超临界锅炉启动系统的性能分析

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(5)减少启动过程中工质对循环泵和水冷壁的热冲击。

(6)控制灵活快速,在各种启动条件下,由于汽水膨胀的产生,水位会突然膨胀或收缩,采用循环泵和高水位控制阀快速调节循环流量和水箱水位,保证锅炉正常启动机运行。

(7)带有循环泵的启动系统运行时,给水泵与循环泵可采用并联运行方式,也可采用串联运行方式。并联系统的优点是无需给水与循环水的混合器,且循环泵发生故障时,给水系统依然可以继续运行。而串联系统中增设扩容器后,也可在循环泵发生故障后,启动系统仍可正常启动锅炉,只是工质和热量损失大一些。

(8)有利于大气环境、水资源环境和土地环境的保护。 (9)循环泵处于饱和水状态,一旦压力降低,就有汽化的危险。 (10)可降低给水泵在启动和低负荷运行的功率。

(11)启动和低负荷运行时,不但能回收全部工质,还可100 %回收疏水热量。 (12)由于带再循环泵系统分离器的水位控制是通过与汽机蒸汽流量相关的给水控制来完成的,在通常情况下,不需要使用启动系统的排放阀门,这样可以减小系统的热量和工质的损失[14]。

4.9 带有循环泵的启动系统的缺点

(1)造价有所提高,维修比较复杂。

(2)启动操作相对带扩容器式的启动系统略微复杂。

过去我国超临界大机组是电网中的主力机组,较少参与调峰,不适合才有造价高且系统复杂的带循环泵的启动系统。而现在随着我国电力的飞速发展,大机组逐渐增多,带循环泵的启动系统由于具有频繁启动、带循环负荷和二班制运行等优点,已经逐渐被广泛采用,随着带该系统的大容量超(超) 临界机组锅炉商业应用增多,理解该系统的控制工艺和运行方法具有明显的应用价值[15]。

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5 汽水分离器的水位调节与控制方式

汽水分离器的作用是组成循环回路,建立启动流量。实现进入分离器汽水混合物的两相分离,回收分离出来的水的质量和热量,并向过热器、再热器、暖管、冲转和带负荷提供汽源。新一代超临界锅炉的启动系统采用的是内置式分离器,其最大的优点是分离器串联在汽水管道上,这样减少了分离器进口高压阀门的数量,,避免了启动过程中的“切分”操作,进而也避免了“切分”过程中的气温波动以及“切分”控制不当而引起的汽轮机进水等问题。在机组启动过程中,分离器起到汽水分离的作用,而当机组进入直流工况运行,启动系统解列式,分离器可起到蒸汽联通管的作用。在启动时内置式汽水分离器能起到固定蒸发终点的作用,可使汽温、给水量、燃料量的调节互不干扰。分离器是启动和运行工况下某些参数的自动控制和调节信号的信号源[16]。

5.1 汽水分离器的工作状况

锅炉启动点火前进入汽水分离器的流量应保持在最低负荷,即35%BMCR以下运行,参数为除氧器的参数。点火后随燃烧量的增加,进入分离器的工质压力、温度和干度不断提高,汽水混合物在分离器内实现分离。蒸汽进入过热器系统,水排入疏水扩容器,进而实现工质回收。

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5.2 水位的检测和控制

直流锅炉的汽水分离器贮水箱筒体较长,一般约20m左右,故允许水位波动的范围也相对较大,水位的控制没有汽包锅炉水位控制那样严格,分离器贮水箱的正常工作压力与锅炉相当,一般情况超临界通常25 MPa左右,因此通常采用单室平衡容器进行差压检测超临界直流锅炉的汽水分离器贮水箱水位。对于贮水箱水位检测的安装见图5—1。储水罐上部和下部的检测管应平行于水位基准面,检测管与贮水箱的上部和下部距离均控制在1﹒5m以内。

对于贮水箱水位检测的平衡容器至少应有两套以上,其中一套为备用,以防单套测量不准或故障而影响整个锅炉的运行。锅炉进人直流工况运行时,贮水箱基本处于无水状态,贮水箱上设有疏水孔,若直流工况运行时贮水箱中有少量水,可以从疏水孔排入二级过热 器的减温水管路中。分离器贮水箱水位的控制主要是靠贮水箱至冷凝器的水位调节阀(361阀)实现。贮水箱水位通常只设置上、下报警值(ANN),不设置跳闸值(MFT)。上水位报警值因贮水箱的布置要求而异,通常设置在离贮水箱本体上部进水端向下约2m处,最低不

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能低于1m。下水位报警值通常贮水箱下部基准面向上1.5 m。 贮水箱水位的正常运行值因负荷的不同而不同。各定值见图5—2。

5.2.1 测量信号校正

前面说过,当锅炉进入直流工况运行时,分离器贮水箱中的水位理论上为0,但是由于图中流经a方向的蒸汽流速产生动压,影响水位的检测信号,产生虚假水位。由于动压与负荷相关,因此,该控制回路中必须引人负荷(BID)的修正指令(流经a方向的蒸汽流量约为分离器人口蒸汽流量的10%),见图5—3。

与负荷修正的函数关系的具体数值可在调试试运行期间进行调整。水位校正公式可按图5—4程序得到。

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