600MW超临界锅炉机组无炉水循环泵开机分析

600MW超临界锅炉机组无炉水循环泵开机分析
摘要：设置锅炉炉水循环泵在临界机组启动系统中，不但水冷壁质量流速得到
了提高，回收了热量和介质，启动速度及效率也得到了提到，但是，当锅炉炉水
循环泵发生故障时，超临界锅炉机组没有任何操作经验可以借鉴。

文章介绍了某
电厂600MW超临界机组无锅炉炉水循环泵进行启动时，锅炉的运行方式、运行
注意事项、具体运行步骤及无锅炉炉水循环泵与正常启动时的差异性。

关键词：600MW超临界锅炉；机组；炉水循环泵
前言：超临界机组具有很多优势和特点，例如：较高运行经济性、面对符合
具备较强的适应能力等等，在中国火力发电机组的发展过程中，超临界机组是其
重要的发展趋向。

现如今，在在役机组中，600MW及其以上的超临界机组占据
的比例逐渐升高，其中，超临界带炉水循环泵的直流锅炉相继投入运行。

在强制
循环直流锅炉启动系统中，锅炉炉水循环泵是其中的一项重要设备。

锅炉炉水循
环泵为锅炉的湿式运行提供循环功率和最小水冷壁流量，对锅炉的炉水循环进行
加速，提高锅炉的热效率，使超临界机组可以快速安全地启动和停止，以便满足
直流锅炉电网调峰的需求。

1分析锅炉启动前准备工作
机组停机时，应对汽缸温度最可能进行降低，启动时参数冲转可以低一些，
不但有利于控制水冷壁的壁温，还可以控制屏式过热器的壁温；锅炉在湿态运行时，种群流量较小（开关和模拟）省煤器与热解锅炉联动触发MFT（主燃油跳闸）保护；用热工修改锅炉水箱溢流控制阀的控制逻辑，能自动控制4米的水位；电
动门前的手动门通过从锅炉水箱中冲水，使1/3的电动门保持打开。

2简析锅炉启动系统及设备
2.1有关锅炉启动系统
锅炉启动系统由以下几个部分组成，分别是锅炉炉水循环泵、储水箱和汽轮
机（30%B-MRC容量）高低压串联旁路系统、储水箱等部件，其中汽水分离器一
共有四只、立式储水箱有一只、一只循环泵和相关管道。

在锅炉前部上方设置内
置式汽水分离器，分离器入口连接水冷壁出口的集箱，水冷壁出口连接储水箱，
在锅炉启动阶段，储水箱中的水通过锅炉炉水循环泵输送到锅炉省煤器的入口，
并参与锅炉炉水循环，其中锅炉炉水循环泵被设置在储水箱下部。

当锅炉水质达
不到标准或锅炉处于过膨胀期时，水箱内的水通过两个排水管排入疏水膨胀容器。

2.2简析锅炉水循环泵
利用KSB公司生产的LUVAK250-300/1型密封湿式定子——锅炉炉水循环泵机组。

锅炉炉水循环泵在启动和低负荷运行期间，并在锅炉的直流负荷达到最低之前，保证了冷却炉水壁。

从分离器分离出来的水向下流到锅炉炉水循环泵的入口，通过增加锅炉炉水循环泵的压力，将系统的流动阻力进行克服，同时控制省煤器
最小流量控制阀的压降，为锅炉冷热启动时，以及锅炉低负荷是，提供所需的最
小流量。

3分析锅炉启动操作步骤及危险点分析和注意事项
3.1锅炉冷态冲洗
锅炉上水的位置需在储水箱与分离器大约4米处，水经过省煤器入口排水管、水冷壁入口和中间混合集管、折烟角汇集集箱、循环泵管道和分离器储水箱溢流
排出管道，直到水质合格，并符合锅炉的点火条件。

3.2锅炉点火
锅炉点火方式主要采用的是投F层微油模式，一次风管加热器在火灾检查正
常后抛出，在空气预热器出口一次风温度高于140摄氏度时，对F制粉系统进行
启动，并根据壁温及蒸汽温升率控制给煤量。

3.3锅炉热态冲洗
慢慢将锅炉水温提高到大约200摄氏度，保持热冲洗压力，在热态清洗锅炉
符合条件后，方可升温升压。

3.4汽轮机冲转
在汽轮机运行前，在锅炉受热面不超过温度的情况下，尽可能将温度提升，
打开高低压旁路控制主蒸汽压力，并相应地控制主蒸汽压力为8.73MPa/1.1MPa，应符合汽轮机中压缸运行要求。

在运行后连接到电网之前将第二制粉系统启动运行。

3.5发电机并网
发电机并网后，省煤器的种群流量将根据负荷需求而增加，当受热面壁温未
超过极限时，应将储罐水位控制在4米以下，以降低锅炉水的排放。

当省煤器总
流量达到522t/h时，锅炉省煤器总流量的低MFT保护投入运行。

在各受热面壁
温不超过限制的条件下，应尽快进行锅炉的干湿转化过程，使锅炉能在200MW
负荷下以干态运行。

3.6分析危险点及注意事项
在热水冲洗阶段，水箱水位波动较大，必须避免水箱充水，防止过热器进水。

溢流阀通过减少给水流量进行控制，包层壁和低温过热器的排水应完全打开；电
网连接后，应避免水冷壁过热。

将锅炉热负荷进行逐渐增加，要重视对水冷壁温
升现状进行监视；燃烧波动可能会因为煤质变化而产生，应使用设计好的煤或优
质煤来对原煤仓的煤位进行控制；水源水泵稳定可行；为防止机组疏水膨胀容器
超压，要及时调整工业用水；无论是水冷壁，还是再热器或者过热器在任何点的
温度，对于规定值或过热器的进水和蒸汽温度进行超越时，应对有效的措施进行
及时采取，使机器在无效时立即停止运转；螺旋形水冷壁的壁温冲刷前，管道温
度应小于等于280摄氏度，转直流小于等于350摄氏度，正常小于等于415摄氏度，竖直管道壁温冲刷前应小于等于300摄氏度，直流小于等于380摄氏度，正
值通常小于等于430摄氏度，屏式过热器的壁温小于等于585摄氏度，末级过热
器的壁温小于等于605摄氏度，末级再热器壁温小于等于605摄氏度。

4研究锅炉启动时的控制
4.1锅炉启动系统运行方式
在湿态时，控制给水主要是利用分离器的水位和蒸汽量来进行的，控制给水
的方法与亚临界控制循环锅炉类似。

为了避免水箱在启动初期水位过高，所有过
量的锅炉炉水都应排放到疏水膨胀容器中。

4.2启动锅炉各阶段控制策略
对锅炉进行点火前，在对锅炉及其相关辅助机进行顺序启动时，应根据锅炉
启动方式，并投入运行排水系统，通过对锅炉给水流量的控制来实现分离器水位；在对锅炉进行点火后，保持省煤器入口处的给水流量在最小恒定值，该最小恒定
值是在燃料流量逐渐增加时产生的，同时逐渐减少从分离器下降管返回的蒸汽量；此时，为了确保省煤器进口的给水流量处于最小的恒定值状态，应不断增加锅炉
的给水流量，并且增加分离器进口处的湿蒸汽的焓值；在干湿切换期间，应对省
煤器的给水流量保持不变，持续增加燃烧速率，此时分离器中的蒸汽逐渐过热，
应保持分离器压力不变；随着燃烧速率的提高和供水量的增加，锅炉开始由恒压
运行向滑压运行转变，温度控制系统投入运行。

分离器出口处的蒸汽温度和分离器筛网出口处的第一级喷水减温器的前后温差由煤水比控制，锅炉负荷的函数是其温差。

当锅炉的主蒸汽流量增加到设定值，水箱溢流和冲洗管道上的所有阀门迅速关闭时，锅炉正式转为干式运行。

5简析无炉水循环启动与正常启动的差异
点火后大流量排放导致的热损失使锅炉启动过程延长，从点火到启动的时间延长了约50分钟，这是无炉水循环泵启动方式。

点火后，水冷壁管间温差主要是由于其内部汽水两相流的传热不同造成的，点火到起压，两种启动方式下，热负荷集中区水冷壁最高温差为90℃左右，采用无炉水循环泵启动方式下，温差范围较宽，但在设计范围内；当主蒸汽和再热蒸汽温度达到冲击参数时，锅炉炉水循环泵启动下的主蒸汽压力约为2.7MPa，比正常启动低约2MPa；采用无炉水循环泵启动，从锅炉启动到冲击参数的时间段为：缩短约1小时，但由于启动速度缓慢，两种启动方式从点火到急冲参数所用时间接近。

结束语：
当锅炉炉水循环泵发生故障时，机组的运行方式、具体运行步骤等，有利于探究超临界机组运行方式。

因为锅炉炉水循环泵运行时，部分锅炉炉水在机组启动过程中不能回收热量，每次启动需要增加60吨燃料和3000吨脱氧水，这增加了操作和运行监测盘的困难，建议600MW超临界锅炉机组锅炉炉水循环泵的启动方式不宜在特殊情况下采用。

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