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

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1、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

2、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

3、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。3)节流阀的磨蚀对于外置式分离器和全压启动内置式分离器来说,在锅炉启动时,本体压力高于分

4、离器压力,用阀门进行节流。显然压力越高,阀门的节流越大,对阀门的磨蚀出越大。4)给水泵的电耗启动压力越高,启动过程卟,给水泵的电耗越大。综上所述,为了水功力稳定、避免脉动、减少膨胀量,希望启动压力高:但从减少节流阀的腐蚀、噪音和给水泵电耗考虑又不能选得太高。目前超临界和超超临界锅炉水冷壁普遍采用了螺旋管圈或垂直内螺纹管,启动压力对水动力的稳定性影响不大,锅炉基本都选用了零压力启动,启动分离器采用了足够容量的排放阀,可满足汽水膨胀时水的排量。由于采用内置式分离器和滑参数启动,对排放阀门的腐蚀甚微。而国产1000t/h直流炉的启动压力为0.7MPa,我国引进前苏联超临界锅炉均采刚全压启动,启动压

5、力为24.5MPa。启动流量锅炉启动流量的大小直接影响启动的安全性和经济性。启动流量越大,工质流经受热面的重量流速也越大,这对受热面的冷却,改善水动力特性都是有利的,但工质的损失及热量损失也相应增加,同时启动旁路系统的设计容量也要加大。反之,启动流量过小,受热面冷却和水动力稳定就得不到保证,因此,选择启动流量的原则是在保证受热面得到可靠冷却和工质流动稳定的条件下,启动流量尽可能选择得小一些,超临界直流炉的启动流量一般选取为额定流量的25%--35%,我国引进前苏联超临界锅炉启动流量均为30%MCR,石洞口二厂超临界锅炉的启动流量为35%MCR,丹麦超超临界锅炉的启动流量为30%MCR,日本超

6、临界锅炉启动流量选取的较小一般为25%MCR。纯直流锅炉启动流量由给水泵提供,带启动循环泵和复合循环超临界锅炉的启动流量由循环泵提供20%一25%MCR流量,给水泵提供5%一10%的流量。带循环泵的锅炉在启停或低负荷运行过程中工质、热量损失较小,具有突出的优点。工质膨胀现象直流炉的启动过程中:工质加热、蒸发和过热3个区段是逐步形成的,启动初期,分离器前的受热面部起加热水的作用,水温逐步升高,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,但在其后部的受热面中的工质仍然为水。由于

7、蒸汽比容比水大很多,引起局部压力升高,将后部的水挤压出去,使锅炉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。当蒸发点后部受热面中的水被汽水混合物替代后,锅炉出口工:质流量才恢复到和给水流量一致。启动过程中工质膨胀量的大小与分离器的位置有关,分离器前受热面越多膨胀量越大:与启动压力有关,较高的启动压力可减少膨胀量;与启动流量有关,随着启动流量的增加膨胀流出量的绝对量增加:与给水温度有关,给水温度降低

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