第九章 锅炉机组的启动和停运

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第九章 锅炉机组的启动和停运
第一节 第二节 第三节 第四节
锅炉机组运行概述 汽包锅炉的启动与停运 直流锅炉的启动与停运 锅炉的停用保护
第一节 锅炉机组运行概述
一、锅炉运行特点及任务
采用单元机组的运行方式 :调节 任务在锅炉,汽轮机侧重于监视,而 电气则主要是与外界电力系统的联系 和维护厂用电的正常。
2.锅炉停运方式
(1)热备用停运和非热备用停运 热备用停运是指停止向汽轮机供热和 锅炉熄火后,关闭锅炉主蒸汽阀和烟 气侧的各个门孔,进入热备用状态。 非热备用停运包括冷备用停运和检修 停运。冷备用停运的最终状态是彻底 冷却后放尽炉水,进行保养;检修停 运则是冷却后放尽炉水,进行检修。
汽包压力为0.2~0.3MPa时冲洗水位计、热工表管, 并进行炉水检查和连续排污。汽包压力为0.5MPa时 进行定期排污,热紧螺母,1MPa时进行减温器反冲 洗。 主蒸汽参数达到冲转参数时开始冲转汽轮机,升速 暖机,并网,低负荷暖机,升负荷。冲转参数一般 为压力2~6MPa左右(新型大机组可以达到4~ 6MPa),蒸汽过热度为50℃以上。 锅炉在升温升压阶段的主要工作是稳定汽压、汽温 以满足汽轮机冲转后的要求。(燃烧调整;高、低 压旁路系统;减温装置;过热器疏水阀放汽) 当锅炉炉膛温度和热空气温度达到要求时启动制粉 系统,炉内燃烧完成从投粉到断油的过渡。 相应启动除灰渣系统,投入煤粉燃烧,然后逐渐停 止燃油。
负荷控制范围指机组在自动控制系统 的作用下能适应负荷变化的范围,在 这个负荷范围内不需人工参与调节。 在负荷控制范围内,蒸汽参数在稳定 工况时稳定在额定值的允许偏差范围 内,在负荷变化过程中有良好的蒸汽 参数变化特性,调节过程中的蒸汽参 数偏离额定值在允许范围内,并能快 速完成调节任务。
总之,锅炉机组在运行时总是处于不断变 化调整中,运行人员要随时监视其运行情 况,能及时地、正确地进行调整操作。
2.锅炉上水 一般用经过除氧器除过氧的热水。上水时 使用带有节流装置的给水旁路进行,以防 止给水主调节阀的磨损和便于流量控制。 在上水开始时,稍开上水阀门,进行排气 暖管,并注意给水压力的变化情况和防止 水冲击,当给水压力正常后,可逐渐开大 上水阀门。 为了保护汽包,应该控制上水的时间(速 度)。终了水位:自然循环汽包锅炉,一 般到水位表低限附近;对于控制循环汽包 锅炉,接近水位的顶部。
锅炉机组在运行过程中的主要任务: 1.锅炉的蒸发量适应机组承担的外界 负荷的需要; 2.燃烧稳定,热损失尽量小,提高锅 炉机组的热效率; 3.保持正常的过热和再热蒸汽的汽温 和汽压; 4.炉水、给水品质和蒸汽品质合格; 5.给水正常,汽包锅炉能维持正常的 水位。
二、锅炉启动与停运特点
锅炉由停止状态转变为运行状态的过 程称为锅炉启动。包括汽包锅炉的上 水或直流锅炉建立启动流量,炉膛吹 扫和点火,升温升压直到蒸汽参数达 到额定值的过程。 锅炉启动的实质就是投入燃料对锅炉 进行加热,使工质建立循环,产生蒸 汽并使其参数不断升高。在启动过程 中,锅炉受热面金属的温度不断升高。
由运行状态转变为停止状态的过程称 为锅炉停运。包括减少燃料及蒸发量, 投油助燃,炉膛熄火和降压冷却过程。 锅炉停运的实质就是停投燃料对锅炉 进行冷却,蒸汽的流量不断下降,蒸 汽参数也相应变化。在停运过程中, 锅炉受热面金属的温度是不断下降的。
系统中的机组分为三大类:一是担负 基本负荷的机组,其锅炉长期在经济 负荷和满负荷之间运行,干扰少,效 率高,运行稳定,其经济性、安全性 指标都有较高的要求。二是担负中间 负荷的机组,锅炉符合承担变负荷的 特点,如能快速启停,工况调节灵敏 稳定,负荷变化率大,负荷控制范围 与允许范围宽等。三是担负尖峰负荷 的机组,其锅炉要求在非常短的时间 内启动,具有高度的灵活性。
锅炉的启动与停运过程是不稳定的变 化过程,存在着各种矛盾。 如:减少热应力与提高锅炉加热、 冷却速度的矛盾等。 启动停运技术管理与运行操作就是要 正确地处理各种矛盾,遵循安全、经 济的原则,实现最完善的启动与停运。
现代大型锅炉启动与停运的质量目标大致有以下 几项: 1.缩短启动与停运过程的时间,以适应机组承担 的负荷性质的要求; 2.燃烧稳定,燃烧热损失少,避免燃烧事故; 3.蒸汽流量与蒸汽参数要满足汽轮机冲转、升速、 并网和带负荷的要求; 4.锅炉各级受热面金属的工作温度不超过其材料 的许用温度; 5.汽包等厚壁部件温升均匀,减少寿命损耗; 6.炉水品质与给水品质合格,防止锅内腐蚀和盐 分对阀门管道与汽轮机叶片的侵蚀; 7.工质和热量排放少,并最大可能地回收工质和 热量; 8.技术指令和运行操作正确无误。
第二节 汽包锅炉的启动与停运
一、汽包锅炉启动与停运的基本程序 (一)启动的基本程序 自然循环汽包锅炉滑参数压力法冷态联 合启动的基本程序如下: 1.准备工作 对锅炉各系统和设备进行全面检查,并 使其处于启动状态;为确保启动过程中的设备 安全,所有检测仪表、连锁保护装置(主要是 MFT功能、重要辅机连锁跳闸条件)及控制 系统(主要包括FSSS系统和CCS系统)均经 过检查、试验,并全部投入 。
5.投入自动控制装置
控制循环汽包锅炉点火前应投入炉水循环 泵,借助炉水循环泵的动力,在点火开始 前水就在水冷壁系统进行循环流动,启动 程序与自然循环锅炉基本相同。 般认为启动时若汽轮机高压缸上缸的内壁 温度在150℃以上,称为热态启动。热态启 动时,冲转蒸汽温度应高于汽轮机高压内 缸50℃,并至少具有50℃的过热度。汽轮 机冲转后,锅炉应按汽轮机的要求升温、 升压。当机组负荷增加到冷态启动汽缸所 对应的工况时,就按冷态方式加到满负荷。
低参数停机在停运前要做好六清工作,即清原煤 仓,清煤粉仓,清受热面(吹灰),清锅内(水 冷壁下联箱排污),清炉底(冷灰斗清槽放渣一 次),清灰斗。中参数停机在停运前不一定全面 进行六清工作,一般只清受热面,清锅内,清炉 底。汽轮机做好停机准备。
2.滑压准备
在额定工况下运行的机组,锅炉先降压降温,使 机组负荷降低到80%~85%MCR,汽轮机逐步开 大调速汽门至全开,机组稳定一段时间。
3.锅炉点火 (1)启动回转式空气预热器及其吹灰 器,投入炉底密封装置; (2)启动一组送、引风机,进行炉膛 吹扫; (3)锅炉点火,投燃油燃烧,注意风 量的调节和油枪的雾化情况,逐渐投 入更多油枪,建立初投燃料量(汽轮 机冲转前应投燃料量),一般为 10%~25%MCR。
4.锅炉升温升压
图9-4 汽轮机旁路系统 (a)一级大旁路; (b)二级旁路系统
(二)滑参数启动
滑参数启动时,蒸汽管道的暖管、汽轮机 的启动过程与锅炉的升压过程同时进行, 使整个机组的启动时间得以缩短;同时, 整个机组的加热过程是从较低参数开始的, 所以各部件的受热膨胀比较均匀,减少了 机组的热应力水平。这样,可以减少启动 的燃料消耗和工质损失,使机组尽早发电, 提高机组的经济性。 滑参数启动一般可以分为真空法和压力法 两种方式。
3.滑压降负荷 在汽轮机调速汽门全开条件下,锅炉降低燃烧率,降压 降温,机组按照一定的速率(如1.5%MCR/min)降负荷, 同时用汽轮机旁路平衡锅炉与汽轮机之间的蒸汽流量。 煤粉燃烧器和相应的磨煤机按照拟定的投停编组方式减 弱燃烧,最后完成从燃煤到燃油的切换。随着燃料量的 不断减少,送风量也相应减少,但最低风量不应少于总 风量的30%。 调整各给粉机的负荷分配,维持燃烧稳定。对于直吹式 制粉系统,在各给煤机给煤量随锅炉负荷减少时,应同 时减少相应燃烧器的风量,使一次风煤粉浓度保持在不 太低的限度内,以使燃烧稳定。 随着负荷的降低,燃料量和风量逐渐减少,当负荷降到 30%MCR以下时,风量维持在35%左右的吹扫风量,直 至停炉该风量应保持不变。 另外,低负荷下,为稳定燃烧和防止受热面的低温腐蚀, 应通过调整暖风机的出口风量或投入热风再循环的方法, 提高入炉的热风温度,同时,及时投入点火油枪。
(2)恒压启动和滑参数启动
恒压启动(又称顺序启动)常用于母管制 系统,在恒压启动时,先启动锅炉,待锅 炉参数达到或接近额定值时,再启动汽轮 机。单元制锅炉机组均采用滑参数启动。 滑参数启动(机炉联合启动)就是在启动 锅炉的同时,启动汽轮机,汽轮机在蒸汽 参数逐渐升高的情况下完成暖管、冲转、 暖机、升速和带负荷,因此称为滑参数启 动。同时,由于汽轮机冲转和带负荷是在 蒸汽参数较低的情况下进行的,又称为低 参数启动。
(2)正常停运和故障停运 正常停运(检修、备用) 故障停运(事故停运) (3)额定参数停运和滑参数停运 额定参数停运(又称高参数停运),是指在 机组停运过程中汽轮机前蒸汽的压力和温度不变 或基本不变的停运。如果机组是短期停运,进入 热备用状态,可用额定参数停运,因为锅炉熄火 时蒸汽的温度和压力很高,有利于下一次启动。 滑参数停运(机炉联合停运)是在整个停运 过程中,锅炉负荷及蒸汽参数的降低按照汽轮机 要求进行,待汽轮机负荷快减完时,蒸汽参数已 经很低,锅炉即可停止燃烧,进入冷却阶段。
亚临界600MW机子冷态启动曲线
(二)停运基本程序 主蒸汽压力滑降至1.5~2MPa, 汽温250℃,在对应汽轮机负荷下 的停机称为低参数停机,用于检 修停机。 主蒸汽压力降至4.9 MPa,在对应 汽轮机负荷下的停机称为中参数 停机,用于热备用停机。
滑参数停运基本程序可分为五个阶段。 1.停运准备
表9-1
状态 冷态
锅炉的启动分类
停炉时间 汽包工作状态 48小时以上 压力P<0.5MPa;炉水 温度t<150℃ 温态 48小时以内 压力P>0.5MPa;炉水 温度t>150℃ 热态 8小时以内 压力P>2MPa;炉水温 度t>211℃ 极热态 2小时以内 压力P>4MPa;炉水温 度t>211℃
Fra Baidu bibliotek
其他准备工作包括: (1)厂用电送电; (2)机组设备及其系统位于准备启动状态, 投入遥控、程控、联锁和其他热工保护; (3)制备存贮化学除盐水,水系统启动; (4)除氧器、凝汽机、水箱等进行水冲洗, 直至水质合格,然后灌满除盐水,启动凝 结水泵,启动循环水泵,然后建立循环水 虹; (5)汽轮机、发电机启动准备。
三、锅炉的启动与停运方式
1.锅炉启动方式 (1)冷态启动和热态启动。
冷态启动是指锅炉启动开始时没有压力, 锅炉温度与环境相接近条件下的启动。 (新建锅炉、检修后的锅炉和长期备用后 的锅炉); 锅炉较短时间内停用,内部保持一定压力 和温度状态下的启动称为热态启动。 热态启动又可以进一步划分为温态启动、 热态启动和极热态启动三种。
4.汽轮机停机、锅炉熄火 降压降负荷至停机参数时汽轮机脱扣停机,锅炉熄火。 熄火后燃油炉必须开启送、引风机,通风扫除可燃质, 时间不少于10min,燃煤炉只用引风机通风5~10min。 然后停止送、引风机,并密闭炉膛和关严各烟风道风门、 挡板,避免停炉后冷却过快。 5.锅炉降压冷却 低负荷停机后,锅炉进入自然降压与冷却阶段,这一阶 段总的要求是保证锅炉设备的安全,所以要控制好降压 和冷却速度,当排烟温度降到80℃时可以停止回转式空 气预热器。停炉4~6h后,开启引风机入口挡板及锅炉各 入孔、检查孔,进行自然通风冷却。停炉18h后可启动引 风机进行冷却。当锅炉降压至零时可放掉炉水,若锅炉 有缺陷时,放水温度≤80℃。 中参数热备用停机应保持锅炉热量不散失,各处风门应 关闭严密,但要防止管壁金属超温。
二、汽包锅炉启动
(一)汽包锅炉启动 启动系统的主要功能是在机组启动、 停止和事故情况下,平衡锅炉与汽轮 机之间的蒸汽流量,从而与锅炉燃烧 调节相配合,起到调节和保护的作用。 汽包锅炉的启动系统有锅炉本体汽水 系统和疏水系统、过热器旁路系统、 汽轮机旁路系统三种型式
控制循环汽包锅炉的汽水、疏放水系统,除在下降 管装置锅水循环泵之外,其余与自然循环锅炉相同。 自然循环汽包炉典型汽水系统与疏放水系统
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