課題二直流鍋爐啟動

1、課題二 直流爐的啟動概述一、定義二、分類1、按設(shè)備金屬溫度分類1）冷態(tài)啟動2）溫態(tài)啟動3）熱態(tài)啟動4）極熱態(tài)啟動注意：是指將靜止?fàn)顟B(tài)的機(jī)組轉(zhuǎn)變?yōu)檫\(yùn)行狀態(tài)的過程，包括鍋爐點(diǎn)火、升溫升壓、汽輪機(jī)沖轉(zhuǎn)升速、并網(wǎng)、升負(fù)荷直到帶至額定負(fù)荷的全過程。何處設(shè)備的金屬溫度？幾種典型600MW機(jī)組啟動狀態(tài)的劃分：東芝、西屋、通用采用高壓缸第一級金屬溫度劃分；ABB采用高壓轉(zhuǎn)子溫度劃分2、停機(jī)時(shí)間1）冷態(tài)啟動2）溫態(tài)啟動3）熱態(tài)啟動4）極熱態(tài)啟動3、按沖轉(zhuǎn)時(shí)進(jìn)汽方式分類1）高、中壓缸啟動2）中壓缸啟動3）高、中缸啟動為主，中壓缸啟動為輔4、按控制進(jìn)汽流量閥門分類1）用調(diào)速汽門啟動2）用自動主汽門或電動主閘門的旁路

2、門啟動3）用自動主汽門的預(yù)啟門啟動5、按新蒸汽參數(shù)分類1）額定參數(shù)啟動定義：特點(diǎn)：a、“三熱問題”、節(jié)流損失、啟動時(shí)間b、損失大量燃料量和工質(zhì)c、機(jī)爐相互干擾少適用于哪種機(jī)組？2）滑參數(shù)啟動定義：分類：現(xiàn)在大型單元機(jī)組通常采用哪種方法？為什么？在整個(gè)啟動過程中，從沖轉(zhuǎn)到并網(wǎng)帶負(fù)荷的全過程，汽輪機(jī)主汽閥前的蒸汽參數(shù)始終保持額定值。在啟動過程中，電動主閘閥前的蒸汽參數(shù)隨機(jī)組轉(zhuǎn)速或負(fù)荷的變化而逐漸升高。真空法啟動和壓力法啟動特點(diǎn)：a、三熱問題b、節(jié)流損失c、機(jī)爐協(xié)同操作后，可以大幅度地縮短鍋爐點(diǎn)火到發(fā)電機(jī)并列乃升負(fù)荷的速度，提高了電網(wǎng)的機(jī)動性d、工質(zhì)和熱量損失e、充分冷卻過、再熱器三、配直流鍋爐的單

3、元機(jī)組冷態(tài)啟動(一)直流爐啟動與汽包爐啟動的區(qū)別1、受熱面分布不同2、水循環(huán)建立不同3、直流爐設(shè)有啟動系統(tǒng)(二)直流爐啟動的特點(diǎn)1、直流爐配有專門的啟動系統(tǒng)1）為什么要配有專門的啟動系統(tǒng)？對直流鍋爐，點(diǎn)火啟動負(fù)荷均須為30%的額定負(fù)荷，以保證啟動時(shí)候鍋爐輻射受熱面的安全運(yùn)行。此蒸汽量大大超過汽包鍋爐點(diǎn)火時(shí)啟動蒸汽量，如果運(yùn)用通常的汽輪機(jī)旁路系統(tǒng)進(jìn)行機(jī)組的啟動，將損失很多熱量。為了減少啟動熱損失，并能在各種熱狀態(tài)下啟動，提高單元制機(jī)組運(yùn)行機(jī)動性，直流鍋爐都裝備有專用啟動系統(tǒng)2）啟動系統(tǒng)的作用a、完成機(jī)組啟動時(shí)鍋爐省煤器和水冷壁的冷態(tài)和熱態(tài)循環(huán)清洗 b、建立啟動壓力和啟動流量，以確保水冷壁安全運(yùn)行

4、 c、盡可能回收啟動過程中的工質(zhì)和熱量，提高機(jī)組的運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性d、對蒸汽管道系統(tǒng)暖管 3）啟動系統(tǒng)的分類a、內(nèi)置式分離器啟動系統(tǒng)b、外置式分離器啟動系統(tǒng)珙縣電廠采用哪種型式？4）啟動系統(tǒng)的組成啟動分離器及與之相連的汽水管道、閥門、再循環(huán)泵等，高低壓旁路系統(tǒng)。5）特點(diǎn) 該系統(tǒng)組成簡單，運(yùn)行操作方便，適合于機(jī)組調(diào)峰要求。在鍋爐啟停及正常運(yùn)行過程中，汽水分離器均投入運(yùn)行，在鍋爐啟停及低負(fù)荷運(yùn)行期間，汽水分離器濕態(tài)運(yùn)行，起汽水分離作用；在鍋爐正常運(yùn)行期間，汽水分離器只作為蒸汽通道。 圖11.12 帶再循環(huán)泵和內(nèi)置式分離器的鍋爐啟動系統(tǒng)2、直流爐啟動速度快直流鍋爐沒有汽包，其承壓的厚壁部件一般是聯(lián)箱和閥門

5、，受熱均勻，故可快速升溫升壓，使機(jī)組啟動時(shí)間大大縮短。（此時(shí)啟動時(shí)間主要受到汽輪機(jī)的限制）3、啟動時(shí)應(yīng)建立一定的啟動壓力1)為什么啟動時(shí)應(yīng)建立一定的啟動壓力？自然循環(huán)汽包爐在點(diǎn)火前無壓力，點(diǎn)火后工質(zhì)被加熱產(chǎn)生蒸汽壓力逐漸提高；直流爐由于要保證水動力穩(wěn)定性等要求，在點(diǎn)火前就要建立一定的壓力。2）啟動壓力的選取與哪些因素有關(guān)？a、受熱面的水動力特性。b、工質(zhì)膨脹現(xiàn)象。c、給水泵的電耗。3）啟動壓力的值？4、啟動時(shí)應(yīng)建立一定的啟動流量1）為什么啟動時(shí)應(yīng)建立一定的啟動流量？對受熱面的冷卻和改善水動力特性。2）啟動流量的選取與哪些因素有關(guān)？a、啟動時(shí)間。b、啟動損失。c、膨脹量。d、受熱面超溫。e、水冷

6、壁中工質(zhì)流動的穩(wěn)定性。f、受熱面的冷卻性。3）啟動流量值？30%BMCR=啟動循環(huán)泵提供25%+給水泵提供5%5、啟動中的工質(zhì)膨脹現(xiàn)象在直流鍋爐中，水的加熱、蒸發(fā)、過熱三個(gè)區(qū)段無固定的分界點(diǎn)，各段受熱面是在啟動過程中逐步形成的，整個(gè)過程歷經(jīng)三個(gè)階段。 第一階段：工質(zhì)加熱階段。在此階段中，鍋爐本體全部受熱面都起加熱水的作用，工質(zhì)溫度逐步升高，但工質(zhì)的相態(tài)沒有發(fā)生變化，從鍋爐排出的是加熱的水，其數(shù)量等于鍋爐的給水量。 第二階段：工質(zhì)膨脹階段。在此階段，由于低負(fù)荷時(shí)水冷壁的吸熱量比對流受熱面的吸熱量大，當(dāng)鍋內(nèi)某處的工質(zhì)溫度達(dá)到飽和溫度時(shí)，便開始汽化，產(chǎn)生蒸汽，但其后部受熱面內(nèi)的工質(zhì)仍為水，由于蒸汽比

7、容大，引起局部壓力升高，將后部的水?dāng)D壓出去。此時(shí)鍋爐出口的流量將大大超過鍋爐的給水流量。當(dāng)沸騰點(diǎn)后部受熱面中的水全部被汽水混合物代替后，鍋爐排出的流量才恢復(fù)到和給水流量一致，此時(shí)，鍋爐本體受熱面分為水的加熱和蒸發(fā)兩區(qū)段。 第三階段：鍋爐出口工質(zhì)過熱階段。隨著燃料量的增加，汽溫繼續(xù)上升，當(dāng)鍋爐本體出口工質(zhì)變成過熱蒸汽時(shí)，鍋爐本體受熱面就開始形成水的加熱、蒸發(fā)和蒸汽過熱三個(gè)區(qū)段。此階段鍋爐排出的流量等于鍋爐的給水量。啟動過程中工質(zhì)膨脹量的影響因素：a、與分離器的位置有關(guān)。分離器前受熱面越多，膨脹量越大 。b、與啟動壓力有關(guān)。較高的啟動壓力可減少膨脹量 。c、與啟動流量有關(guān)。隨著啟動流量增加膨脹流出

8、量的絕對值增加d、與給水溫度有關(guān)。給水溫度降低，蒸發(fā)點(diǎn)后移，膨脹量減弱e、與燃料投入速度有關(guān)。燃料投入速度越快，膨脹量越大f、與鍋爐型式有關(guān)。一次上升型與螺旋上升型相比膨脹量減弱g、與啟動工況有關(guān)。熱態(tài)啟動時(shí)汽水膨脹現(xiàn)象更加明顯（因此，在啟動系統(tǒng)的啟動分離器、儲水罐、水位控制閥及大氣式擴(kuò)容器等設(shè)備的設(shè)計(jì)中應(yīng)充分考慮工質(zhì)膨脹量，使其容量能滿足工質(zhì)的膨脹要求。）汽包爐中是否有工質(zhì)膨脹現(xiàn)象？ 汽包鍋爐實(shí)際上也有類似的工質(zhì)膨脹現(xiàn)象，如水冷壁內(nèi)工質(zhì)溫升到飽和溫度有部分水變成蒸汽，鍋內(nèi)工質(zhì)體積膨脹，但由于汽包空間的吸收作用只是壓力和水位有所上升。6、啟動過程中的相變過程 變壓運(yùn)行鍋爐啟動過程中，鍋爐壓力經(jīng)

9、歷了從低壓、高壓、超高壓到亞臨界，再到超臨界的過程，工質(zhì)從水、汽水混合物、飽和蒸汽到過熱蒸汽。從啟動開始到臨界點(diǎn)，工質(zhì)經(jīng)過加熱、蒸發(fā)和過熱三個(gè)階段；機(jī)組進(jìn)入超臨界范圍內(nèi)運(yùn)行，工質(zhì)只經(jīng)過加熱和過熱兩個(gè)階段，呈單相流體變化。 工質(zhì)在臨界點(diǎn)附近，存在著相變點(diǎn)（最大比熱區(qū)），汽水性質(zhì)發(fā)生劇變，比容和熱焓急劇增加，定壓比熱達(dá)到最大值。7、冷態(tài)和熱態(tài)清洗 為什么對直流爐需進(jìn)行冷態(tài)和熱態(tài)清洗？ 冷態(tài)清洗：點(diǎn)火前用80-100度左右除氧水進(jìn)行循環(huán)清洗。為防止其他設(shè)備及管道內(nèi)的污物進(jìn)入爐內(nèi)，清洗可分布進(jìn)行。首先進(jìn)行給水泵前低壓系統(tǒng)循環(huán)清洗，水質(zhì)合格后再進(jìn)行高壓系統(tǒng)的循環(huán)清洗。 熱態(tài)清洗：點(diǎn)火后，隨著工質(zhì)溫度上升

10、，當(dāng)水中含鐵量超過規(guī)定值時(shí)，應(yīng)進(jìn)行熱態(tài)清洗。鐵的沉淀物溫度約在260-290度，故規(guī)定鍋爐升溫過程應(yīng)在此范圍內(nèi)進(jìn)行熱態(tài)清洗。（三）鍋爐再循環(huán)泵 珙縣電廠中設(shè)置鍋爐再循環(huán)泵有什么優(yōu)點(diǎn)？ 可縮短啟動時(shí)間。配置了循環(huán)泵的啟動系統(tǒng)，可以提高省煤器入口的給水溫度，因此可以縮短啟動時(shí)間，對于經(jīng)常啟動的兩班制機(jī)組來說，縮短啟動時(shí)間可帶來良好的經(jīng)濟(jì)效益。 可在啟動過程中回收熱量。由于在啟動過程中水冷壁最低流量為30%BMCR，對于不帶啟動循環(huán)泵的系統(tǒng)，在機(jī)組啟動初期，由汽水分離器分離出的飽和水的流量很大，只能進(jìn)入凝汽器，造成大量的熱量損失。 可在啟動過程中回收工質(zhì)。采用啟動循環(huán)泵后，分離器分離的飽和水通過再循

11、環(huán)泵與給水混合后重新進(jìn)入省煤器，可以避免這部分工質(zhì)損失。 在機(jī)組冷態(tài)清洗時(shí)，可以減少補(bǔ)給水。為了保證冷態(tài)清洗的效果，通常要求冷態(tài)清洗時(shí)水冷壁的流量為30%BMCR，對于不帶啟動循環(huán)泵的系統(tǒng)，這部分清洗水必須全部為補(bǔ)給水，造成制水設(shè)備的容量加大；而采用啟動循環(huán)泵以后，在清洗水質(zhì)合格的前提下，鍋爐清洗后期可以開啟啟動循環(huán)泵，使用較少的清洗補(bǔ)給水量就可以在水冷壁系統(tǒng)中獲得清洗所需的流量。(四)超臨界壓力機(jī)組冷態(tài)滑參數(shù)啟動1、啟動前的準(zhǔn)備（設(shè)備和系統(tǒng)的檢查、試驗(yàn)、投入）2、低壓系統(tǒng)循環(huán)清洗1）清洗目的 鍋爐在進(jìn)水前，為保證進(jìn)入鍋爐的水質(zhì)，給水系統(tǒng)應(yīng)先進(jìn)行循環(huán)清洗，以除去管系內(nèi)的雜質(zhì)和鹽分和因腐蝕生成的

12、氧化鐵等，提高給水品質(zhì)。2）清洗流程a、凝汽器沖洗：補(bǔ)給水箱凝汽器凝結(jié)水泵除鹽裝置軸加凝汽器再循環(huán)門凝汽器地溝。（水循環(huán)一段時(shí)間后，將水從凝汽器放水門排入地溝。如果凝汽器本身比較臟，可以向凝汽器補(bǔ)水后直接放掉，第二次進(jìn)水后再進(jìn)行沖洗。如果初次啟動凝結(jié)水泵，水質(zhì)較差的話，可使精除鹽裝置走旁路。）b、低加系統(tǒng)沖洗：凝結(jié)水泵除鹽裝置軸加低加地溝（低壓加熱器先沖洗旁路，水質(zhì)合格后，再進(jìn)入低壓加熱器內(nèi)沖洗，沖洗時(shí)應(yīng)注意流量大小，流量太小，沖洗效果不好，流量太大，則凝汽器水位不易控制）c、除氧器沖洗：低壓加熱器沖洗合格后，凝結(jié)水可進(jìn)入除氧器，沖洗后從放水門排入地溝。3、啟動流量、啟動壓力的建立及高壓系統(tǒng)清

13、洗（低壓系統(tǒng)循環(huán)清洗，水質(zhì)合格后，可啟動電動給水泵開始向鍋爐進(jìn)水，建立啟動流量和啟動壓力）1）啟動流量：在啟動過程中鍋爐的給水流量2）啟動壓力：啟動過程中水冷壁內(nèi)工質(zhì)具有的壓力，一般以包覆管出口壓力為依據(jù)3）清洗流程a、給水管道沖洗：除氧器給水泵高加地溝（沖洗時(shí)，開啟電動給水泵向高壓加熱器進(jìn)水，先沖洗高壓加熱器旁路，待水質(zhì)合格后，進(jìn)入高壓加熱器水側(cè)，然后從高壓加熱器出口放水，沖洗時(shí)應(yīng)注意除氧器水位。）b、鍋爐本體沖洗：補(bǔ)給水箱凝汽器凝結(jié)水泵軸加低加除氧器給水泵高加省煤器水冷壁汽水分離器擴(kuò)容器疏水箱地溝4、鍋爐點(diǎn)火1）輕、重油系統(tǒng)的泄漏試驗(yàn)2）鍋爐點(diǎn)火前的吹掃目的：吹掃程序： 注意：3)鍋爐點(diǎn)火

14、點(diǎn)火方式：投油槍：投煤粉：清除鍋爐可能殘存的可燃物，防止點(diǎn)火時(shí)發(fā)生爐內(nèi)爆炸。將燃燒器各風(fēng)門置于吹掃位置，啟動空氣預(yù)熱器，啟動引風(fēng)機(jī)、送風(fēng)機(jī)，建立吹掃通風(fēng)量，調(diào)整爐膛負(fù)壓在40-50pa，對爐膛、煙、風(fēng)道進(jìn)行吹掃。鍋爐吹掃系統(tǒng)根據(jù)其結(jié)構(gòu)和制粉系統(tǒng)的型式而略有不同，吹掃風(fēng)量通常保持在25%-35%額定風(fēng)量（50%），時(shí)間不少于5-10分鐘。5、鍋爐升溫、升壓 為了防止三熱問題，控制升溫升壓速度，通過調(diào)整燃燒率、給水量來控制。6、熱態(tài)清洗1）為什么要進(jìn)行熱態(tài)清洗？ 當(dāng)水冷壁內(nèi)水的溫度和壓力逐漸提高后，高溫的水又會將殘留在系統(tǒng)內(nèi)的雜質(zhì)（氧化鐵、硅化物）沖洗出來，使水中雜質(zhì)增加。（此時(shí)溫度為260-29

15、0）所以在此范圍內(nèi)，保持水溫穩(wěn)定，隨著含鐵量的增加，不斷放水、補(bǔ)水，進(jìn)行沖洗，一直到水質(zhì)合格后，再繼續(xù)升溫。7、暖管、暖閥與預(yù)熱汽輪機(jī)8、沖轉(zhuǎn)與升速1）機(jī)組沖轉(zhuǎn)前的禁止啟動條件 任一操作子系統(tǒng)失去，無法操作；保護(hù)系統(tǒng)主要功能不正常；DEH控制裝置工作不正常；高中壓主汽門、調(diào)節(jié)汽門或抽汽止回閥卡澀；汽輪發(fā)電機(jī)組轉(zhuǎn)動部分有明顯摩擦聲；潤滑油油質(zhì)不合格或主油箱油位低報(bào)警等。2）沖轉(zhuǎn)前汽輪機(jī)的條件a、主要技術(shù)參數(shù)指標(biāo)符合機(jī)組沖轉(zhuǎn)要求：脹差、軸向位移、轉(zhuǎn)子偏心度、油溫、油壓、真空等。b、機(jī)組各輔機(jī)設(shè)備及系統(tǒng)總門狀態(tài)，連續(xù)盤車2h以上，沖轉(zhuǎn)前，試驗(yàn)工作全部完成且試驗(yàn)結(jié)果均應(yīng)正常，必要時(shí)保護(hù)全部投入。c、沖

16、轉(zhuǎn)參數(shù)選擇合理（真空、壓力、大軸晃度）3）汽輪機(jī)沖轉(zhuǎn)、升速 滿足沖轉(zhuǎn)條件后， 汽輪機(jī)進(jìn)汽沖轉(zhuǎn)，汽輪機(jī)沖轉(zhuǎn)方式一般采用主汽門沖轉(zhuǎn)，沖轉(zhuǎn)升速過程一般由程序自動進(jìn)行，在整個(gè)升速過程中，運(yùn)行人員的任務(wù)是監(jiān)視汽輪機(jī)狀態(tài)。4)沖轉(zhuǎn)過程中，運(yùn)行人員應(yīng)注意事項(xiàng)a、沖轉(zhuǎn)后，運(yùn)行人員通過CRT和現(xiàn)場確認(rèn)盤車已經(jīng)脫開，當(dāng)轉(zhuǎn)速大于20r/min時(shí)，確認(rèn)盤車電動機(jī)自動停止，否則，立即手動停止。b、確認(rèn)從“運(yùn)行準(zhǔn)備”方式自動轉(zhuǎn)為“啟動方式”；轉(zhuǎn)速設(shè)定值跟蹤汽輪機(jī)實(shí)際轉(zhuǎn)速值，閥位設(shè)定值跟蹤汽輪機(jī)實(shí)際閥位。c、確認(rèn)高中壓調(diào)節(jié)汽門開啟。d、汽輪機(jī)沖轉(zhuǎn)后，運(yùn)行人員應(yīng)立即在低速下到現(xiàn)場檢查各軸承和各軸封的轉(zhuǎn)動聲音，用聽筒等專用設(shè)備

17、檢查汽輪機(jī)內(nèi)部的摩擦情況。e、在整個(gè)升速過程中，運(yùn)行人員都必須注意監(jiān)視汽輪機(jī)各記錄表、汽輪機(jī)汽缸的膨脹、高中低壓缸的脹差、汽輪機(jī)的振動、各軸承的金屬溫度、高壓排汽缸溫度、高低壓旁路的動作、汽輪機(jī)高中壓轉(zhuǎn)子的熱應(yīng)力、高中壓調(diào)節(jié)汽門的開度情況、汽輪機(jī)各抽汽點(diǎn)的溫度、各疏水門的動作情況等。f、當(dāng)汽輪機(jī)轉(zhuǎn)速升到1500r/min時(shí)，確認(rèn)低壓缸噴水調(diào)節(jié)門自動打開，以防止汽輪機(jī)排汽溫度過高。g、當(dāng)汽輪機(jī)轉(zhuǎn)速升到2700r/min時(shí)，確認(rèn)盤車油泵和頂軸油泵自動停止，潤滑油壓正常。9、并網(wǎng)帶負(fù)荷1）并網(wǎng)前準(zhǔn)備工作2）并網(wǎng)條件發(fā)電機(jī)與系統(tǒng)電壓相等、電壓相位一致，周波相等。3）并網(wǎng)方式a、自動準(zhǔn)同期法并網(wǎng)：調(diào)頻率

18、、調(diào)電壓及合主開關(guān)全由自動裝置完成。b、半自動準(zhǔn)同期法并網(wǎng)：1-2c、手動準(zhǔn)同期法并網(wǎng)：全部手動4）并網(wǎng)過程 根據(jù)系統(tǒng)的頻率檢查待并發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速，并發(fā)出調(diào)節(jié)脈沖來調(diào)節(jié)待并發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速，使它達(dá)到比系統(tǒng)高出一個(gè)預(yù)先整定的數(shù)值。然后由發(fā)電機(jī)自動調(diào)整裝置（ASS）來檢查同期回路。當(dāng)待并發(fā)電機(jī)以一定的轉(zhuǎn)速向同期點(diǎn)接近，由電壓自動調(diào)整裝置（AVR）通過調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)子勵(lì)磁回路的勵(lì)磁電流改變發(fā)電機(jī)電壓。當(dāng)待并發(fā)電機(jī)電壓與系統(tǒng)的電壓相差在10%以內(nèi)時(shí)，他就在一個(gè)預(yù)先整定好的提前時(shí)間上發(fā)出合閘脈沖，合上主斷路器，使發(fā)電機(jī)與系統(tǒng)并列。5）升負(fù)荷（五）直流爐啟動中應(yīng)注意的問題1、直流爐與汽包爐水行程的差別2、防止水動力不穩(wěn)、脈動和熱沖擊3、汽溫調(diào)節(jié)4、旁路系統(tǒng)運(yùn)行應(yīng)注意的問題5、汽水分離器的干、濕態(tài)轉(zhuǎn)換1啟動的定義；現(xiàn)代大型單元機(jī)組通常采用哪種方法啟動？為什么？直流爐啟動的特點(diǎn)直流爐啟動系統(tǒng)的組成，作用直流爐為什么要建立一定的啟動壓力和啟動流量？他們分別與哪些因素有關(guān)？值的大小？為什么要對直流爐進(jìn)行冷態(tài)和熱態(tài)清洗？啟動系統(tǒng)中再循環(huán)泵的特點(diǎn)發(fā)電機(jī)組甩負(fù)荷后，汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子相對膨脹產(chǎn)生(負(fù))脹差。啟動前轉(zhuǎn)子(彈性熱彎曲)超過額定值