超临界直流锅炉冷态启动过程
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作者: 马敏
摘 要： 本文阐述了超临界自流锅炉的启动特点，具体分析了超临界直流锅炉的冷态启动的特点、过程，以及应注意的问题，并对上海石洞口二厂机组详细进行了冷态启动过程的分析。
关键词： 超临界直流锅炉 冷态启动 过程分析
本文以华能上海石洞口第二电厂600MW超临界直流锅炉为例，锅炉由Sulzer公司与美国CE公司联合设计，基本上采用CE典型的总体布置，单炉膛、双烟道倒U型全钢架悬吊结构，炉膛水冷壁下部（包括冷灰斗）采螺旋围绕管圈，上部为一次上升垂直管屏，两者之间采用中间混合集箱。锅炉设计煤种为东胜神木煤。汽机旁路系统由具备安全功能的100%MCR容量的高压旁路和65%MCR容量的低压旁路两级串联旁路构成。下面是其冷态启动过程。
1.锅炉的启动准备
（1）锅炉在启动前，通常按规程或锅炉使用说明书，对锅炉本体及汽水系统、风烟系统、燃烧系统及高低压旁路、闭式冷却水等其他公用系统进行全面的检查，锅炉有关的辅机（送、引风机，一次风机，空气预热器，以及电除尘，等等）、热控。化学水处理和现场环境、消防、照明、通讯等均应具备安全启动的条件。
（2）锅炉的所有连锁保护在启动前均应投入运行。
2.锅炉进水和循环清洗
直流炉在进水前必须进行水冲洗，用除盐水冲洗系统的管道和锅炉本体。冲洗的水不断排放，以除去杂质和锈蚀。直至经化验，锅炉水质达到要求规定值，水冲洗暂告结束（后面还有热态清洗），这实际上都是由于直流炉在正常运行过程当中不能排污所致。
3.吹扫
点火前必须用一定流量的空气对炉膛中可能存在的可燃物和可燃气体进行吹扫排除，防止锅炉点火时发生爆燃。按顺序锅炉启动有关辅机，按规定先进行轻重油系统的泄漏试验并以约50％的锅炉额定风量进行炉膛吹扫工作，将MFT复位，在五分钟吹扫过程中，若有一条件不满足，则必须吹扫中断，查明原因，恢复吹扫条件，重新计时吹扫。
4.保持炉膛负压
点火前，将引风机投入，保持炉膛负压。关于点火前的总风量，通常为35%左右，CE规定：如果锅炉MFT后是联跳风机停炉的，则启动时的风量应保持在35%―40%额定风量，时间不少于5分钟，否则吹扫后将2次风进炉膛的小风门全部开足而无法调节。这样做的目的是防止停炉时没有足够的通风量，在燃烧器周围积有煤粉。因此点火前应适当加大风量进行吹扫。以上这几步准备好以后，锅炉可以点火。
5.锅炉点火
锅炉点火方式为轻油重油燃烧器。根据锅炉的升温升压的要求，先点轻油枪，再点重油燃烧器，最后启动制粉系统，缓慢增加燃料量，锅炉升温升压。
6.锅炉升温升压
锅炉点火后，随着燃料投入量的逐渐增加，锅水温度逐渐升高，由于此时过热器和再热器里基本没有蒸汽或者有很少量的蒸汽通过来冷却，为了防止其受热面超温，这时应通过控制炉膛出口烟气的温度来保护过热器及再热器，亦即控制燃料的投入率。
7.热态清洗
当水冷壁内的温度和压力逐渐升高，高温的水将残留在炉内的杂质（主要是氧化硅杂质）冲洗出来使水中的杂质增加。运行经验表明铁的沉淀在260―290℃发生，所以当水温在这个范围内时要进行热态清洗。保持水量和水压稳定，随着含铁量的增加，不断地放水和补水，进行热态清洗。
8.旁路系统启动初期对汽压的控制
（1）在启动时，使启动中蒸汽温度与金属温度相匹配，缩短启动时间。
（2）汽机故障时，可采用停机不停炉的方式。电网故障时，机组带厂用电运行，有利于尽快恢复供电，缩小事故范围。
（3）启动时防止再热器被烧坏。
（4）回收工质及热量，降低噪音。
（5）启动时，使蒸汽中的固定小颗粒通过旁路进入凝汽器，从而防止汽机调节汽门、喷嘴及叶片的颗粒腐蚀。
9.汽轮机冲转、暖机带初负荷
到上步时，汽轮机的冲转条件已完全具备，便可开始冲转。但是要注意冲转前必须投入盘车。此过程锅炉的气压由高压旁路控制不变。随着进汽量的增大，汽轮机的高压调节阀门逐渐打开，而同时高低压旁路逐渐关小，直到高低压旁路全关以后，锅炉的蒸发段仍为湿态，继续增加燃料量将使分离器进汽量增加，分离器的水位下降。保持定压运行时，分离器的AA阀和AN阀已全关，只有ANB阀还继续用于维持水位。随着燃料量的继续增加，分离器的水位继续下降ANB阀继续关小，直到全关为止，此时分离器完成从湿态到干态的转变，成为一个微过热蒸汽通道。具体过程如下：以上汽门冲转过程为例，当主蒸汽满足冲转条件时，在汽轮机各油系统正常的情况下，运行人员按主汽门控制键，中压调门和高压调门全开。这时系统处于主气门主控方式，还未进行主汽们到高压调门的控制切换。升转速直到2900r／min，运行人员按高压调门控制键，DEH系统开始进行控制调门的切换。为了防止切换过程引起汽轮机超速，DEH要先关高压调门到最小开度，等待汽轮机转速下跌（一般要下跌50r／min以上）。当转速下跌完成时，主汽门退出对转速的控制，在DEH系统控系统下以一定的速率全开，当其开度大于全行程的90％时，阀门控制切换完成。以后由高压调门控制转速完成冲转直到3000r／min。
10.继续升负荷直到满负荷
石洞口这台机组滑压运行采用的是定压―滑压―定压运行方式。35％以下的定压运行主要是为了启动方便和锅炉水冷壁的安全；90％以上的定压运行主要是为了机组调频运行的需要。从35％额定负荷开始自动滑压运行的具体条件是在协调运行方式下高压旁路全关和控制高压旁路的开启信号小于2％。如果只有高压旁路全关，则当汽压高时高压旁路还会开启，因此，必须保证两个条件同时具备，为此应使用协调方式运行。
在滑压条件下，1―3号调节汽门全开是保证经济运行的关键。因此，协调控制中规定：当汽轮机调节汽门开度在87％以上时才能进入滑压运行方式，当开度小于82%时应自动退出。开始进入滑压运行以后，协调控制系统根据负荷送出汽压信号给机炉主控，以保持滑压运行参数；一个跟踪器跟踪汽压的实际指令再加上1.3MPA的富裕量，作为高压旁路的动作值，当汽压超过此值时高压旁路就开启，起到一定的保护作用。
利用滑压运行，开启下一台磨煤机继续升负荷。当负荷升至近500MW时也即80%MCR时，开始由亚临界向超临界过度，汽水分离器的压力很快越过22.2MPA，进入超临界压力状态。最后达到超临界工况，继续升负荷。当负荷升到90％时，转为定压运行方式，直至满负荷。
到此冷态启动结束，机组转为正式运行阶段。
参考文献：
［1］朱全利主编.锅炉设备及系统.电力出版社，2006，2.
［2］汪祖鑫主编.超临界压力600MW机组的启动和停运.中国电力出版社，2004，2.
［3］何振东，王岩.超临界直流锅炉的启动系统及启动特点.哈尔滨锅炉厂有限公司，中国华电集团哈尔滨发电有限公司，2004，12.
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