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1、超临界锅炉启动运行的有关问题,哈尔滨锅炉厂有限责任公司 2011.8.22,一、锅炉机组点火投运之前,1.1 冷态动力场试验 新安装的锅炉在启动前进行炉内冷态空气动力场试验的目的是了解锅炉空气动力场情况，这对热态运行有着指导意义。 良好的炉内空气动力场的表现为：燃烧中心区有足够的热烟气回流至一次风粉混合物射流的根部，保持稳定的着火；燃料和空气分布合适，供氧及时，利于燃尽；炉膛内火焰充满度好；气流不刷墙，避免热态结焦等。 冷态动力场试验方法：火花法，纸屑法，飘带法，速度测量等。 试验遵循的准则： 1.自模化区的确定。对于大多数锅炉，炉膛界限Re数大致在5104 ，而燃烧器进入自模化区为 Re10
2、5。 2.动量比相等。即冷、热态下各股射流动量比相等。 3.试验风速的确定。选择一个适当的一次风速（一般在2028m/s）后，根据动量比相等求出二次风速，之后再核算雷诺数是否在自模化区，如在自模化区即可，否则再重新选择一次风速，重新计算。,一、锅炉机组点火投运之前,1.2 燃烧器的冷态风门开度调整及摆动试验 燃烧器各次风门开度冷态调整和开度试验对保证锅炉热态运行有十分重要的作用。 对于四角切圆或墙式切圆燃烧锅炉，同层燃烧器的开度应该一致，且动作灵活。各角燃烧器摆角应同步、灵活。 对于前、后布置的旋流燃烧器，在锅炉点火前应根据煤质特性（特别是挥发份、灰熔点）调节内二次、外二次风门挡板开度和旋流器
3、的位置，同时记录调节拉杆的位置，以便作为热态调整时的依据。,一、锅炉机组点火投运之前,1.3 一次风分配调平 每台磨煤机出口的一次风管道，在锅炉启动前应进行调平试验。在设计一次风管风速下，调节磨煤机出口的可调缩孔，使各管的风速偏差不大于5%。 1.4 风门、挡板开度就地与CRT画面指示核实 核实各燃烧器所有风门、风道风门，调温挡板等实际开度与就地指示的一致性，就地指示与CRT画面指示的一致性。这是热态运行调整的重要依据，否则，热态运行时出现的问题无法分析。,二、化学清洗,2.1 清洗范围 锅炉化学清洗范围原则上包括： 高压给水管路、省煤器系统、水冷壁系统、启动循环回路等。 过热器系统及主蒸汽管
4、道、再热器和冷、热段再热蒸汽管道不需要化学清洗，仅用蒸汽吹扫。 其它一些管道，如减温水管道、启动系统中的过冷水管、暖管管路和溢流管路，以及锅炉本体和管道上的所有疏水、排气、取样和仪表管路应进行水冲洗。,二、化学清洗,2.2 清洗介质选择 国内大型电站锅炉化学清洗介质通常选用盐酸、氢氟酸、柠檬酸和EDTA。 盐酸价格最便宜，货源广，清洗效果好，废液易处理。但它含有氯离子，易使奥氏体管材发生氯脆。因此对于水容积相对较小的直流锅炉不宜采用。 氢氟酸清洗效果好，而且对超临界锅炉的所有受热面管材都是相容的，故只有它过热器系统也可参与清洗，从而可显著缩短蒸汽吹管时间。氢氟酸采用开式清洗，清洗系统简单。清洗
5、温度在50左右，因此清洗期间锅炉不用点火。但氢氟酸有着较强的腐蚀性和毒性，需特别注意对设备和环境的保护，以及清洗人员的安全防护。 柠檬酸的清洗温度稍高，在90左右，且溶解氧化物的能力随温度的降低而迅速减弱。柠檬酸清洗所需的清洗时间较长，但其危险性小，不需要对阀门采取防护措施，清洗废液可在炉内焚烧处理。 利用EDTA络合物的酸效应原理进行的清洗，清洗系统简单，不需要进行碱洗而缩短了清洗时间，耗水量小。EDTA清洗废液可以回收再生。缺点是清洗温度高（120左右），因而清洗时锅炉必须点火加热。 鉴于新建超临界电站锅炉受热面管内无化学盐垢，多为氧化铁等其它杂质，为此推荐选用腐蚀性相对较弱的柠檬酸和ED
6、TA清洗。,二、化学清洗,2.3清洗后的检查 系统清洗完成后，割开水冷壁进口处分配器手孔进行内部检查，并清除沉积物。 对水冷壁、省煤器割管检查，判断清洗效果。但若从监视管段可以断定清洗效果良好，也可免做割管检查。,三、蒸汽吹管,3.1 吹管范围 从分离器到末级过热器出口集箱的过热器系统 主蒸汽管道 高压旁路管道 冷段再热器管道 从冷段再热器入口集箱到热段再热器出口集箱的再热器系统 热段再热器管道 小汽轮机进汽管道及吹灰蒸汽管道,三、蒸汽吹管,3.2 吹管系数及参数 为了达到有效的吹扫，吹管时被吹扫表面所受的作用力必须大于锅炉最大连续出力（BMCR）下蒸汽对表面的作用力。作用力越大吹管越有效。
7、吹管系数定义为吹扫工况和BMCR工况下蒸汽动量之比。“火电机组启动蒸汽吹管导则”规定，吹管时应保证被吹扫系统中各处的吹管系数均应大于1。 吹管系数的计算公式如下： DF=W2purgeVpurge/W2MCRVMCR 式中：W：质量流量 kg/s V：比容 m3/kg Purge：吹扫负荷 MCR：最大连续负荷 DF：吹管系数 为了达到最有效的吹扫，三井-巴布科克公司推荐将要吹扫的锅炉和各段管道的吹管系数应达到1.3至1.7的范围内。,三、蒸汽吹管,根据上面的理论公式，下面的公式可以用于在现场评估各吹扫管段每次吹扫的吹管系数： DF=Pinpurge-Poutpurge/PinMCR-Pout
8、MCR 式中：Pinpurge：吹扫管段吹扫期间的入口压力 Poutpurge：吹扫管段吹扫期间的出口压力 PinMCR：吹扫管段MCR工况下的入口压力 PoutMCR：吹扫管段MCR工况下的出口压力,三、蒸汽吹管,3.3吹管方式 蒸汽吹管有降压吹管和稳压吹管两种方式，又有过热器、再热器系统串联吹扫，简称“一步法”，和分阶段吹扫，简称“二步法”，两种方法。 稳压吹管通常采用“一步法”吹管，吹管压力（内置式汽水分离器出口压力）控制在5.06.0MPa范围内。 采用动量计算的方法，在保证被吹扫系统各段吹管系数K1的前提下，得出在选定吹管蒸汽压力下的吹管蒸汽流量，锅炉输入热负荷达到约40BMCR。
9、稳压吹管操作简便，运行工况稳定，受热面承受的热冲击较小 。稳压吹管每次吹管的持续时间取决于储备的除盐水量。稳压吹管锅炉的输入热负荷较高，为此要注意控制炉膛出口烟温，防止过热器和再热器超温。 降压吹管推荐采用“二步法”吹扫，吹管压力为4.55.5MPa。 如采用“一步法”吹管压力应达到7.07.5MPa。 降压吹管由于直流锅炉水容积和热容量较小，每次吹管持续时间不到1分钟，必须采用价格昂贵的快速启闭的临冲门。,三、蒸汽吹管,3.4 吹管后的检查 吹管后的检查对锅炉启动后的安全运行十分重要，由于蒸汽吹管时可能在各级过热器管子入口处节流短管前积聚一些杂质，为此应首先对炉两侧区域屏的节流短管进行X射线
10、检查，查看节流短管入口处是否有杂质存在。如果发现有杂质，应再向里侧屏依次检查，直至节流短管入口处没有发现杂质。如果有条件的话，最好对节流短管全部X射线拍片检查，对检查出有杂质的节流短管都应割管清理。,四、锅炉冷态启动,4.1 循环泵上水 锅炉上水前，应该先将循环泵充满水。炉水循环泵注水前为了防止杂物颗粒进入电机腔室，首先对高压冷却水系统进行彻底冲洗，合格后方可通过高压冷却水系统进行注水。 注水水质标准如下： 当注水指示器疏水阀流出水并且不存在气泡，认为注水结束。 循环泵注满水后排气阀和疏水阀全部关闭。 建立炉水循环后，对循环泵进行检查：循环泵运转平稳无振动；注意电机冷却水的温升趋势，稳定在40
11、50，水温60报警，水温65跳闸；检查冷却器高压和低压端的进、出口温度，确认冷却器运行良好；循环泵出、入口压差正常；,四、锅炉冷态启动,4.2锅炉上水 炉水循环泵注满水后，向锅炉上合格的水，上水时的环境温度不低于5，水温一般在2090。用给水旁路调整门控制上水速度在5%BMCR左右,水质应满足表2的要求。,四、锅炉冷态启动,4.3 冷态水冲洗 4.3.1锅炉冷态开式冲洗 在冷态启动前，锅炉必须进行冷态冲洗，系统图见图2，冲洗流量为25BMCR。 锅炉冷态冲洗前应该满足下列条件： 高压给系统冲洗完毕。 锅炉上水结束。 再循环泵停运。 再循环阀关闭并投自动。 电动给水泵升压泵运行。 分离器疏水出口
12、电动阀应开启并投自动。 电动给水泵旁路阀应该开到进行清洗的设定位置（试运时确定）。 打开3高加出口阀以便给锅炉上水。 维持给定的冲洗流量，直到贮水箱出口达到要求的水质。 当贮水箱出口水质满足下面要求，则认为锅炉水冲洗完成。 表4 冷态开式冲洗贮水箱出口水质要求 项目单位允许值Feppb500混浊度NTU3如果冲洗时间过长，可提高给水泵升压泵出力提高冲洗流量。,四、锅炉冷态启动,锅炉冷态开式冲洗,四、锅炉冷态启动,四、锅炉冷态启动,锅炉冷态循环冲洗的系统图,四、锅炉冷态启动,在贮水箱疏水水质满足下表要求，循环冲洗结束。 锅炉循环冲洗（给水流量Zt/h）项目单位允许值Feg/L200如果冷态循环冲
13、洗时间过长，可进行下列操作： 通过增加再循环流量或电动给水泵升压泵流量提高给水流量。 反复增减再循环流量。,四、锅炉冷态启动,4.4 锅炉点火-等离子或小油枪点火 对于超临界机组，燃烧器点火时，为了防止省煤器汽化，必须设定一个3%5%BMCR的最小给水流量，循环流量仍维持在30%BMCR。 当前国内多采用等离子或小油枪点火，且都布置在下层煤粉喷嘴，改等离子点火将使下炉膛热负荷比油枪点火增加1.4倍，因此投运时应采用最小给煤量（一般要小于8%BMCR的燃料量），以使输入热负荷为最低，减少温升速度（1/min）。等离子点火燃烧工况不良，应注意防止尾部再燃事故发生，空气预热器吹灰投入，灰斗中积灰及时
14、清除。,四、锅炉冷态启动,4.5汽水膨胀 锅炉点火后，冷态启动在0.50.7MPa压力下发生汽水膨胀。,四、锅炉冷态启动,汽水膨胀量按下式估算： Md=Vtot0.6560/St/v 式中：Md膨胀量 kg/h Vtot水冷壁水容积 m3 ST发生汽水膨胀时间，热态：5分钟；冷态：10分钟 比容 取0.00111 m3/ kg,四、锅炉冷态启动,4.6热态水冲洗 热态清洗应在汽水膨胀结束后进行。 热态清洗时投入5BMCR的热负荷。给水流量约为20BMCR，此时水冷壁系统流量为50BMCR。 当水冷壁出口温度在150左右时对锅炉进行热态冲洗，因为此温度下铁离子的溶解度最高。 1. 通过控制油量和
15、疏水阀开度将水冷壁出口温度控制在150左右，不允许超过170。 2. 保持上述状态和给水流量直到贮水箱出口水质合格。 3. 如果热态冲洗需要很长时间，为缩短冲洗时间，如下措施可供选择。 a. 通过增加再循环流量或给水流量提高冲洗流量。 b.反复增减再循环流量。 c.改变燃料量使水温在170以下波动。,四、锅炉冷态启动,4.7升温升压速率 超临界锅炉：在升压开始阶段，饱和温度在100以下时，升高速率不应超过1.1/min。到汽机冲转前，饱和温度升高速率不应超过1.5/min。应该小心控制热输入，以使炉膛出口的烟温探针在任何时候都不超过540。当烟气温度升高到540时，必须控制热输入量。,四、锅炉
16、冷态启动,超超临界锅炉：按图9所示的曲线升温升压（水冷壁出口水温以40/h的升温速率上升），高旁初始值按逻辑开到15。 图9 汽机冲转前的升温升压曲线 1.贮水箱压力大于0.8MPa后，将过热器电动泄压阀（PCV）开启1分钟。 2.通过调整煤水比的方法控制炉膛出口烟温不超过560，以防止再热器超温。,四、锅炉冷态启动,四、锅炉冷态启动4.8锅炉疏水及排气,4.8 锅炉疏水及排气 4.8.1超临界锅炉： 1.点火前，打开下列锅炉疏水阀： 包墙环形集箱疏水阀 一级过热器入口疏水阀 屏式过热器出口汇集集箱疏水阀 末级过热器出口疏水阀 主蒸汽暖管管路及主蒸汽管路，高、低压旁路低点疏水 高压旁路整定到10%20%的开度 再热器到冷凝器疏水阀 燃烧器未点火前，DCS自动打开省煤器排气阀 注：1.分离器出口排气门：在分离器水位建立以后即可关闭（若已打开）。 2.锅炉过热器系统的所有手动排气阀必须保持关闭。 3. 省煤器电动排气阀用于从省煤器吊挂出口集箱向一只分离器
