超临界直流锅炉上水方式深度优化

徐剑辉 肖承明

摘  要：超临界直流锅炉在历次启动过程中，借鉴传统的锅炉静压上水经验，推陈汽泵前置泵锅炉冷态冲洗，合理优化汽泵冲转时机，实施机组启动过程各项优化运行措施无缝对接，实现启动过程深度节能。

关键词：直流锅炉;上水方式;优化运行

某发电公司建设有2台650MW超临界发电机组，采用上海锅炉厂生产的超临界直流锅炉，主要系统设备见图1。

机组配备两台50%容量的汽动给水泵和一台35%容量的电动给水泵，机组启动时采用电泵或一台汽泵向锅炉上水，其稳定转速均在3000rpm以上，对应给水流量400～500t/h，而锅炉上水给水流量要求为190t/h，为此锅炉上水时将给水旁路调门关小至20%左右，节流损失较大，能源利用率低。而采用汽泵上水时需要先将小汽轮机冲转至3000rpm，时间一般要1.0～1.5h，小机定速后才能向锅炉上水，小机冲转期间消耗的蒸汽和前置泵耗电全部损失掉了。

为了降低机组启动过程的能耗，公司不断的开展启动过程的优化，先后实施锅炉静压上水[1]、前置泵冷态冲洗、汽泵运行锅炉点火的节能措施，最终将这些节能措施深度融合到机组启停操作票中，实现标准化操作。

1 传统静压上水方式的尝试

发电厂传统已有采用静压上水的方式，对超临界直流锅炉而言，也可采取尝试推陈出新。公司锅炉炉顶标高72.4米，除氧器标高29.8米，除氧器和炉顶的高差为42.6米，要让锅炉受热面最高点进水需要50米水柱的压头，而除氧器运行压力最高可达0.95Mpa，输送水位高度80米以上，除氧器水面升压至0.5Mpa以上即可以满足锅炉静压上水要求。

静压上水方法：不启动电泵或汽泵，利用除氧水箱的静压完成给水系统注水排空，向锅炉上满水。

1.1锅炉上水前具备条件

（1）主机润滑油、密封油系统运行正常，主机盘车运行正常。

（2）主机开式水运行，主机循环水已由临机供水，#1/2机组循环水联络一二次开度15%。

（3）投入机组辅汽联箱供汽，检查辅汽压力、温度正常（汽压0.6Mpa左右）。

（4）启动A、B小机油系统运行，检查其轴承润滑油压和控制油压正常。

（5）完成给水系统阀门状态检查，给水系统具备进水条件。

（6）检查A/B汽泵密封水至汽前泵泄荷水门开启，检查汽泵密封水回水至回收水箱手动门开启、回收水箱至低压凝汽器热井电动门和调整门关闭。

（7）关闭凝结水至A/B汽泵密封水总门（启动凝泵后开启）。

（8）关闭#1、2、3高加危急疏水调整门，关闭#3高加正常疏水调整门。

1.2 锅炉静压上水操作

（1）将高压加热器的水侧走旁路。

（2）启动凝输泵向除氧器补水至水位1050mm左右，投入除氧器再沸腾加热，加热温升率<1℃/min，除氧器水温达50℃以上，开启A、B汽泵及电泵入口电动门充水暖泵，开启A/B汽泵本体排空气门对汽泵注水排气，待汽泵出口压力升至0.2Mpa左右关闭汽泵本体排空门。

（3）除氧器水质合格后（Fe<200ppb），除氧器水温至90～100℃，开启A汽泵出口门、锅炉主给水电动门、主给水旁路调节门开至10%左右，开启给水管道水侧沿程空气门，向给水管道及高加水侧注水。

（4）检查关闭四抽电动总门，关闭四抽总管一、二号逆止门，关闭四抽至A/B小机进电动门，关闭四抽至除氧器电动门。

（5）开启辅汽至除氧器压力控制调节门前、后电动隔离门，逐渐开启辅汽至除氧器压力控制调节门，将除氧器压力逐渐升至0.80Mpa左右。

（6）关闭锅炉主给水电动门，调节主给水旁路调节门，向锅炉上水，控制上水流量150～200t/h，上水期间利用辅汽加压，保持除氧器压力在0.7～0.8之间，上水过程要保持除氧器汽源稳定、压力稳定、避免超压。

（7）当除氧器水位降至300mm时，关闭主给水旁路调节门，辅汽至除氧器压力控制调节门，开启#3高加正常疏水和危急疏水调整门20%开度对除氧器泄压，将除氧器压力降至0.2MPa以下（压力高时凝输泵向除氧器进不了水）。

（8）启动凝输泵向除氧器补水至1100 mm，然后停止凝输泵运行，继续利用辅汽汽源将除氧器加热至60～90℃，加压至0.75MPa，再向锅炉上水。重复上述步骤，直至鍋炉启动分离器见水位。

1.3静压上水实施情况

除氧器压力升至0.8Mpa后给水流量达到160t/h左右，低负荷四抽压力低时开启二抽至辅汽调门，除氧器压力能够保证0.8Mpa，静压上水取得成功。

2 汽泵前置泵锅炉冷态冲洗

采用汽泵前置泵向锅炉上水已比较普遍[2]，安全性也得到了验证[3]。而锅炉冷态冲洗要求给水流量维持574t/h连续运行。公司汽泵前置泵设计参数为额定流量885t/h，远大于574t/h，满足冷态冲洗要求。前置泵额定出口压力为2.278Mpa，查历次采用电泵开机进行冷态冲洗时给水压力2.6Mpa左右，锅炉主给水旁路调门30%开度，采取适当开大锅炉上水调门后前置泵出口压力基本上能满足冷态冲洗要求。

2.1前置泵上水锅炉冷态冲洗操作（A泵）

（1）锅炉静压上水后期，启动闭式水系统运行，启动凝结水系统运行，开启#5低加出口电动门前放水门，对凝结水系统进行冲洗，投入汽泵密封水。

（2）凝结水系统冲洗合格后关闭#5低加出口电动门前放水门，开启#5低加出水电动门向除氧器上水。

（3）锅炉静压进水至分离器见水后启动A汽前泵运行，关闭A汽泵再循环门，向锅炉上水，逐渐开大主给水调整门提升给水流量至570 t/h左右（前置泵流量不足时可开启除氧器再沸腾提高除氧器压力至0.75Mpa左右），控制启动分离器水位在6～7m左右，检查分离器水位自动调节正常，锅炉进行冷态水冲洗。