浅谈600MW超临界直流锅炉不用炉水泵启机的可行性

【摘要】在直流锅炉启动过程中，在初期蒸汽经启动分离器进行汽水分离，部分炉水至分离器、储水箱经炉水泵循环至省煤器入口，再次参与炉水循环，炉水泵在锅炉启动系统中发挥着重要作用。当炉水泵故障情况下，由于检修周期长，将影响机组启动时间，为此探求我厂锅炉不用炉水泵启动锅炉的可行性，具有极大的意义，结合我厂的系统状况，调整运行方式，不用炉水泵启机的方式是可行的。

【关键词】超临界锅炉；锅炉启动；炉水泵故障；金属超温；过程紧凑；减小排放

1.概述

我厂锅炉型号：HG1980/25.4-YM1型。启动分离器系统为内置式。锅炉负荷小于35%BMCR直流负荷时，分离器起汽水分离作用，分离出的蒸汽进入过热器，水则通过连接管进入贮水箱；贮水箱底部连接有锅炉启动循环泵，将分离出来的炉水输送至锅炉省煤器入口，形成复合循环。在锅炉进行清洗或点火后进行热态清洗和渡膨胀时，贮水箱中的水由两只水位控制阀控制排入锅炉到扩容器。锅炉在35%BMCR负荷以上运行时，分离器呈干态运行，只作为一个流通元件，分离器按锅炉全压设计。

2.目的

我厂启动系统的特点决定了在机组启动和停止过程中，炉水循环泵发挥着重要作用，一方面建立启动流量，保证水冷壁部分的水动力工况，使得水冷壁受热均匀，另一方面回收工质和热量，加快启动速度。

华润常熟电厂锅炉炉水循环泵是启动系统的重要组成部分，采用KSB的无泄漏泵。主要结构特点是将泵的叶轮和电机转子装在同一主轴上，置于相互连通的密封压力壳体内，泵与电机结合成一整体，没有通常泵与电机之间连接的那种联轴器结构，没有轴封，这就从根本上消除了泵泄漏的可能性。无泄漏泵电机的定子和转子用耐水耐压的绝缘导线做成绕组，浸沉在高压冷却水中，电机运行时所产生的热量就由高压冷却水带走，并且该高压冷却水通过电机轴承的间隙，既是轴承的润滑剂又是轴承的冷却介质。由于电机的绝缘材料是一种聚乙烯塑料，不能承受高温，温度超过80℃绝缘性能就明显恶化，因此绕流电机内部的高压冷却水温度必须加以限制。

当炉水循环泵出现故障后，检修周期较长，可能影响机组启动时间，为此探讨不带炉水泵启动机组的可行性。

3.不利因素及危险点分析

1）不用爐水泵启动锅炉，在锅炉点火和升温升压中，为保证水冷壁的安全及水动力的稳定，需建立启动流量，我厂现阶段为583T/H，炉水排放无回收系统，造成了大量工质和热量无法回收，导致极大浪费。

2）启动排放过程中，排放的炉水需要给水量来补充，而锅炉上水温度低，造成的结果是为保证锅炉产汽，需提高锅炉热负荷，这样造成水冷壁部分换热温差大，对水冷壁的运行安全不利。

3）启动初期锅炉屏过、末过、高再在无蒸汽流动或蒸汽流动量少的情况下，无法对管材进行充分冷却，在增加燃料过程中，造成了此部分受热面处于干烧或超温的状态，对于受热面的安全不利。

4）在锅炉起压前，省煤器处的压力为炉膛高度产生的静压，约为0.45MPa左右，对应的饱和温度为145℃左右，为防止省煤器汽化，需控制给水温度，在某种程度上限制了启动速度。

4.启动方法及注意事项

1）我厂锅炉采用临机加热技术，因此在锅炉点火前，充分利用临机加热进行暖炉及水冷壁加热，随水冷壁温度的升高逐步提高上水流量，上水初期控制流量100T/H左右，当水冷壁各部温度达到100℃以上后，可提高流量至200T/H，通过小溢流进行排放，充分加热锅炉。

2）锅炉产生蒸汽后，高旁和低旁开启10%，让蒸汽在过热器和再热器流通进行升温，防止点火后承受更大的热应力，也能很好解决受热面干烧问题。

3）当锅炉分离器出口蒸汽压力建立后，省煤器入口压力提高，此时可逐步提高锅炉上水温度，由于在炉水温度160℃-190℃时Fe离子析出量增加，会出现炉水水质恶化的情况，因此将此过程控制在锅炉点火前完成。

4）在炉膛蒸汽压力建立后，按要求关闭各放水、放气阀，提升锅炉蒸汽压力，旁路系统的建立蒸汽流量。

5）临机加热投入后，2号高加出口温度可达到230-240℃左右，此饱和温度对应的蒸汽压力为3.0-3.3MPa，因此，当蒸汽压力达到3.0MPa后再考虑进行锅炉点火。

6）启动期间对锅炉省煤器入口流量低触发MFT条件进行强制，控制锅炉上水流量，以达到尽可能减少排放的目的，在调整给水时，检查水冷壁温度情况，如出现管壁间温差过大或水冷壁出口温度分布不均时，及时增加给水量。

7）锅炉具备点火条件后，启动风组进行炉膛吹扫5Min后即使用大油枪进行点火升温升压。启动期间控制好分离器及储水箱水位在可见水位，否则通过小溢流阀进行排放，保证过热器不进水。

8）汽轮机采用辅汽进行暖机，或延长汽轮机倒暖时间，尽可能提升缸温及汽缸膨胀值，缩短中速暖机时间。

9）适当降低汽轮机冲转参数要求，在再热蒸汽压力达0.7-0.8MPa时可考虑进行汽机冲转。

10）由于水冷壁水循环动力差，可考虑使用大油枪进行升温升压，防止过早启动磨煤机后燃烧剧烈，火焰长导致的水冷壁吸热不均。建议启动磨煤机时机选择在汽轮机冲转前或中速暖机期间。

11）按照我厂防止氧化皮脱落技术措施进行升温升压，防止出现氧化皮脱落事故。

12）机组并网后及时进行机组升负荷、汽轮机切缸。及时投入高加及低加，提升给水温度，加快启动速度。

13）启动第二台磨机组加负荷至180MW，增加燃料量，同步增加给水，当锅炉分离器出口有过热度后，及时进行机组干湿转换，逐步减小锅炉排放量直至小溢流全关。

14）按照正常操作要求继续机组升负荷操作。

5.操作过程的要求

1）机组启动过程中各环节衔接紧凑，尽可能缩短启动时间，但应严格控制升温升压速率，防止损坏设备。每步操作节点后续的工作提前进行检查准备，防止影响启动时间。

2）尽最大可能减小锅炉排放量，以水冷壁温升情况做为给水量控制的监视点，并综合锅炉热负荷的情况及蒸汽流量进行给水控制，升温升压阶段不必盲目追求最低给水量的要求，如水冷壁部分温升速率不超限，且水冷壁管壁温度均匀，可适当降低给水流量，已减少锅炉排放。

3）锅炉小溢流排放期间，不可大幅度调整小溢流调阀，特别是锅炉蒸汽压力较高的情况下，并注意疏扩减温水投入情况，防止进入机组排水槽的水温高于60℃。

4）校验分离器和储水箱水位测点，保证其显示准确，保证锅炉蒸汽侧不进水。

6.结束语

采用无炉水泵进行锅炉启动，锅炉调整方式和使用炉水泵启动的方式有较大区别，当炉水泵故障状态短期无法恢复的情况下，将影响机组启动并网的时间，对公司电量的完成和利润的创造将造成较大影响，因此探求无炉水泵的启机方式尤为重要。

从现有的系统状况进行分析，运行中精细控制，我厂不使用炉水泵的启动方式是可行的。

参考文献

[1]《华润电力常熟有限公司运行规程》

[2]《哈尔滨锅炉厂HG1980/25.4-YM1型锅炉说明书》

作者简介

申磊，华润电力（常熟）有限公司发电部锅炉运行工程师。