摘要：本文主要针对于超临界锅炉机组在炉水循环泵故障时分析无炉水泵点炉的可行性及面临的问题，并成功实施，为同行处理类似事件提供了重要的借鉴经验。
关键词：炉水循环泵；启动；水冷壁；超临界
1.前言
汽水分离器水位的合理控制关系到机组启动的安全、经济，是直流锅炉启动的关键控制点。炉水循环水泵是强制循环直流锅炉启动系统中重要的设备之一，它为锅炉的湿态运行提供循环动力和水冷壁最小流量，加速锅炉的水循环，提高了锅炉的热效率，使得机组能够快速、安全启停。某发电公司3号锅炉由于炉水泵故障又恰逢冷态点炉，单位组织专业组研究相关资料，进行大胆假设、精心论证，并与同类电厂及时交流制订无炉水泵启动方案。分析了无炉水泵点炉的可行性及面临的问题，并成功实施，为同行处理类似事件提供了重要的借鉴经验。
2 . 启动系统的主要功能
1）减少启动过程中的工质和热量损失，提高机组的运行经济性。
2）建立启动压力和启动流量，以确保水冷壁安全运行。
3）汽水分离器采用较小厚壁，热应力低，可是锅炉快速启停。
图1 启动系统流程图
3.无炉水循环泵启动时面临的问题
1）分隔屏超温。无炉水泵与有炉水泵启动相比，在相同的压力和流量下，炉内燃烧率要高较多，表现出分隔屏的冷却能力显现不足，引起超温。从同类厂来看，适当降低启动流量、提高省煤器入口水温，以求降低炉内燃烧率及相对增加产汽量，使分隔屏超温得到很好控制。但是，省煤器入口流量降低后与流量MFT保护定值余度太小，给锅炉运行控制带来很大困难，而且由于流量降低可能会造成水冷壁管流量不均匀，存在水冷壁局部超温的问题，危及到锅炉安全。
2）省煤器入口水温低。省煤器入口水温低易引起省煤器后烟气结露，造成省煤器下灰罐及空预器积灰。
3）工质及热量无法全部回收。如果除盐水制水不足，则可能面临机组启动中断的危险。
4）冲转参数问题。汽机面临的冲转参数与设计参数相比，会压力偏低，汽温偏高。
4.无炉水泵启动
4.1 无炉水泵启动控制策略
1）尽量提高给水温度，给水温度越高越有利于汽温的控制。
2）控制锅炉的总风量：控制在35%BMCR（约788.2 t/h，若汽温还是偏高，还可以降低总风量，但要大于30%BMCR（约675 t/h），并适当开大燃尽风风量。
3）启动前12小时通知化学准备好充足的除盐水，要求所有除盐水箱保持高水位。
4）注意沿炉膛宽度热负荷的均匀性，启动前做好一次风调平工作。。
5）减温水量的控制：在启动初期，尽量通过燃烧来控制汽温，若投减温水要注意减温水量，因为启动阶段过热器过热度较小，容易造成过热器带水。
4.2 启动各阶段的控制
4.2.1锅炉上水阶段
（1）除氧器给水温度加热到大于105℃，开启一台汽泵出口电动门向给水系统注水，注水完毕后，通过主给水旁路调门向锅炉上水，锅炉上水流量控制在50~100 t/h，冬季上水时间不少于4h，夏季上水时间不少于2h，如果锅炉金属温度小于 38℃且给水温度较高，应降低锅炉上水速度。
（2）锅炉冷态冲洗时维持省煤器进口给水流量在200 t/h左右，维持除氧器给水温度大于120℃。
4.2.2点火至热态冲洗阶段
（1）将省煤器进口给水流量增加到500 t/h并保持，投入油枪进行锅炉点火。
（2）点着火后，严密监视水冷壁各管壁温度的变化情况，注意监视水冷壁各管壁温度与启动分离器压力对应的饱和温度一致，水冷壁管壁温度不允许超过300℃或水冷壁各管壁温度偏差不大于10℃，否则应立即将给水流量由500 t/h增加到600 t/h并保持，观察是否能消除以上异常现象。
4.2.3热态冲洗至建立冲转参数
（1）热态冲洗结束后，继续升温升压，缓慢增加锅炉热负荷，严密监视分离器出口过热度在0℃，水冷壁升温速率小于1℃/min。
（2）在给水温度逐渐降低时应及时开大除氧器蒸汽加热，控制给水温度在 70℃以上，并缓慢增加锅炉热负荷。
4.2.4并网至转直流运行
（1）汽机开始冲转后，高低加应立即随机投入。
（2）机组并网后由湿态转干态前将省煤器进口给水流量缓慢增加到700 t/h。
（3）贮水箱水位控制在 6m 左右，溢流阀投自动，带旁路并网，并网后随着负荷的上升逐步缓慢关闭高低旁路。
（4）根据锅炉启动曲线，调整燃料量投入，增加机组负荷，调整给水流量控制水冷壁不超温。
（5）进入干态后，关闭溢流阀，加大给水流量，稳定过热度，增加热负荷，投入给水流量低保护。
4.3 风险分析及安全注意事项
（1）螺旋管水冷壁壁温冲转前≤280℃、转直流≤350℃、正常≤415℃；垂直水冷壁壁温冲转前≤300℃、转直流≤380℃、正常≤430℃。
（2）在机组高压加热器投入运行前，锅炉总风量宜保持35%。
（3）当水冷壁、过热器、再热器任一点壁温超过规定值或过热器进水、甩汽温，应立即采取措施，若无效立即停机。
（4）分隔屏壁温的变化，对煤量的变化比对给水量的变化敏感，因此启动过程中加煤速度应缓慢（每次不大于4t/h，间隔不小于10min），并且在增启磨煤机时提前10min适当减小省煤器前流量。
（5）再热汽温较高，且主要依靠减温水控制，在使用减温水时一定注意防止蒸汽带水，包墙疏水、低温过热器疏水应全开。
5.无炉水泵启动分析
5.1操作量分析性
正常的有炉水泵启动时，影响启动分离器水位的因素有：燃料量、给水流量、主汽压力、HWL阀开度、炉水泵的出力。而无炉水泵时影响因素则少了炉水泵的出力。单从运行调整角度看，启动初期，给水流量较小，给水流量主要依靠炉水泵建立，由于炉水泵参与炉水循环，使得给水的调整比较复杂。而无炉水泵方式下，基本是定给水的，分离器的水位可以直接采用HWL阀投自动进行调整，这样可以避免由于手动调整引发分离器水位过低或由于给水增加的不及时引起炉水泵跳闸，从而导致锅炉MFT。因此也不必像有炉水泵情况下，设置专人一直紧盯给水画面，直到机组转至干态，炉水泵停运，才可松一口气。
5.2安全性分析
启动过程的风险主要在于水冷壁及分隔屏等管壁温度超限，启动过程中各参数变化如图2。投入油枪点火后，水冷壁壁温很快上升，但分隔屏壁温基本未变。但A磨煤机启动后（120min左右），分隔屏壁温迅速上升，水冷壁壁温仍保持油点火时的速度上升，二者均于360min左右同时达到一高值，此时为了防止分隔屏壁温上升过快引起超温，在采取了减小给水量的措施后（减小100t/h左右），分隔屏壁温基本得以控制，此阶段的给水流量基本保持650t/h左右。但在720min时启动B磨煤机后，分隔屏壁温又迅速攀升至另一高值，此时，采取手段为将给水流量减至590t/h左右，同时投入一支油枪，并适当减小煤量，这样分隔屏壁温有个大幅的降低，此后逐渐加煤、加水至200MW转入干态运行（920min左右），无炉水泵启动完成。
由此可见，水冷壁、分隔屏壁温在点火初期均有较快上升，且每启动一台磨煤机，其分隔屏壁温均会有一次攀升，控制手段为减少给水流量，若攀升较快时，适当减小煤量或减缓加煤速度。从机组稳定后300MW工况看，整个过程中分隔屏壁温并未越限，并且机组停运后进行受热面检查一切正常。
5.3经济性分析
从点火至机组负荷带300MW，全厂消耗除盐水量共3500吨，相比正常启动时的2500吨，多消耗除盐水量1000吨。本次从冷态启动至带至300MW负荷共耗时1030分钟，相比正常启动耗时980分钟，多用时50分钟。
图2 点火至300MW负荷各参数变化曲线
6.结 论
1）实践证明，带炉水泵启动的锅炉采用无炉水泵启动是可行有效的。
2）无炉水泵启动过程中，虽面临再热汽温高、省煤器入口水温低、除盐水量消耗大以及分隔屏超温等风险，但只要做到提前准备、合理控制，完全能够实现机组的正常启动，并且具有操作简单的优点。
3）整个无炉水泵启动过程，由于工质与热量无法全部回收，与正常启动相比较，多消耗燃油和多消耗除盐水，多耗时，但对于长期高负荷运行不经常启停的机组来说，大大削减了工程初投资（带炉水泵启动系统初投资约1000万元），因此经济性相对较好。
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作者简介：张团辉（1985年02月-），男，助理工程师，从事660MW火力发电机组集控运行。
论文作者:张团辉
论文发表刊物:《电力设备》2019年第13期
论文发表时间:2019/11/22
标签：水泵论文; 锅炉论文; 水冷论文; 省煤器论文; 流量论文; 机组论文; 水循环论文; 《电力设备》2019年第13期论文;