前大型锅炉均采用内置式启动分离器系统。
一.外置式汽水分离器系统
外置式汽水分离器系统仅在机组启动和停运过程中投入使用,而在机组正常运行期间将汽水分离器隔离,汽水分离器独立于系统之外。
外置式汽水分离器设计制造简单,投资成本低,适用于定压运行带基本负荷的机组,其主要缺点是在启动系统解列或投运前后过热蒸汽温度波动大,难以控制,对汽轮机运行不利,切除和通用汽水分离器时操作比较复杂,难以适应机组快速启动和停止的要求,机组正常运行时,汽水分离器器在冷态,在停炉进行到一定阶段要投入汽水分离器运行的时候,就必然对汽水分离器产生较大的热冲击,系统复杂,阀门多,维修工作量大。在欧洲、日本和我国的超临界机组基本没有使用该类分离器,只有在俄制机组上才使用该种分离器。
二.内置式分离器系统
内置式分离器系统在锅炉启停和正常运行过程中,汽水分离器均串联在系统中运行,在锅炉启动和停止的时候,汽水分离器起到分离汽水和稳定蒸发点的作用,在机组正常运行后,汽水分离器串联在系统中,作为水冷壁与过热器之间的连接管道。
内置式分离器设在锅炉蒸发受热面区段与过热蒸汽受热面区段之间,与外置式汽水分离器相比较,有以下优点:
1)汽水分离器与蒸发段、过热蒸汽受热面之间没有任何阀门,不需要外置式分离器所解列或投运
操作,从根本上消除料分离器解列或投运操作所带来的气温波动问题;
2)在锅炉启动停止过程中,由于汽水分离器一直串联在系统中运行,不会因为分离器疏水对分离
器产生热冲击;
3)系统简单,操作方便,阀门数量少,减少维护成本;
但汽水分离器是全压力运行,对材料要求高,壁厚比较厚,需要通过控制升降负荷率来控制汽水分离器的表面应力。
内置式汽水分离器系统根据疏水回收系统不同,有分为凝气疏水式、大气扩容式、循环泵式和热交换器式,由于热交换器式对设备要求高及系统比较复杂,国内电厂一般没有采用。
三.凝汽疏水式启动系统
凝汽疏水启动系统简图如下:
图8-1凝汽疏水式系统简图
汽水分离器疏水箱下有一根疏水管道,该管道直接与凝汽器相连,当水质合格的时候,该部分水排往凝汽器,当该部分水质不合格时,该部分水直接排到锅炉疏水扩容器,经扩容后排往锅炉废水槽,当锅炉转干态后,汽水分离器液位为0,逻辑强制疏水控制阀关闭。
该系统设备简单,疏水可以回收到凝汽器内,但疏水的热量无法进行利用,导致机组启动时间拉长,且该部分热水增加了凝汽器的换热面积。在疏水控制阀之前的管道采用高等级材料,投资大。液位控制阀后为真空状态,阀门前后压差大,容易出现阀门泄漏和阀体冲刷的现象。为了减小启动阶段的热量损失,往往会降低启动流量,在水冷壁入口采用节流孔板来控制水冷壁管道的流量均匀,在低负荷的时候容易导致水冷壁的金属温度超限,所以此种设计一般适用在MHI带节流孔的传统锅炉上。
四.大气扩容式汽水分离系统
本系统主要包括以下组件:从分离器贮水箱至除氧器的管道,配有控制阀及隔离阀,从分离器水箱至大气式扩容器的管道,配有控制阀及隔离阀,通过扩容器的再循环系统,包括凝结水箱及冷凝水泵,暖管用装置。大气扩容式汽水分离器系统在汽水分离器疏水箱下设置有3个疏水阀,分别为AA、AN、ANB(国内和日本称之为361阀),其中通过ANB阀疏水到除氧器,AA、AN阀疏水到锅炉大气式疏水扩容器,经过扩容后的蒸汽转变成水,该部分水水质合格时,可以通过回收水泵打到凝汽器,当水质不合格时,该部分水直接排放到锅炉废水槽,各个阀门根据汽水分离器疏水箱的液位和汽水分离器出口压力控制开度。从上图的分离器液位控制阀除控制汽水分离器液位外,也根据汽水分离器压力控制阀门的开关。
在机组正常运行中,汽水分离器疏水管中无热水通过,该部分管道温度会降低,为防止机组跳闸后,汽水分离器液位控制阀突开导致汽水分离器疏水管道产生热冲击,从省煤器入口引一段加热水加热汽水分离器疏水阀和疏水管道,该部分水与疏水方向相反,进入汽水分离器疏水箱后,沿一段小的管道进入
锅炉主蒸汽减温水管道,这样可以达到在机组正常运行中暖疏水管的作用。
图8-2大气扩容式疏水系统简图
该设计可以在机组清管水质合格后,将该部分疏水进入除氧器,利用一部分疏水的热量,机组启动较快,系统设计比较简单,为ALSTOM锅炉传统的疏水方式设计。
该系统在启动初期,疏水量较大的时候,除氧器只能回收部分介质,仍然有部分介质经锅炉疏水扩容器排放,有部分热量和介质浪费。排水到除氧器,利用给水泵将该部分水打到给水中,可以不用重新设置结构复杂的炉水循环泵,但对除氧器的安全存在极大的威胁,大量的热水进入除氧器,导致汽水除氧器的液位无法按照3冲量的设计进行控制,除氧器液位波动大,容易满水。
五.带炉水循环泵式启动系统
带炉水循环泵式启动系统与大气扩容式启动系统最大的不同是将大气扩容式启动系统中排往除氧器的疏水改到排往省煤器入口(华能玉环电厂将排往锅炉扩容器的疏水改为排往凝汽器,相当于在凝汽式疏水系统中加入一台炉水循环泵),为克服该部分疏水与给水压力的偏差,在该部分疏水管道上安装了一台炉水循环泵及辅助设备,具体如下:
1.从分离器贮水箱至再循环泵进口的管道。
2.从再循环泵出口至给水管道上混合装置处的管道,给水管道上配有控制阀,隔离阀,止回阀
及流量测量装置。
3.再循环泵本身。
4.带节流阀的再循环泵最小流量管道。
5.带隔离阀及控制阀的过冷管道。
6.暖管用管道。
带再循环泵的启动系统,在锅炉启动的过程中,利用循环泵来维持蒸发系统所需的最小冷却流量。循环泵使分离器贮水箱的回水回到省煤器入口的给水母管系统中,分离器贮水箱的水位由锅炉给水泵控制。
图8-3带炉水循环泵式启动系统
在没有蒸汽产生的情况下,整个蒸发器内的工质都通过循环系统再循环。当锅炉水冷壁中产生的蒸汽越来越多,所需的给水流量也越多,同时回水量越来越少,当回水量小于循环泵的最小流量时,并接在循环泵进出口的再循环回路的调节阀开始工作,以保护循环泵的安全。这种趋势一直持续到给水流量完全被蒸发,此时,锅炉过渡到直流状态,循环泵可以停运。在直流模式下,给水全部蒸发为蒸汽,进入水冷壁的所有水均由给水泵提供。
当锅炉降低负荷时,从纯直流锅炉方式后切换到启动运行方式,由温度控制切换到水位控制。锅炉负荷指令同时减少燃烧率和给水流量,当锅炉主蒸汽流量降至30%BMCR(暂定)以下,干态信号消失。保持给水流量不变,燃烧率继续减小,在分离器中的蒸汽过热度降低,开始有水分离出。
进一步减小燃烧率,给水流量不变,分离器入口蒸汽湿度增加,贮水箱中开始积水,当贮水箱水位上升到一定高度,开启循环泵最小流量再循环回路的调节阀,关闭循环泵出口的隔离阀,当循环泵启动条件满足后,启动循环泵,为了在启动循环泵时其入口不产生汽化,过冷水管道系统中的调节阀开始工作,当循环泵启动后,过冷水管道系统停运,当贮水箱的疏水量超过循环泵的最小流量,循环泵最小流量再循环回路的调节阀关闭。当给水母管流量小于30%BMCR(暂定)时,能自动切换为湿态运行即贮水箱水位控制,水位由锅炉给水自动调节。
六.带热交换器式启动系统
带疏水热交换器的启动系统汽水分离器疏水箱出来的疏水分为两路,其中一路直接排往凝汽器,另外一路与安装在省煤器入口的一个表面式换热器相连,利用疏水的高温加热给水,冷却后的给水分为两路排放,一路排往凝汽器,另外一路排往除氧器。
该系统系统比较复杂,特别是加入了一个表面式加热器,与给水相连,该设备压力等级要求比较高,投资大,且疏水直接排往凝汽器,增加凝汽器的投资,热量损失依然比较大,一般很少使用到,这里不作细部介绍。
七.几种启动系统的比较带疏水热交换器的启动系统
凝汽式疏水启动系统对启动阶段和湿态时的热量无法进行回收,热量损失较大,机组启动时间较长,但系统控制简单。
疏水加热器的启动系统在启动阶段可以两次回收疏水的热量,但仍然有部分热量需要损失到凝汽器,且系统过于复杂,控制与大气扩容式启动系统一样。
大气扩容式启动系统的与凝汽式启动疏水系统设备大致一致,但可以回收部分介质的热量,但系统在锅炉启动期间,尤其是热态启动过程中,除氧器不能回收冷凝水的所有能量。除此以外,能回到除氧器流量的多少取决于除氧器内的情况及除氧器设计上的限制(如最大给水温度/压力,温升,水位等),控制比较复杂。
带泵的启动系统与简单疏水启动系统相比,具有高热量回收及低工质损失的优点。炉水的再循环保证再循环水所含热量又回到炉膛水冷壁中。在锅炉启动的大部分时间中,没有热量损失及工质损失。这样可以减少启动时所需要的燃料量,同时也减少水处理的量。仅在锅炉启动早期的很短一段时间内,由于锅炉汽水膨胀,向扩容器内排出少量的水,但给水的控制比较复杂,且设备投资多,汽水分离器液位控制不当容易导致炉水循环水泵跳闸,从而导致给水流量低跳闸。
针对以上的情况,一般直流锅炉的启动疏水系统采用大气扩容式或带炉水循环泵的启动系统。本厂采用带炉水循环泵的启动系统。
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