超临界锅炉的启动旁路系统
超超临界机组旁路全程自动控制
超超临界机组旁路全程自动控制摘要：超超临界锅炉采用容量旁路系统对于锅炉安全稳定运行意义重大。
锅炉启动过程中，旁路系统能提高运行参数至干态进行大流量冲洗和汽轮机冲转，减少机组启动时间。
国内火电机组基建调试工程由于调试时间短、资料不全等因素，不能完全做到旁路全程自动控制，机组移交电厂后锅炉安全运行受到一定影响。
本文通过对机组旁路进行介绍，并分析了锅炉在启动、运行以及停运各个阶段的旁路控制，希望能够为超超临界机组旁路全程自动控制提供一些参考价值。
关键词：超超临界；旁路；自动控制；启动；运行；停运1 机组旁路系统旁路系统能适时地平衡锅炉产汽量和汽轮机耗汽量，稳定锅炉和汽轮机运行，改善机组启动和负荷特性，提高机组运行的安全性和灵活性。
作为机组的重要辅助系统，旁路系统的配置及控制，直接影响机组的安全性和经济性，对机组启动及运行有着重要意义。
2 锅炉启动时的旁路控制2.1 第一阶段旁路在锅炉启动时，可以分为3个阶段，其中第一阶段的启动条件为锅炉点火。
在这个启动阶段，高压旁路主控向高压旁路控制阀发送的位置指令信号为0，确保高压旁路在关闭位置。
主蒸汽压力不作控制，自由变动。
通常主蒸汽压力在点火后会立即轻微下降，然后主蒸汽压力上升并超过启动压力。
满足以下任一条件时，第一阶段结束，第二阶段开始：（1）蒸汽压力＞汽机冲转最大压力，即蒸汽压力达到11．8MPa（热态）。
（2）点火后时间超过12min左右（冷态）。
2.2 第二阶段3.2故障或汽机停阶段故障或汽机停时，高压旁路控制定义为第五运行模式：该方式下，压力设定值变为CCS的压力设定值（发电机解列直接进入第五方式；或当主蒸汽压力低于15MPa时，可手动进入第五方式）。
汽机运行时，只要汽机不能接受全部的蒸汽流量（由于汽机停、汽机跳闸、机组RUNBACK等情况），此时第五控制方式启动，高压旁路再次单独进行主蒸汽压力控制。
随着这种控制方式启动，高压旁路的主蒸汽压力设定值（LBA00DP904XQ01）立即下降至由机组协调控制确定的同时也是之前由汽机控制的负荷控制压力设定值。
超临界锅炉的技术特点
37 35 10
15
20
25
30
35
蒸汽参数MPa (初温℃/再热温℃/再热温℃)
不同蒸汽参数、再热次数和参数对发电厂供电热效率的影响
超（超）临界机组的可靠性
美国初期 蒸汽参数过高，当时冶金工业 难以提供满足 31MPa，621/566/566℃的合理钢材，投运后事故 频繁，可靠性、可用率低，后降低参数运行，取得了 比较满意的业绩。
一次再热，烟煤
高效、绿色发电技术 高 效 发 电
流 化 床
洁 净 发 电
节 水 发 电
分 布 式 电 源
烟 气 循 环 流 化 床 脱 硫 其 它 节 水 技 术 燃 料 电 池 微 型 燃 气 轮 机 太 阳 光 发 电 风 力 发 电
新 型 发 电
超 临 界 机 组
联 合 循 环
多 联 产
煤 炭 加 工 与 转 化
水冷壁的形式和流体温度
内螺纹垂直管屏水冷壁特点
优点： 水冷壁阻力较小，可降低给水泵耗电量，其水 冷壁的总阻力仅为螺旋管圈的一半左右。 与光管相比，内螺纹管的传热特性较好。 安装焊缝少，减少了安装工作量和焊口可能泄 漏机率，同时缩短了安装工期。 水冷壁本身支吊，且支承结构和刚性梁结构简 单，热应力小，可采用传统的支吊型式。 维护和检修较易，检查和更换管子较方便。 比螺旋管圈结渣轻。
采用螺旋管水冷壁具有如下的优点：
1）蒸发受热面采用螺旋管圈时，管子数目可按设计 要求而选取，不受炉膛大小的影响，可选取较粗 管径以增加水冷壁的刚度； 2）螺旋管圈热偏差小，工质流速高，水动力特性比 较稳定，不易出现膜态沸腾，又可防止产生偏高 的金属壁温； 3）无中间混合联箱，不会产生汽水混合物不均匀分 配的问题； 4）可采用光管，不必有制造工艺较复杂的内螺纹管， 而可实现锅炉的变压运行和带中间负荷的要求。
超临界锅炉启动旁路系统启动流程
超临界锅炉启动旁路系统启动流程下载温馨提示:该文档是我店铺精心编制而成，希望大家下载以后，能够帮助大家解决实际的问题。
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目的，启动旁路系统，为锅炉启动过程中提供补充蒸汽，确保锅炉安全稳定运行。
600mw超临界机组旁路系统简介
爨；塑!釜：凰600M W超临界机组旁路系统简介马旭涛王晓晖(广东红海湾发电有限公司，广东汕尾516600)。
?{‘t■≈脯要]现代大型燃煤积细为了键l保证杠．组安全和调峰快速启停都装配有旁路系统，本文以东方汽轮机和锅炉厂60∞膈r机组旁路系统为，，例介绍了其构成和功能，为正常启停、调峰运行和事故处理时提供参考。
一j ：拱键词】旁路；旁路系统；回收工质；快速启停．，，．．j．．，～。
一．一。
．’i，_：?0。
．，‘一√．|，’…√?，．崩广东红海湾发电有限公司一期工程样1、掸2机组为国产600M W 超临界压力燃煤发电机组，循环冷却水取白海水，为开式循环，三大主设备由东方电气集团公司属下的东方锅炉厂、东方汽轮机厂、东方电机股份有限公司制造，容量及参数相互匹配。
汽轮机型号：N600—24．2／566／566，型式：超临界压力、一次中间再热、单轴、双背压、三缸四排汽、凝汽冲动式汽轮机。
1设备概况机组旁路采用高压和低压两级串联的旁路系统，其中高压旁路容量为40％锅炉最大容量，布置在汽机房的6．4m平台上。
低压旁路设置两套装置，总容量为高压旁路的蒸汽流量与喷水流量之和，布置在汽机房的13．7m平台上。
高、低压旁路各由一套液压控制装置驱动控制。
高压旁路系统从汽饥高压缸进口前的主蒸汽总管接出，经减温减压后接入再热蒸汽冷段总管上。
低压旁路系统从汽机中压-缶I进12]前的再热蒸汽总管接出，经两路减温减压后，分别接八久B凝汽器。
高、低压旁路各设有独立的液压控制装置，通过电液伺服阀调节。
高、低旁正常调节全行程开、关均需20—30秒，在事故状态下，高、低压旁路均可实现快开(2秒全开)和快关(2秒全关)，高压旁路减温水来自给水母管，低压旁路减温水来自凝结水精处理装置出口母管。
高、低压旁路减温水调节阀也是用各自液压控制装置电液伺服阀控制。
2旁路系统的构成及主要作用2l构成由高压旁路和低压旁路串联而成，高压旁路为40％容量，低压旁路为52％容量。
超超临界锅炉启动系统方案简介
图 １ 带 循 环 泵 系 统 简 图
由 图 １和 图 ２可 知 ， 带 循 环泵 的启 动 系统 能
１ 启 动 系 统形 式
超超 临界 锅炉 的启 动 系统与 超 临界锅 炉 的启
收 稿 日期 ： ２ ０ １ ３— ０ ３— ２ ５
够通过 循环 泵 自储水 箱 出 口向省煤 器人 口提供 一
个 再循 环 的流量 。而 不带 循环泵 的启 动 系统则 将
储 水箱 出 口的工 质直 接排 人大气 式疏 水扩 容器 进
作者简介： 丁家兴（ １ ９ ８ ２一 ） ， 男， 山东省龙 口市人 ， 工程 师， 从事 电站锅炉的性能设计开发工作 。
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８・
锅
炉
制
造
总第 ２ ４ １期
人 机组水 回收系统 。 由于直流 锅炉在 启动 及低 负 荷 运行 阶段 ， 要求 水 冷 壁 内的介 质 达 到最 低 直 流 负 荷所 需 的流量 以确保 水 冷 壁 的安 全 性 ， 因此 带 循 环 泵 的启 动 系统在 锅炉启 动 阶段 仅需 向水冷 壁 提供 一个 较小 的持续 补充 流量再 加上循 环泵 提供 的再 循环 流量 即可满 足水 冷壁冷 却 的需 要 。而不 带循 环泵 的启 动 系统 则需 持续 地 向水 冷壁 提供达 到最 低直 流负 荷所需 的流量 才 能满足水 冷壁 安全
第 ５期 ２ ０ １ ３年 ９月
锅
炉
制
造
Ｎｏ ． ５ Ｓ ｅ ｐ ． ２ ０１ ３
ＢＯＩ ＬＥＲ ＭＡＮＵＦＡＣＴＵＲＩ ＮＧ
文章编号 ： Ｃ Ｎ ２ ３—１ ２ ４ ９ （ ２ ０ １ ３ ） ０ ５— ０ ０ ０ ７— ０ ３
超 超 临 界 锅 炉 启 动 系 统 方 案 简 介
超临界直流锅炉启动系统详解
超临界直流锅炉启动系统详解一、超临界锅炉设置启动系统的目的超临界锅炉的启动系统是超临界机组的一个重要组成部分。
由于超临界锅炉没有固定的汽水分离点，在锅炉启动过程中和低负荷运行时，给水量会小于炉膛保护及维持流动稳定所需的最小流量，因此必须在炉膛内维持一定的工质流量以保护水冷壁不致过热超温。
设置启动系统的主要目的就是在锅炉启动、低负荷运行及停炉过程中，通过启动系统建立并维持炉膛内的最小流量，以保持水冷壁水动力稳定和传热不发生恶化，特别是防止发生亚临界压力下的偏离核态沸腾和超临界压力下的类膜态沸腾现象，保护炉膛水冷壁，同时满足机组启动及低负荷运行的要求。
二、启动系统的构成启动系统及容量的确定，是根据锅炉最低直流负荷、机组运行方式、质量流速的选取、以及工质的合理利用等因素确定的，本文介绍最低直流负荷（即本生点）为30%BMCR，采用带并联布置的再循环泵和大气式疏水扩容器的内置式启动分离启动系统，包括启动分离器、再循环泵、贮水箱、水位控制阀、截止阀、管道及附件等。
启动系统的主要管道包括：过冷水管道(383)，循环泵入口管道(380)，循环泵出口管道(381)，高水位控制管道(341)，循环泵再循环管道(382)及暖管系统管道(384)等。
启动系统中设置有循环泵，通过循环泵建立有效的工质循环，保持炉膛所需的最小流量。
给水经省煤器和炉膛加热后，工质流入汽水分离器，经汽水分离后的热水被循环泵重新送入省煤器。
采用循环泵可减少工质损失及热量损失，提高电厂的经济性，同时可减少启动时对锅炉的热冲击。
启动系统简图如下图所示。
本系统采用四只启动分离器，在锅炉启动过程中和低负荷运行时可进行有效的汽水分离。
启动分离器为圆柱形筒体结构，直立式布置。
封头采用球形结构。
筒体及封头材料均为SA335 P91。
分离器按全压设计，并充分考虑了由于内压力、温度及外载变化引起的疲劳。
分离器的设计除考虑汽水的有效分离外，还充分考虑了启动时的汽水膨胀现象。
超临界机组锅炉启动系统特点及分析
超临界机组锅炉启动系统特点及分析(2) 内置式分离器启动系统内置式启动系统指在机组启动、正常运⾏、停运过程中，启动分离器均投⼊运⾏，所不同的是在锅炉启停及低负荷运⾏期间，启动分离器湿态运⾏，起汽⽔分离作⽤；⽽在锅炉正常运⾏期间（负荷⾼于最低直流负荷时，通常为30%BMCR或35%BMCR），从⽔冷壁出来的微过热蒸汽经过分离器，进⼊过热器，此时分离器仅起⼀连接通道作⽤。
内置式启动系统的启动分离器设在蒸发区段和过热区段之间，启动分离器与蒸发段和过热器之间没有任何阀门，系统简单，操作⽅便，不需要外置式启动系统所涉及的分离器解列或投运操作，从根本上消除了分离器解列或投运操作所带来的汽温波动问题，但分离器要承受锅炉全压，对其强度和热应⼒要求较⾼。
内置式分离器启动系统适⽤于变压运⾏锅炉。
⽬前，在世界各国超（超）临界锅炉上，内置式启动系统得到⼴泛应⽤。
内置式的启动系统可分为扩容式（⼤⽓式、⾮⼤⽓式两种）、启动疏⽔热交换器和循环泵（并联和串联两种）⽅式。
⼏种内置式分离器启动系统的简单⽐较见表1。
表1 内置式启动系统的分类由表1可知，启动疏⽔热交换式和带再循环泵的启动系统具有良好的极低负荷运⾏和频繁启动特性，适⽤于带中间负荷和两班制运⾏。
扩容式（⼤⽓式和⾮⼤⽓式）低负荷和频繁启停特性较差，但初投资较前者少，适⽤于带基本负荷的电⼚。
① 简单疏⽔扩容式启动系统在机组启动过程中，启动分离器中的疏⽔经⼤⽓式扩容器扩容，⼆次汽排⼊⼤⽓，⼆次⽔经集⽔箱、疏⽔泵排⾄凝汽器。
启动系统主要由除氧器、给⽔泵、⼤⽓式扩容器、集⽔箱、AN阀、ANB阀及启动分离器等组成。
图2 简单疏⽔扩容器的启动系统在锅炉启动时，分离器⽔位容器建⽴⽔位，此时压⼒为0，点⽕后，炉⽔被加热并逐渐开始蒸发产汽，分离器内开始建⽴压⼒，此时汽压通过汽机旁路门开度来维持和控制，⽔位由分离器排⽔阀控制。
⽴式内置式分离器（或⽔位容器）的⾼度很⾼，主要是由于满⾜⽔位的较⼤波动和便于控制，因为⽴式容器横断⾯积很⼩，单位长度储⽔量不⼤，所以⽔位波动往往很⼤，有时波动量达±5m，甚⾄更⼤⼀些，特别是在炉⽔开始蒸发的阶段，由于⽔冷壁系统产⽣汽⽔膨胀现象，瞬间有⼤⼤多于给⽔流量的⽔涌往分离器，使其⽔位产⽣剧烈波动。
2-超临界直流锅炉的启动系统(精品PPT课件)
4．顺利完成锅炉启动初期的水冲洗过程
超超临界参数的机组对水和蒸汽中的铁离子含 量和混浊度有非常严格的要求，在锅炉初次投 运或长期停炉后投运之前，必须对系统进行彻 底的清洗，包括冷态清洗和热态清洗，清洗水 通过给水管道进入省煤器及水冷壁系统，再经 启动系统排出。
5．尽可能回收启动期间的工质和热量，提高经济性
3）工质膨胀现象
直流锅炉的启动过程中工质加热、蒸发和过热三个区 段是逐步形成的。启动初期，分离器前的受热面都起 加热水的作用，水温逐渐升高，而工质相态没有发生 变化，锅炉出来的是加热水，其体积流量基本等于给 水流量。随着燃料量的增加，炉膛温度提高，换热增 强，当水冷壁内某点工质温度达到饱和温度时开始产 生蒸汽，但在开始蒸发点到水冷壁出口的受热面中的 工质仍然是水，由于蒸汽比容比水大很多，引起局部 压力升高，将这一段水冷壁管中的水向出口挤出去， 使出口工质流量大大超过给水流量。这种现象称为工 质膨胀现象。当这段水冷壁中的水被汽水混合物替代 后，出口工质流量才回复到和给水流量一致。
2．配置汽水分离器和疏水回收系统
超超临界锅炉运行在正常范围时，锅炉给水靠给水泵 压头直接流过省煤器、水冷壁和过热器。直流运行状 态的锅炉负荷一般从满负荷变化到直流最小负荷，直 流最小负荷一般为25%BMCR－45%BMCR。低于该 直流最小负荷时，给水流量要保持恒定。例如锅炉负 荷为20%BMCR时，最小直流负荷30%BMCR意味着 在水冷壁出口有20%的饱和蒸汽和10%的饱和水，这 种汽水两相混合物必须在水冷壁出口处分离，干饱和 蒸汽被送入过热器。因此，在低负荷时超超临界锅炉 需要汽水分离器和疏水回收系统。疏水回收系统是超 超临界锅炉在低负荷工作时必需的另一个系统，它的 作用是使锅炉安全可靠地启动并使工质和热量损失最 小，此外还可以显著地延长分离器疏水阀的寿命。
超超临界机组旁路的作用与选择
1.5 确保汽轮机启动的蒸汽品质 按 中 、美 、日等国的技术规范，新机组调试阶段允 许蒸汽品质低于正常运行标准，通过不同负荷阶段的 “洗硅”等调试步骤，不断改善汽水品质以逐步达到 生产标准，在此过程中，不可避免地造成大量、低标 准的蒸汽进入汽轮机。但德国的超超临界机组，即使 在调试阶段，也必须执行正常运行的蒸汽品质标准， 这种情况下，大容量旁路是唯一选择。新机组整组启 动前，先经过一个“带旁路启动”过程，锅炉蒸汽借 道旁路系统构成循环，其热负荷通常要达到 45%BMCR甚至更高。在此过程中，采取加大炉水的 置换力度及投入凝结水精处理系统等措施以逐步提高 汽水品质，经过数天甚至数星期的时间。直至蒸汽品 质达到标准 后才允许冲转汽轮机。这一程序不仅应用于基建阶段， 即使在投产后，机组的每次冷态启动
技术的机组，旁路容量可小一些，而SIEMENS技术的机 组，其旁路容量的配置必须较大。若旁路容量低于锅炉最 低直流负荷，则锅炉在启动过程中只能处于湿态，其运行 特点类似于汽包炉，因热负荷受限，汽温将比正常运行时 低很多，若不采取非常规措施，此汽温不可能满足汽轮机 的要求。而SIEMENS汽轮机的数字电液控制系统(DEH) 采用全自动程控方式启动，若温度条件不满足，汽轮机无 法冲转。而若采用较大容量的旁路，只要锅炉进入纯直流 状态运行，通过改变煤水比，其主汽温度是任意的，与负 荷 无关。同时，主汽温度的提高相应提高了高压缸排汽温度， 使再热汽温也得到提高，从而使热态启动蒸汽参数的配合 不再成为问题。目前引进的百万级机组的干、湿态切换负 荷约为30%一33%，采用大于40%BMCR旁路容量就可确 保锅炉进入纯直流状态。
超超临界机组旁路 的作用与选择
旁路系统的作用和配置
对 于 百 万千瓦级超超临界机组，由于地域及技术体 系的不同，对于旁路系统的配置及运行方式也有很 大差别。如在 ，一般都采用小于20%锅炉最大连续 蒸发量(BMCR)的小旁路，旁路仅用于机组启动阶段， 锅炉过热器出口配置安全阀，有的大机组甚至不配 旁路。 三大厂基本上传承了 的技术体系。欧洲在 锅炉和汽轮机设计上与 、 有着很大差别，尤其是 在旁路系统的应用上，其理念与美、日体系截然不 同，特别是德国近年来建设的百万级机组均采用了 100%的高、低压旁路配置，极大地拓展了旁路系统 的作用，在旁路的应用及发临界机组配有100%BMCR高压旁路及50%容 量低压旁路，取消了锅炉过热器安全阀，采用滑压跟踪 溢流运行方式。
超临界锅炉启动和运行
超临界锅炉启动和运行超临界机组的启动系统1概述新一代超临界机组的启动系统多数采用内置式分离器和带有循环泵的启动系统。
采用内置式分离器的最大优势是汽水分离器串连在汽水管道上,减少了分离器进出口的高压阀门数量。
机组启动时,分离器起汽水分离的作用;启动系统解列时,分离器不起汽水分离作用,而是充当蒸汽连通管道。
根据快速起停和灵活的机组负荷跟踪性能的需要,启动系统可采用不同的形式:即扩容器和带有再循环泵等形式。
带有扩容器的启动系统初投资比较低,启动操作比较简单;而采用引进技术国产化的新一代600MW 超临界机组多数采用带有再循环泵的启动系统。
该系统对提高机组快速启停性能和保证水冷壁在30%～35%MCR以下范围内的运行安全性具有良好的性能和比较成熟的技术。
超临界锅炉启动过程中的主要问题u无汽包，启动一开始就必须不间断给锅炉上水。
启动流量是30％，必须要有启动系统回收工质和热量。
u为了缩短启动时间，锅炉送出的蒸汽参数应该按照汽机要求逐渐提高。
u启动过程中存在汽水的热膨胀问题。
导致水动力不稳定和蒸汽带水。
u对于中间再热机组，要在启动时保护再热器。
2 超临界600MW机组的启动系统启动系统由启动分离器、再循环泵、贮水箱、水位控制阀、截止阀、管道及附件等组成。
启动系统的主要管道包括:过冷水管道,循环泵入口管道,循环泵出口管道,高水位控制管道,循环泵旁路管道及暖管系统管道等。
启动系统中设置有循环泵,通过循环泵建立蒸发系统的工质循环,保证水冷壁在低负荷下有良好冷却效果所需的最小流量。
给水经省煤器和水冷壁加热后,形成汽水混合物,流入汽水分离器,经汽水分离后的热水被循环泵重新送入省煤器。
采用循环泵可减少工质流失及热量损失,提高机组的启动速度和对跟踪负荷变化的适应性能,节省启动燃料,提高电厂的经济性,同时可减少启动时对锅炉的热冲击。
超临界600MW 机组的启动系统采用2个启动分离器,在锅炉启动过程中和低负荷运行时可进行有效的汽水分离。
超临界锅炉启动系统
电力工业是能源领域的主要组成部分，我国一次能源消费构成中，煤炭占了67%左右，和世界其他各国相比能源的消费构成从在很大的差别，在“十五”期间，由于国民经济高速发展，对电力能源需求更加迫切，为了响应国家高效、节能、环保的发展理念，而超临界机组正好发超临界锅炉列为国家863重大项目攻关计划，2003年原国家经贸委和科技部都把超临界和超超临界锅炉列入国家重大技术考研计划，经过十几年的引进发展改革创新，我国在超临界锅炉发展技术所以也逐渐走向成熟，并开始自主研发，所以近年来， 我国火电事业也逐渐向大机组，超临界等方向发展迈进。
（8）超临界锅炉和一般亚临界锅炉相比水冷壁的金属储热量和工质储热量最小，即热惯性最小，使快速启停的能力进一步提高， 适用机组调峰的要求。但热惯性小也会带来问题，它使水冷壁对热偏差的敏感性增强。当煤质变化或炉内火焰偏斜时，各管屏的热偏差增大，由此引起各管屏出口工质参数产生较大偏差，进而导致工质流动不稳定或管子超温。
前苏联所有300MW及以上容量机组全部采用超临界参数，因此，其超临界机组达200余台，占总装机容量50%以上，且大多数为300MW机组。经长期试验研究，俄罗斯现已拥有一套比较完整的超临界技术。
目前，俄罗斯新一代大型超超临界机组采用参数为28~30MPa、580°C~600°C。
1.3.3
日本发展超临界技术采用的是引进、仿制、创新的技术路线。从引进机组到自制机组只花了1~2年时间,从亚临界到超临界，从300MW、600MW到1000MW，每上一个等级只用了3~4年时间。
超临界锅炉的启停
第八章超临界锅炉的启停第一节概述一、单元制机组锅炉启停概述锅炉由静止状态转变成运行状态的过程称为启动；停运是启动的反过程，即由带负荷状态转变成静止状态。
锅炉启停的实质就是冷热态的转变过程。
锅炉的启动分为冷态启动、温态启动、热态启动和极热态启动。
所谓冷态启动是指锅炉的初始状态为常温和无压时的启动，这种启动通常是新锅炉、锅炉经过检修或者经过较长时间停炉备用后的启动。
温态启动、热态启动和极热态启动则是指锅炉还保持有一定的压力和温度，启动时的工作内容与冷态启动大致相同，它们是以冷态启动过程中的某一阶段作为启动的起始点，而起始点以前的某些工作内容在这里可以省略或简化，因而它们的启动时间可以较短。
对单元制机组而言，锅炉的启动时间是指从点火到机组带到额定负荷所花的全部时间。
锅炉的启动时间，除了与启动前锅炉的状态有关外，还与锅炉机组的型式、容量、结构、燃料种类、电厂热力系统的型式及气候条件等有关。
与600MW超临界机组配套的超临界直流锅炉，冷态启动时间为5～6小时左右，温态启动时间为2～3小时，热态启动时间为1～1.5小时，极热态启动时间为<1小时。
锅炉启动时间的长短，除了上面提到的条件之外，尚应考虑以下两个因素：(1)使锅炉机组的各部件逐步和均匀的得到加热，使之不致产生过大的热应力而威胁设备的安全；(2)在保证设备安全的前提下，尽量缩短启动时间，减少启动过程的工质损失及能量损失。
锅炉的启动也可以根据机组中锅炉和汽轮机的启动顺序，或启动时的蒸汽参数，把机组的启动分为定压启动(又称顺序启动)和滑参数启动(又称联合启动)，一般单元制机组都采用滑参数联合启动。
单元制机组锅炉停运有滑参数停运、定参数停运、事故停运三种类型，前两种有时也合称为正常停运。
锅炉的启停过程是一个不稳定的变化过程，过程中锅炉工况的变化很复杂，如在启动过程中，各部件的工作压力和温度随时在变化，启动时各部件的加热不可能完全均匀，金属体中存在着温度差，会产生热应力。
超临界锅炉启动系统介绍.pptx
（高压汽机旁路阀③控制主蒸汽压力大于最小要求值）；
②
启动汽机（中压汽机）；
10)并网
①
提高汽机转速；
②
同步调节汽第机3转0页速/共至513页000 rpm，然后给汽机带初负荷
炉 膛
暖油 截止阀
暖油 流量控制阀
轻油泵
空 气 预 热 器
煤仓
给煤机
轻油罐
磨煤机
引风机 送风机 一次风机
③
增加燃油量；
④ 启动一次风机和开始加热磨煤机
L P 低压汽机
水 冷 壁 省煤器
启动分离器 启动分离器贮水罐
高压 加热器
冷凝器
启动分离器 贮水罐溢流调节阀
②
启动排污
冷凝水泵 冷凝水净化器
给水调节阀
①
锅炉给水泵
除氧器
低压 加热器
7) 锅炉升温加压 ① 当分离器中产生蒸汽时，汽机旁路阀③、④应处在自动操作状态；
② 燃料量调节阀控制燃料量提升锅炉温度；
锅炉给水泵
3）锅炉上水
①对锅内加水；
②加水至水位到达启动分离器贮水罐预标高。 4) 炉水启动排污循环 ①用辅助蒸汽加热除氧器，保证除氧器出口水温在80℃左右； ②继续向锅内加水。同时打开启动排污阀排（361阀）放炉水直至启动分离器出口水优质于下列 指标值：
铁质 ＜500 ppb 或浑浊度 ≤3 ppm
IP
中压汽机
L P 低压汽机
水 冷 壁 省煤器
启动分离器 启动分离器贮水罐
冷凝器
启动分离器 贮水罐溢流调节阀
②
启动排污
冷凝水泵 冷凝水净化器
高压 加热器
给水调节阀
①
除氧器
低压 加热器
超临界直流锅炉启动特点及启动系统
超临界直流锅炉启动特点及启动系统1．直流锅炉与汽包锅炉的启动区别汽包锅炉有自然循环锅炉和强制循环锅炉。
自然循环锅炉蒸发受热面内的工质流动依靠下降管中的水和上升管(水冷壁)中的汽水混合物之间的密度差产生的压力差进行循环流动。
强制循环锅炉蒸发受热面内的工质除了依靠水和汽水混合物的密度差以外，主要依靠炉水循环泵的压头进行汽水循环流动。
自然循环锅炉和强制循环锅炉均带有一个很大的汽包对汽水进行分离，汽包作为分界点将锅炉受热面分为加热蒸发受热面和过热受热面两部分。
直流锅炉是靠给水泵的压力，使锅炉中的工质，水、汽水混合物和蒸汽一次通过全部受热面。
它只有互相连接的受热面，而没有汽包。
自然循环锅炉在点火前锅炉上水至汽包低水位，此时水冷壁中的水处于静止状态，锅炉点火后，水冷壁吸收炉膛辐射热，水温升高，水循环开始建立。
随着燃料量的增加，蒸发量增大，水循环加快，受热强的水冷壁管内工质流速增加。
因此，启动过程水冷壁冷却充分，运行安全。
强制循环锅炉在锅炉上水后点火前，循环泵就开始工作，水冷壁系统建立了循环流动，从而保证了水冷壁在启动过程中的安全。
直流锅炉在启动前必须由锅炉给水泵建立一定的启动流量和启动压力，强迫工质流经受热面。
只有这样才能在启动过程中使受热面得到冷却。
但是，直流锅炉不像汽包锅炉那样有汽包作为汽水固定的分界点，水在锅炉管中加热、蒸发千口过热后直接向汽轮机供汽，而在启停或低负荷运行过程中有可能提供的不是合格蒸汽，可能是汽水混合物，甚至是水。
因此，直流锅炉必须配套一个特有的启动系统，以保证锅炉启停和低负荷运行期间水冷壁的安全和正常供汽。
2．直流锅炉启动特点启动压力启动压力一般指启动前在锅炉水冷壁系统中建立的初始压力。
它的选择除与锅炉型式有关，还与下列因素有关：1)受热面内的水动力特性直流炉蒸发受热面内的水动力特性与其工作压力有关，随着压力的提高，能改善或避免水动力不稳定性，减轻或消除管间脉动。
2)工质膨胀现象启动压力越高，汽水比容差越小，工质膨胀量越小，这样启动分离器的容量可以相对选择的小一些。
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超临界锅炉的启动旁路系统严格来说，超临界直流锅炉启动旁路系统主要由过热器旁路和汽轮机旁路两大部分组成。
过热器旁路是针对直流锅炉单元机组的启动特点而设置的，为直流锅炉单元机组特有的系统。
汽轮机旁路系统不但用于直流锅炉单元机组还用于汽包锅炉单元机组上。
下面介绍的启动旁路系统主要为过热器旁路系统。
一、启动旁路系统的功能和种类1．功能直流锅炉单元机组的启动旁路系统主要有以下功能：（1）辅助锅炉启动1）辅助建立冷态和热态循环清洗工况2）辅助建立启动压力与启动流量，或建立水冷壁质量流速3）辅助工质膨胀4）辅助管道系统暖管（2）协调机炉工况1）满足直流锅炉启动过程自身要求的工质流量与工质压力2）满足汽轮机启动过程需要的蒸汽流量、蒸汽压力与蒸汽温度（3）热量与工质回收借助启动旁路系统回收启动过程锅炉排放的热量与工质。
（4）安全保护启动旁路系统能辅助锅炉、汽轮机安全启动。
有的旁路系统还能用于汽轮机甩负荷保护、带厂用电运行或停机不停炉等。
直流锅炉单元机组的启动旁路系统，不应该是功能越全面越好，要根据机组容量、参数及承担电网负荷的性质等合理的选定。
此外，启动旁路系统在运行中的效果还与锅炉、汽轮机、辅机的性能有关，主机、辅机与系统的性能的统一才能获得预想的功能。
总之，启动系统的选型要综合考虑其技术特点、系统投资及电厂运行模式等因素。
2．种类直流锅炉启动系统（特指过热器旁路系统）有内置式分离器启动系统和外置式分离器启动系统两大类型。
DG1900/25.4-II型超临界直流锅炉采用的是内置式分离器启动系统。
本超临界机组采用的汽轮机旁路系统是大旁路形式，即将过热蒸汽直接通过大旁路送到凝汽器。
二、内置式分离器启动系统的分类及技术特点直流锅炉启动系统按分离器正常运行时是否参与系统工作可以分为内置式分离器启动系统和外置式分离器启动系统。
内置式分离器启动系统是指在正常运行时，从水冷壁出来的微过热蒸汽经过分离器,进入过热器，此时分离器仅起一连接通道作用。
内置式分离器启动系统大致可分为：（1）扩容器式（大气式、非大气式2种）；（2）启动疏水热交换器式；（3）再循环泵式（并联和串联2种）。
1．带扩容器的启动系统这种启动系统主要由除氧器、给水泵、高压加热器、启动分离器、大气式扩容器、疏水回收箱、疏水回收泵、冷凝器等组成。
图9-2为石洞口二电厂600MW超临界压力机组直流锅炉大气式扩容器启动系统简图。
其锅炉由瑞士Sulzer和ABB-CE公司合作设计，锅炉为超临界一次再热、螺旋管圈、变压运行直流锅炉，受压部件和启动系统由Sulzer公司设计并供货。
（1）冷态启动当水质不合格和冷态、温态启动过程中，可将进入启动分离器的疏水通过AA阀排至大气式疏水扩容器。
冷态和温态启动时，通过AA阀控制启动分离器的水位使之不超过最高水位，以防止启动分离器满水以致水冲入过热器,危及过热器甚至汽轮机的安全。
（2）冷态和温态启动时，AN阀辅助AA阀排放启动分离器的疏水；当AA阀关闭后,由AN和ANB阀共同排除启动分离器疏水，并控制启动分离器水位。
（3）利用ANB阀回收工质和热量，即使在冷态启动工况下，只要水质合格和满足ANB阀的开启条件，即可通过ANB阀疏水进入除氧器水箱。
ANB阀保持启动分离器的最低水位。
该启动系统适用于带基本负荷，允许辅机故障带部分负荷和电网故障带厂用电运行。
由于采用大气扩容器，如果经常频繁启停及长期极低负荷运行，将有较大的热损失和凝结水损失。
另外，此系统只能回收经ANB阀排出的疏水热，而通过AN及AA阀的疏水热却无法回收，故工质热损失大也是其缺点之一。
图9-2石洞口二电厂1、2号机组启动旁路系统1-除氧器水箱；2-给水泵；3-高压加热器；4-给水调节阀；5-省煤器、水冷壁；6-启动分离器；7-过热器；8-再热器；9-高压旁路阀；10-再热器安全阀；11-低压旁路阀；12-大气扩容器；13-疏水箱；14-疏水泵；15-冷凝器；16-凝结水泵；17-低压加热器2．带启动疏水热交换器的启动系统河南姚孟电厂所引进的由Sulzer公司设计、比利时制造的直流锅炉，就是采用带启动疏水热交换器的启动系统，参见图9-3。
启动过程中汽水分离器的疏水通过启动疏水热交换器后分为两路，其中一路经ＡＮＢ阀流入除氧器水箱；另一路经过并联的AN阀和AA阀流入冷凝器之前的疏水箱，而后进入冷凝器。
启动疏水热交换器，在省煤器及水冷壁中吸收了烟气热量的汽水分离器疏水和锅炉给水进行热交换，减少了启动疏水热损失。
3．带再循环泵的低负荷启动系统启动分离器的疏水经再循环泵送入经水管路的启动系统。
按循环水泵在系统中与给水泵的联接方式分串联和并联2种型式。
部分给水经混合器进入循环泵的称为串联系统,给水不经循环泵的称为并联系统。
带再循环泵的2种布置方式见图9-4。
该系统适用于带中间负荷、滑压运行或两班制运行；一般使用再循环泵与锅炉给水泵并联的方式，这样可以不必使用特殊的混合器，当循环泵故障时无需首先采用隔绝水泵，也不致对给水系统造成危害。
缺点是再循环泵充满饱和水，一旦压力降低有汽化的危险。
再循环泵与锅炉给水泵的并联布置方式可用于变压运行的超临界机组启动系统，也可应用于亚临界压力机组部分负荷或全负荷复合循环（又称低倍率直流锅炉）的启动系统中。
采用带再循环泵的启动系统，可减少启动工质及热量的损失。
泵的参数选择及运行方式是该系统应考虑的主要问题。
图9-3带启动疏水热交换器的启动系统1-除氧器水箱；2-给水泵；3-压加热器；4-给水调节阀；5-启动疏水热交换器；6-省煤器；7-水冷壁；8-启动分离器；9-分离器水位控制阀(ANB 阀) ；10-分离器水位阀 （AN 阀）；11-分离器疏水阀（AA 阀）；12-疏水箱；13-冷凝器；14-疏水泵；15-低压加热器；16-旁路隔绝阀1-给水调节阀；2-旁路给水调节阀；3-再循环泵；4-流量调节阀；5-混合器；6-省煤器；7-水冷壁8-启动分离器；9-疏水和水位调节阀三、本锅炉启动系统1．启动系统组成及特点DG1900/25.4-II 型超临界直流锅炉采用的是内置式分离器启动系统。
目前该系统是在带再循环泵的低负荷启动系统的基础上进行了简化，即取消了再循环泵。
原因是考虑运行初期仅带基本负荷，循环泵检查维修很复杂，故不配置循环泵。
但以后根据实际情况，到电力需求量增大时，再将启动时间的缩短问题与经济性作比较后讨论是否需要设置循环泵。
现在配置的启动系统主要由启动分离器、贮水罐、水位控制阀（361阀）、截止阀、管道及附件等组成，其系统参见图9-5。
6677图9-4 2种再循环泵启动系统的布置图9-5 DG1900/25.4-II型超临界直流锅炉启动系统启动系统及容量的确定，是根据锅炉最低直流负荷、机组运行方式、质量流速的选取、以及工质的合理利用等因素确定的。
该系统配置合理、运行灵活方便。
2．启动分离器采用内置式分离器启动系统中，启动分离器与过热器、水冷壁之间的连接无任何阀门。
一般在（35%～37%）MCR负荷以下，由水冷壁进入分离器的为汽水混合物，在分离器内进行汽水分离，分离器出口蒸汽直接送入过热器；疏水通过疏水系统回收工质和热量。
当负荷大于（35%～37%）MCR时，由水冷壁进入分离器的为干蒸汽，分离器只起到联箱的作用，蒸汽通过分离器直接送入过热器。
DG1900/25.4-II型超临界直流锅炉启动系统采用的分离器具有如下特点：（1）启动分离器为圆形筒体结构，直立式布置。
分离器的设计除考虑汽水的有效分离，还将考虑起动时汽水膨胀现象。
（2）启动分离器汽水混和物入口位置、角度和流速的选取有利于汽水分离，汽和水的引出方向与汽水引入管的旋转方向相一致，以减少阻力。
分离器内设有阻水装置和消旋器。
（3）启动分离器的结构、材料的选取及制造工艺，能适应变压运行锅炉快速负荷变化和频繁启停的要求。
（4）分离器的设计参数按全压设计，并充分考虑由于内压力、温度及外载变化引起的疲劳。
封头结构采用BHK成熟的标准锥形设计结构。
（5）分离系统中设置了压力测点、内外壁温度测点、放气等。
启动分离器的具体结构参数说明如下：启动分离器布置在炉前，垂直水冷壁混合集箱出口；分离器采用旋风分离形式。
分离器规格为Ф876×98（保证内径Ф680），材料为SA-336F12，直段高度2.890m，总长为4.08m，数量为两个。
经水冷壁加热以后的工质分别由6根连接管沿切向向下倾斜15°进入两分离器，分离出的水通过连接管进入分离器下方的贮水罐，蒸汽则由连接管引入顶棚入口集箱。
分离器下部水出口设有阻水装置和消旋器。
启动分离器端部采用锥形封头结构，封头开孔与连接管相连。
启动分离器结构参见图9-6。
在超临界本生直流锅炉中，为适应变压运行的要求，随启动时间长短及启动频率的大小，其启动系统存在着两种运行模式：一种是带BCP的循环系统，另一种就是不带BCP的循环系统。
在这两种启动模式中，如何确定锅炉启动系统是那种模式，必须首先考虑机组是带基本负荷运转为主还是DDS运转（Daily Start and Stop operation）为主以及选用的燃烧设备情况后再确定最适宜该锅炉岛的启动系统。
带BCP的循环系统带BCP的启动循环系统由大循环回路和小循环回路组成。
大循环回路由汽水分离器、分离器储水罐和储水罐水位控制阀（361阀）组成。
小循环回路由汽水分离器、分离器储水罐、BCP循环泵（包括其辅助系统）和360阀组成。
BCP循环泵的辅助系统包括：再循环泵的加热系统、再循环泵加热管路排水系统、再循环泵过冷管系统、再循环泵最小流量回流管路、再循环泵冷却水系统、再循环泵冲洗系统（包括高压水冲洗和低压水冲洗系统）、再循环泵冷却水系统等等。
各再循环泵辅助系统设置的功能简述如下：最小流量回流管路的设置是为了改善BCP的调节特性及防止再循环泵过热而设置的；过冷管系统的设置是为了防止在快速降负荷时，再循环泵进口循环水发生闪蒸；再循环泵的加热管路设置是为了防止再循环泵受到热冲击；再循环泵的高压冲洗系统是为了防止再循环泵马达部分的冷却水系统异常，低压冲洗系统的设置是在锅炉停止运行进行化学清洗时，防止再循环泵马达进水；再循环泵冷却水系统是为了控制再循环泵马达部分的水温。
2、运行操作在锅炉启动工况下，由分离器到361阀到冷凝器的大循环管路是在冷启动时供水再循环和启动过渡阶段控制分离器储水罐水位用的。
在冷启动时，锅炉先要进行冷态清洗，清洗后的炉水通过361阀后的排污管排出系统外，水质达到一定要求后，关闭361出口排污阀，炉水通过361阀到冷凝器，达到锅炉供水再循环；此时启动循环泵，锅炉点火，进行热态清洗，通过炉水质量来确定是否升温升压。
在达到要求后，升温升压时的锅炉水循环要求的最低流量主要通过BCP循环泵和锅炉给水泵相互协调配合来满足要求。