启动是发电设备运行的重要操作,在保证设备安全的前提下应尽量缩短启动过程持续的时间。自然循环锅炉的锅筒(汽包)是蒸发受热面与过热受热面之间的固定分界点,锅筒金属壁较厚,筒内蓄水、蓄热能力大,内、外和上、下壁的温度差是制约其启动速度的主要因素。为保证锅炉各部件逐渐和均匀地得到加热,不致产生过大的热应力,一般冷启动需6~8小时才能完成。设有高、低压旁路的机组,启动时间可缩短,同时也可减少启动中的工质损失和热量损失。
自然循环锅炉启动
自然循环锅炉从点火到带额定负荷(单元制机组)或并入母管(母管制机组)的全过程。
- 英文名称
- natural circulation boiler start-up
- 所属学科
- 电气工程
按启动前锅炉的冷热状态分,有冷态启动和热态启动两种;按汽轮机冲转时的蒸汽参数状态分,有额定参数启动和滑参数启动两种。
冷态启动指锅炉锅筒压力为零的启动;热态启动则指锅炉尚有一定压力、温度的启动。
锅炉首先启动,蒸汽参数升至额定值,再冲转汽轮机,汽轮机从冲转至带额定负荷,主汽阀前的蒸汽参数始终保持为额定值的启动方式。这种启动方式存在诸多缺点,仅在母管制的小型机组上使用,单元制大型机组已不再采用这种方式。
在锅炉点火,蒸汽升压、升温的过程中,利用低温、低压蒸汽来进行暖管,当达到一定参数后汽轮机进行冲转及并网,并随着蒸汽温度、蒸汽压力的升高逐步提高汽轮机的负荷。在整个启动过程中,主汽阀前的蒸汽参数随机组负荷的升高而滑升。大容量机组几乎都采用压力法滑参数启动。
包括启动前准备,锅炉上水、点火、升温升压等步骤。
应按现场运行规程的规定对以下各项进行检查,并使之符合启动前的要求状态:①炉内检查。包括全部燃烧器位置正确,喷口无结焦,烟风道内无明显结焦积灰和杂物,各受热面管道无明显磨损和腐蚀,电除尘器及吹灰器良好备用等。②炉外检查。包括燃烧系统的送风机、引风机出口挡板,一、二、三次风挡板,二次风总风门,其他各处挡板及传动装置、开度指示,炉膛、烟道各孔等。③汽、水系统检查。包括主蒸汽及给水管道中的汽、水阀门,空气门,排污门,事故放水门,再循环门,锅筒联箱的膨胀指示器,锅筒水位计,汽水系统中的远方控制机构等。④各种电气设备的检查和电动阀门的遥控试验。包括热工仪表、信号装置、指示灯、操作开关、自动调节设备、各种连锁及保护装置。⑤各转动机械的检查与试转。经大、小修或受热面泄漏检修后,应按规定进行水压试验。⑥燃料储存量应充分,制粉系统应处于准备启动状态等。
锅炉上水应为除过氧的质量合格的给水。冷态启动时,上水的温度应不大于100℃;热态启动时,上水温度与锅筒金属温度的差值应不大于40℃。上水应至锅筒水位计的最低可见水位。上水速度不宜过快,上水初期尤其应缓慢。上水持续时间,一般冬季不少于4小时,夏季不少于2小时。上水的方法视设备的具体情况确定,可从水冷壁下联箱、省煤器放水门等上水,也可用给水泵上水或除氧器静压上水。上水结束后如水位有上升或下降的现象,则应检查给水阀、排放阀等的开关状态及锅炉各处的严密性,对于不正常的情况应及时处理。
锅炉点火前,应启动空气预热器,投入暖风器、燃油系统油温要加热到规定温度,投入除尘器的灰斗加热器及振打装置等,并开启引、送风机,在通风体积流量大于额定值的25%~30%的情况下,对炉膛和一次风管吹扫5~10分钟。对油枪也应利用雾化介质予以吹扫。投入点火油枪,着火正常后,视炉膛各部位温度和燃烧情况以及汽轮机的要求,按运行规程规定顺序投入煤粉燃烧器。如燃烧器或炉膛灭火,应立即停止供油或送粉,进行通风吹扫后再点火。
由于水和蒸汽在饱和状态下的温度和压力存在一定的对应关系,所以锅筒和水冷壁的升压过程就是升温过程,通常以控制升压速度来控制升温速度。对高压以上锅炉,冷态启动时,升压过程中锅筒平均温升速度不大于1~1.5℃/分,过热蒸汽、再热蒸汽平均温升速度不大于1.5~2.0℃/分。在升压过程中,运行人员应注意检查并进行下列操作:当水冷壁中工质因受热膨胀,使锅筒内水位超过正常水位时,可进行下部放水,并促进尽早建立正常的水循环。当锅筒内压力达到0.1~0.2兆帕时,应冲洗一次水位计,冲洗后应仔细校对水位,确保指示正确,同时应关闭所有的空气门。当锅筒压力升至0.3~0.4兆帕时,应逐个对水冷壁下联箱进行放水使其沉淀物排出,放水时应密切注意锅筒中水位的变化,维持正常水位。检查各联箱的膨胀情况,对膨胀量小的联箱,应加强放水。当压力升至0.4~0.5兆帕时,应稳定一段时间,以便热紧各受压部件螺栓。同时,可开启主汽阀的旁路阀进行主蒸汽管的暖管工作,暖管前应打开主蒸汽管疏水阀进行疏水。温升速度一般不得超过3~5℃/分。当蒸汽压力升至接近80%~90%的额定压力时,应再次冲洗水位计并校对二次水位计是否正确可靠。对检修过的安全阀,在达到额定压力后应进行校验工作。
主要应注意锅筒热状态监视、燃烧控制以及过热器、再热器和省煤器保护等问题。
在升压过程中,除检查各联箱的热膨胀情况外,还必须注意监视锅筒的膨胀情况及上、下壁温差。在启动过程中,锅筒金属从工质吸收热量,温度逐渐升高,但内、外壁会有温差,使内壁承受压应力,外壁承受拉应力。同时,锅筒下部是水,下部金属温度升高慢;上部与饱和蒸汽接触,金属温度升高快;产生的温差使锅筒趋向于拱背状变形,迫使锅筒上部受到轴向压应力,下部受到轴向拉应力,温差越大则热应力越大。为保证锅筒的安全,应通过水冷壁下联箱放水和提高给水温度等,增加锅筒内水的流动和控制升温速度,使锅筒上、下壁金属的温度差不超过40℃,锅筒内工质的平均温升速度不超过1~1.5℃/分。
冷态启动时,炉内温度低,易引起灭火,或大量未燃的燃料积存于后部的受热面上。为此,启动初期,必须用启动点火器(油、气枪)并保证着火正常,待炉内温度达到一定水平时,再按规定对称地投入煤粉燃烧器,并注意燃烧工况的检查与调整工作。在启动初期,锅炉尚未启压,没有蒸汽流过过热器,为保护过热器,必须限制过热器的入口烟温。控制烟温的方法主要是限制锅炉燃料量和调整炉膛火焰中心位置。当汽轮机尚未冲转,且未投运低压旁路时,则没有蒸汽流过再热器,为保护再热器,应控制炉膛出口烟温不超过540℃。点火初期,锅筒不需要上水,为保护省煤器,一般在锅筒与省煤器下联箱之间设有省煤器再循环管。此时打开再循环管上的截止阀,可利用锅筒与省煤器之间的自然循环来保护省煤器,但锅筒上水前需将该截止阀关严。也有少数锅炉不设省煤器再循环管,点火初期采用小流量连续上水方式保护省煤器。