关键词：350MW超临界；直流炉启动；流量浅析
1 350MW超临界直流炉启动流量浅析
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％。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。
2 350MW超临界直流炉启动流量的作用以及特点分析
2.1启动系统的作用和特点
启动系统是为解决直流锅炉启动和低负荷运行而设置的功能组合单元，它包括启动分离器、炉循环泵及其它汽侧和水侧连接管、阀门等。其作用是在水冷壁中建立足够高的质量流量，实现点火前循环清洗，保护蒸发受热面点火后不过热，保持水动力稳定，还能回收热量，减少工质损失。
（1）建立启动压力和启动流量，保证给水连续地通过省煤器和水冷壁，并保证水冷壁的足够冷却和水动力的稳定性。（2）回收锅炉启动初期排出的热水、汽水混合物、饱和蒸汽以及过热度不足的过热蒸汽，实现工质和热量的回收。（3）固定蒸发受热面终点，实现汽水分离，从而使给水量调节、汽温调节和燃烧量调节相对独立，互不干扰。（4）根据需要还可设置保护再热器的汽轮机旁路系统，以此实现系统的快速、经济启动，简化启动操作。
2.2汽水分离器作用
⑴组成循环回路，建立启动流量。⑵蒸汽进入过热器系统，分离出来的水通过启动系统进入扩容器，使分离出来水的质量和热量得以回收。⑶在启动时它能起到固定蒸发终点的作用，这样使汽温、给水量、燃料的调节成为互不干扰的独立部分。⑷在35%负荷以上运行时，分离器呈干态，也就是进入了纯直流运行。此时，分离器只起一个通道作用。⑸提供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(即作为中间点温度)。
2.3带循环泵串联布置的内置式启动系统的特点
2.3.1带循环泵型和简单疏水扩容型启动系统的比较
⑴带泵的启动系统能够回收更多的热量，同时也可减少工质损失。⑵对于疏水型的启动过程，所有最小流量都在炉膛中被加热，没有蒸发成水蒸气的部分则携带着从炉膛吸收的热量被排到扩容器中。与此相反，带泵的启动系统由于很小的排放量，其热损失也很小，其启动过程的热损失大约为疏水型启动系统的3%。⑶在扩容器中，热量和水都被损失。当含有高热量的排放水进入扩容器后，在接近大气压力下转化为大量蒸汽和水的混合物被损失掉。而对于带泵的启动系统，所有的水都被回收了，其中包括在汽水膨胀期间排到扩容器中的水。⑷带泵的启动系统在启动的整个过程中能100%吸收疏水热量，可有效缩短冷太和温态启动时间。更适合于频繁启动、带循环负荷和两班制运行机组。
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2.3.2循环泵和给水泵呈串联布置的启动系统具有以下优点
⑴进入循环泵的水来自分离器下降管或锅炉给水管或同时从这两者中来；⑵保证了各启动过程中泵的流量恒定；⑶锅炉给水的欠焓可增加循环泵的净吸压头；⑷当分离器由湿态转向干态时，疏水流量为零，可保证分离器平滑地从湿态转向干态，不用进行循环泵的关停操作。
3 350MW超临界直流炉启动流量控制研究分析
3.1启动初期给水流量控制
通过给水旁路调节阀控制给水流量，BR阀控制储水箱水位，此时省煤器进口给水流量等于给水旁路调节阀出口流量与BCP出口流量之和，受到各种扰动的影响，储水箱水位若超过BR阀控制范围，会使省煤器入口给水流量发生变化，从而需要调节给水旁路调节阀开度，以确保省煤器入口最小流量，因此锅炉受到扰动使得储水箱水位变化幅度超过BR阀控制范围时，锅炉启动系统将发生振荡；正常运行时，将储水箱水位保持在6 000~8 000mm，因此，紧急情况下可通过WDC阀排水保持汽水分离器水位相对稳定主要要保证锅炉的蒸发量与给水流量一致
具体实现方法为:在机组启动初期，没有蒸发量显示，只能通过燃料量估计给水流量，然后再根据汽水分离器水位情况控制给水流量；当水位下降至4000mm后仍继续下降时，应适当增加给水流量，并减小BR阀开度以减缓下降的速度和幅度，也可以增加汽轮机旁路调节阀及主汽阀开度，造成瞬间虚假水位，为给水流量调节争取时间；汽水分离器水位要根据变化趋势缓慢调节，当汽水分离器水位波动时初次调幅稍大，逐步减小给水流量的调整幅度，使给水流量与蒸发量一致
3.2转直流运行阶段给水流量控制
随着蒸发量的增加，储水箱水位逐渐下降，此时要逐渐增加给水调节阀开度或增加给水泵转速，同时根据储水箱水位下降情况逐渐减小BR阀开度，当BCP出口流量降低到150t/h时，其最小流量阀自动打开，此时需保证省煤器入口给水流量>450t/hBR阀关闭后，BCP保持继续运行，以防止运行后干湿态转换时BCP频繁启停，转直流后手动停止BCP此时，给水流量全部由给水泵调节一般机组负荷在150~210MW(这与蒸汽温度蒸汽压力凝汽器真空等参数有关)时即转入直流滑压运行方式，此时机组为亚临界直流状态；随着负荷的逐渐升高，主蒸汽压力和温度也逐渐升高，机组负荷在80%BMCR达到临界压力后转入超临界状态
机组在直流状态下的给水控制与主蒸汽温度调节和启动阶段明显不同，给水不再控制分离器水位，而是由给水流量与燃料量的比值调节主蒸汽温度锅炉由汽包调整特性转变为直流炉调整特性，此时应及时增加制粉系统的燃料量，快速提高机组负荷，以防止机组在汽包调整与直流炉调整之间频繁转换同时，还应监控给水流量和汽水分离器出口过热度，防止过热度为负值，使汽水分离器中间点温度一直维持在过热状态，保持20~30℃的过热度，防止主蒸汽温度下降蒸汽流量随给水流量的增加而增大，机组负荷也随之增加
4.结语
综上所述，超临界直流锅炉的启动系统在技术和功能上已逐步成熟，在启动控制的灵活性和锅炉运行以及给水流量的控制方面有了很大提升，350MV超临界直流锅炉给水控制系统是一个非常复杂且多变量的对象，给水控制的品质好坏与否直接关乎机组的安全性和经济性因此相关人员要严格控制350MW超临界直流炉启动的流量，研究直流锅炉给水流量控制有着重要的意义，相关人员应对启动流量控制继续进行优化探索，为后期使用提供安全保障
参考文献:
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[2]冯俊凯，沈幼庭，杨瑞昌.锅炉原理及计算[M].北京:科学出版社，2003．
论文作者:陈利恩
论文发表刊物:《当代电力文化》2019年第18期
论文发表时间:2020/4/10
标签：流量论文; 锅炉论文; 水位论文; 工质论文; 系统论文; 机组论文; 汽水论文; 《当代电力文化》2019年第18期论文;