启动锅炉容量选择启动锅炉是新建大型火力发电厂不可缺少的辅机设备,是电厂第 1 台机组启动时向辅助蒸汽系统供 汽的唯一汽源,它直接影响主机的安全启动由于启动锅炉在电厂第1 台和第2 台机组投入商业运行后, 即停止使用,全部运行时间只有3〜5年,且为间断运行因此如何合理地选择启动锅炉的容量和蒸汽参 数,使其既能满足机组安全启动的要求,又能节约建厂投资是十分重要的1 设计及实际运行情况1.1 设计情况《火力发电厂设计技术规程》(DL5000—94)(以下简称《大火规》)6. 6. 1. 2规定: ''启动锅炉容量 应结合地区具体情况、机组要求及启动方式经计算确定,只考虑启动中必需的蒸汽量,不考虑裕量和主 汽轮机冲转调试用汽、可暂时停用的施工用汽量及非启动用的其他用汽量”各设计院在工程设计中均按 此规定选择启动锅炉容量表1 列出了国内部分电厂启动锅炉的设计容量从表 1 中可以看出,机组启 动的主要用汽点为除氧器、暖风器、汽轮机轴封系统和燃油加热及雾化严寒地区还需考虑机组冬季启 动时的采暖用汽此外,各电厂启动锅炉设计总容量因地区不同而差别较大对于300 MW机组,东北地 区启动锅炉多在75 t/h及以上,南方地区则多为30〜40t/h,个别电厂启动锅炉设计总容量较小,如妈 湾电厂为20t /h,沙角B厂仅5t/h。
1. 1. 1 除氧器加热用汽量除氧器加热用汽一项,各设计院计算值相差很大同样为300MW机组,有的计算值为38 t/h,有的 只有7t /h0进口机组则更小,如大连电厂350MW机组仅为4. 93t / h,妈湾电厂无机组启动时的除氧器 加热用汽1. 1. 2 采暖用汽量采暖用汽量一项的差别主要受电厂所在地区环境温度的影响黄河以南的电厂设计采暖用汽一般小 于10t /h,这是机组正常运行的冬季采暖需要的汽量,机组启动时间较短可以不投采暖严寒地区如双 辽电厂、铁岭电厂、达拉特电厂采暖用汽量比较大温暖地区如安顺电厂、鄂州电厂、宝钢电厂、妈湾 电厂机组在冬季启动时均不考虑采暖用汽1.2 运行情况为了深入了解启动锅炉在电厂的实际运行情况,我们调查了15个电厂,其中南方电厂7个,北方电 厂8个,见表2调查的大容量机组以300MW等级为主,对600MW等级和200MW机组也做了调查比较主 机形式包括国产、进口亚临界机组和进口超临界机组在调查中发现,各电厂启动锅炉实际运行出力或 机组启动实际用汽量与启动锅炉的设计容量相差很大,辅助蒸汽系统设计中考虑的用汽项目也与实际运 行情况有出入由于各电厂辅助蒸汽各用汽点大部分没有装设流量表计,个别电厂也仅在启动锅炉蒸汽 出口母管上装设流量表,因而很难对机组启动用汽量作出定量分析,现只能以启动锅炉运行蒸汽压力、 温度等参数来定性分析。
1. 2. 1 除氧器加热用汽机组启动时除氧器加热用汽量与除氧器的运行方式有关汉川电厂、阳逻电厂、鄂州电厂在其汽轮机运行规程中规定:“当主机负荷达到50MW时,即可开启4 段抽汽至除氧器的供汽门,压力投''自动〃,维持在0.147MPa,温度在104〜110°C,并同时关闭辅汽系统 至除氧器的供汽门此时,锅炉给水流量为187 t/h,如果除氧器进水温度为30C(轴封冷凝器出口凝结 水温度),辅汽联箱蒸汽压力o. 8MPa,温度250°C,除氧效率取0. 95,按照工况推算,除氧器加热最大 用汽量为32t/h左右但是鄂州电厂在机组启动时并未严格按运行规程进行操作其运行方式为主机冲 转前主蒸汽经汽轮机高旁至冷再热蒸汽管道,压力达到 0.7MPa 就供汽至辅汽联箱,并停用启动锅炉蒸 汽这时锅炉给水流量小于100t/h,除氧器压力维持在0. 147MPa,温度104C,启动锅炉蒸汽用量小 于17t/h汉川电厂机组启动,当主机并网后负荷达20〜30MW,即投入4段抽汽,此时锅炉给水流量 约100t/h,给水箱水温50C左右在此之前用启动锅炉蒸汽对给水进行加热,用汽量为6t/h左右 阳逻电厂机组启动,主机并网后负荷达30〜40MW,即投入4段抽汽,给水箱给水温度80〜90C,此前启 动锅炉蒸汽用量约 10t/ h 。
潍坊电厂机组启动,在 4 段抽汽至除氧器的供汽门开启前,利用启动锅炉蒸汽对给水进行加热冬 季加热至30C,用汽量约5t /h,夏季则不加热铁岭电厂机组启动时锅炉上水的水温不超过50C,除氧器加热用汽量在6t / h左右1. 2. 2 暖风器用汽所调查的汉川电厂、阳逻电厂、珠江电厂、沙角 A 厂、石洞口第二发电厂、彭城电厂、潍坊电厂、 沙岭子电厂等在机组启动时都不投运暖风,有的电厂在正常运行时也不投运暖风器汉川电厂则由于燃 煤含硫量低,暖风器被灰堵塞后阻力增大,现已拆除哈尔滨第三发电厂、铁岭电厂、威海电厂等机组 在冬季启动时投运暖风器,在夏季启动不投暖风器1. 2. 3 汽轮机轴封用汽轴封用汽由汽轮机提供,对于300 MW机组,约为3. 5t/h,对于600MW机组,约为9t / h1. 2. 4 燃油加热及雾化用汽现在绝大多数电厂采用轻油作为锅炉点火及助燃用油故仅有燃油雾化一项,对 300MW 机组而言, 一般只需雾化蒸汽 1. 5〜2t/ h 1. 2. 5 采暖用汽 除云南、贵州、广东常年气温比较高的地区外,其他地区新建的电厂启动锅炉容量均考虑采暖用汽东北、西北、内蒙古等严寒地区的电厂机组冬季启动都要投采暖,且用汽量较大。
而中部地区的电厂如 潍坊电厂、青岛电厂,机组在冬季启动时也可以不投采暖哈尔滨第三发电厂与施工安装共同使用启动 锅炉,该厂一期工程2 X 200MW机组,安装2台20 t/h链条炉,在启动锅炉投人运行前施工用汽由列车 站提供铁岭电厂安装4台300MW机组,启动锅炉为1台75 t/h煤粉炉,据电厂反映机组启动时只需蒸 汽35t / h,施工单位另外安装了 10台4t / h小锅炉用作采暖1. 2. 6 其他用汽其他用汽包括小汽轮机调试用汽、炉底加热用汽、生水加热用汽等 据调查,小汽轮机可以在主机启动前调试也可以在机组启动后带低负荷时调试所以机组启动用汽 量可以不计入该项汽量炉底加热与锅炉厂生产的炉型有关,有的锅炉有此系统,有的锅炉没有此系统但是炉底加热一般 是在锅炉点火之前对炉水进行加热,当炉水达100C左右即关闭加热汽源,之后锅炉才点火启动因而这 一项蒸汽耗量也可以不列入机组启动用汽生水加热用汽量一般较小,不计入启动锅炉运行总量中2 启动锅炉总容量我国除严寒地区及南方少数电厂,大部分300MW机组的电厂都装设2台20t/h启动锅炉,容量偏大 其原因之一是设计套用典型设计,原因之二是没有考虑各用汽点用汽的同时率,原因之三是设计多采用 重油作为锅炉点火及助燃用油。
实际运行多数电厂认为只需要设计容量的 1/2 就够了汉川电厂一期工程2X300MW机组,设计安装2台20t/h启动锅炉,启动锅炉出口没有装设流量计 投产初期,锅炉出口蒸汽压力可达1. 3MPa,投运1台20t/h炉即可满足要求后期因火嘴雾化不良、 尾部烟道结焦积压等原因,锅炉出口蒸汽压力达不到额定值(1. 3MPa),在机组启动时必须投2台启动锅 炉汉川电厂认为机组启动时,若不投暖风器和采暖,1台20t/h启动锅炉可满足要求阳逻电厂一期工程2 X 300MW机组,安装2台20t/h启动锅炉,从未2台同时运行过盘山电厂2 X 500MW进口超临界机组,安装4台50 t/h进口启动锅炉,蒸汽压力3.9MPa,温度440°C 由于其中1台故障,实际运行3台每台启动锅炉设计为2支油枪,但运行只投1支油枪实际负荷约 75t /h,该厂认为只需要2台50t/h锅炉就能满足要求潍坊电厂2 X 300MW机组,安装2台20t/h启动锅炉,设计为2支油枪2台同时运行时,一般只投 1 支油枪,实际上供汽约 20t/ h 铁岭发电厂4X300 MW机组,因另配置了 1台12MW汽轮机,安装1台75t / h煤粉炉,实际运行时 启动锅炉负荷不超过40t / h。
电厂认为机组启动用汽只需30t / h0哈尔滨第三发电厂2X200MW+2X600MW机组,600MW机组启动用汽由200MW机组提供电厂反映600MW 机组冬季启动用汽量在80〜100 t/h,夏季启动用汽量只需20t /h左右鄂州电厂2 X 300MW进口机组, 安装 1 台 45t/ h 启动锅炉在机组启动时用汽点有除氧器、暖风器、汽机轴封、磨煤机启动前用汽、空 气预热器吹灰、除灰器灰斗加热等机组在试运期间,电厂认为启动锅炉蒸汽量没有富余通过调查可以看出,不同类型的电厂和不同的启动运行方式,对启动锅炉总容量有不同的要求一 般新建电厂在调试期间,因缺乏运行经验,机组启动用汽量比较大但在运行一段时间后,又普遍反映 目前配置的启动锅炉容量偏大对表2的统计分析得出:(1) 南方及中部地区300MW机组的电厂,启动用汽量至20 t/h的占被调查电厂的56%;(2) 北方严寒地区300MW机组的电厂,启动用汽量为40t/h的占被调查电厂的33%;(3) 600MW 级机组的电厂因调查数量较少,未作统计分析3 建议综合以上调查分析,对需设置启动锅炉的发电厂,其启动锅炉的台数、容量、参数、燃料和炉型, 建议按下述原则选择:3.1 启动锅炉的容量,只考虑启动中必需的蒸汽量,不考虑裕量和主汽轮机冲转调试用汽量及非启动用 的其他用汽量。
3. 2对于300MW机组,南方地区发电厂可设置1台启动锅炉,容量为20t / h;北方地区发电厂可设置1 台启动锅炉,容量为40t /h,或设置2台启动锅炉,容量各为20t /ho3. 3对于600MW机组,南方地区发电厂可设置1台启动锅炉,容量为35 t/h;北方地区发电厂可设置1 台启动锅炉,容量为70t /h,或设置2台启动锅炉,容量各为35t /ho3.4 严寒地区发电厂的启动锅炉可与施工采暖用汽结合考虑,宜采用燃煤链条炉其他地区发电厂的启 动锅炉,宜采用燃油快装炉或散装炉3. 5启动锅炉出口蒸汽参数汽参数宜为:压力1.27MPa,温度300Co表1启动锅炉设计容■调查表电厂名称 台数X容堪启动炉整數启动炉燃 - 料疑型式用汽A流/(i-h-'J/(t-h1)压力 /MPa温度/r隐耗器燃袖加热辅封履凤器七台河电厂2 x 350 MW2x353.9245()燃煤避条炉112和启15彊的电厂4 x 300 MW753.92450煤粉炉1212353.4冬爭€20 墨李不投华能丹京电厂2 x 3S0 MW1002.09264轻柴油炉6J8无1S J».6252.15华能大连电厂2 x 350 MW50L966240轻柴抽炉4.930.4y0.3103•収辽电厂2x300 MW753.92450樹煤煤盼炉1212363-422鸭岗电厂2x300 MW2x353.S2450燃煤讎聚炉38(脚梅化}64其他 合计17 86#14 96.419 KM.I6 46.915 100.49 59达披特电厂2 x 33。
MW2x351.275350燃煤琏条炉25E530(< 季运行》3288.596阳泉第二发电厂 4^300 MW2x20L27350无烟煤, 倉裝链条炉20。