一種超臨界直流鍋爐節(jié)能運行控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉超臨界直流鍋爐技術(shù)領(lǐng)域，特別是指一種超臨界直流鍋爐節(jié)能運行控制方法。
【背景技術(shù)】
[0002]直流鍋爐的啟動過程:啟動初期，全部受熱面用于加熱水，工質(zhì)相態(tài)沒有發(fā)生變化，鍋爐出水流量等于給水流量；隨著燃料投入量的增加，水冷壁內(nèi)工質(zhì)溫度逐漸升高，隨即出現(xiàn)工質(zhì)膨脹現(xiàn)象，當(dāng)產(chǎn)汽點后部的受熱面內(nèi)水被汽水混合物代替后，鍋爐排出工質(zhì)流量回復(fù)到等于給水流量；鍋爐出口工質(zhì)變成過熱蒸汽時，鍋爐受熱面形成水加熱、水汽化及蒸汽的過熱3個區(qū)段。
[0003]超臨界直流鍋爐沒有汽包，也就沒有爐內(nèi)水處理過程，所以對給水的質(zhì)量要求很高，水經(jīng)過初處理后再進行精處理。超臨界直流機組的容量大，啟動過程中消耗的水量大。超臨界直流鍋爐目前國內(nèi)有兩種設(shè)計形式，一種為設(shè)置有爐水循環(huán)泵的直流鍋爐，一種為未設(shè)置爐水循環(huán)泵的直流鍋爐；采用帶有循環(huán)泵的超臨界鍋爐的啟動系統(tǒng)，能加快機組啟動速度，從而達到節(jié)能降耗減排的目的。但是由于爐水循環(huán)泵的工作環(huán)境惡劣，國產(chǎn)爐水循環(huán)泵的可靠性尚不盡如人意，而進口爐水循環(huán)泵的價格高的驚人，且故障率也較高，一旦出現(xiàn)故障后需要返廠修理，故維修成本較大。帶有循環(huán)泵的啟動系統(tǒng)投資大，運行操作復(fù)雜，轉(zhuǎn)動部件的運行和維護要求高。而無爐水循環(huán)泵的啟動系統(tǒng)雖然比帶爐水循環(huán)泵的啟動系統(tǒng)運行經(jīng)濟性差但系統(tǒng)簡單，投資少，運行操作方便并且容易實現(xiàn)自動控制，維修工作量少，因此電廠多采用無爐水循環(huán)泵啟動系統(tǒng)。
[0004]與有爐水循環(huán)泵的超臨界鍋爐比較，無爐水循環(huán)泵超臨界鍋爐在啟停過程中存在以下幾個方面問題:
[0005]1.給水流量控制不當(dāng)造成熱水外排
[0006]啟動流量越大，工質(zhì)流經(jīng)受熱面的質(zhì)量流速也越大，這對受熱面的冷卻，改善水動力特性都是有利的，但工質(zhì)的損失及熱量損失也相應(yīng)增加，同時啟動旁路系統(tǒng)的設(shè)計容量也要加大。反之，啟動流量過小，受熱面冷卻和水動力穩(wěn)定就得不到保證，因此，選擇啟動流量的原則是在保證受熱面得到可靠冷卻和工質(zhì)流動穩(wěn)定的條件下，啟動流量盡可能選擇得小一些。但是省煤器入口流量降低后與流量保護定值余度太小，給鍋爐運行控制帶來很大困難，而且由于流量降低可能會造成水冷壁流量不均勻，存在水冷壁局部超溫的問題，危及到鍋爐的安全。這就造成了對運行控制的高要求，操作不當(dāng)極易造成爐水外排及熱量損失。
[0007]2.汽水膨脹期水位波動造成熱水外排
[0008]直流爐的啟動過程中:工質(zhì)加熱、蒸發(fā)和過熱3個區(qū)段是逐步形成的，啟動初期，分離器前的受熱面起加熱水的作用，水溫逐步升高，而工質(zhì)相態(tài)沒有發(fā)生變化，鍋爐出來的是加熱水，其體積流量基本等于給水流量。隨著燃料量的增加，爐膛溫度提高，換熱增強，當(dāng)水冷壁內(nèi)某點工質(zhì)溫度達到飽和溫度時開始產(chǎn)生蒸汽，但在其后部的受熱面中的工質(zhì)仍然為水。由于蒸汽比容比水大很多，引起局部壓力升高，將后部的水?dāng)D壓出去，使鍋爐出口工質(zhì)流量大大超過給水流量。這種現(xiàn)象稱為工質(zhì)膨脹現(xiàn)象。當(dāng)蒸發(fā)點后部受熱面中的水被汽水混合物替代后，鍋爐出口工質(zhì)流量才恢復(fù)到和給水流量一致。
[0009]啟動過程中隨著燃料投放量的增加，水冷壁溫度逐漸升高，隨之產(chǎn)生汽水膨脹現(xiàn)象，結(jié)果導(dǎo)致啟動分離器的水位和疏水量發(fā)生較大的波動；啟動過程中工質(zhì)膨脹量的大小與分離器的位置有關(guān)，分離器前受熱面越多膨脹量越大；與啟動壓力有關(guān)，較高的啟動壓力可減少膨脹量；與啟動流量有關(guān)，隨著啟動流量的增加膨脹流出量的絕對量增加；與給水溫度有關(guān)，給水溫度降低，蒸發(fā)點后移，膨脹量減弱；與燃料投入速度有關(guān)，燃料投入速度愈大，膨脹量愈大；與鍋爐型式有關(guān)，一次上升型直流爐膨脹量小，而螺旋上升型直流爐膨脹量大。
[0010]3.停機后保養(yǎng)不當(dāng)造成給水浪費及熱量的損失
[0011]鍋爐啟動過程節(jié)水主要是減少水沖洗，及水質(zhì)合格后及時回收。而要減少水沖洗的時間和排出量，就必須強調(diào)鍋爐停運后的水系統(tǒng)管內(nèi)部保護。因為在啟動期間合格的水是可以通過啟動系統(tǒng)排至凝汽器熱井回收利用的，所損失的主要是熱量。爐水不合格時，沖洗時間長，沖洗水量大，且此時的水不能回收至凝汽器中，必須排至循環(huán)水中或排至地溝，從而變成了低品質(zhì)的水而造成損失。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0012]本發(fā)明的目的就是針對上述現(xiàn)有技術(shù)的狀況，提出了一種超臨界直流鍋爐節(jié)能運行控制方法，解決超臨界直流鍋爐啟停過程中存在以下三個問題，第一，控制給水流量不當(dāng)造成熱水外排；第二，汽水膨脹期水位波動造成熱水外排；第三，停機后保養(yǎng)不當(dāng)沖洗時間過長，造成的給水浪費及熱量損失。
[0013]本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)的:
[0014]一種超臨界直流鍋爐節(jié)能運行控制方法，其特征在于所述方法包括以下步驟:
[0015](I)鍋爐點火準備:以水冷壁水不流動時其管壁所能承受的最高溫度為起點，調(diào)整直流鍋爐最低啟動給水流量，將儲水罐水位調(diào)整可檢測到的最低水位；
[0016](2)鍋爐點火:采用等離子拉弧引燃煤粉點火，或油槍投入點火；
[0017](3)鍋爐點火后至給水達到100°C飽和溫度階段:在水冷壁出口溫度0_99°C時，停止向爐內(nèi)注水；利用分散控制系統(tǒng)監(jiān)視水冷壁受熱面監(jiān)測點的溫度，同時解除給水流量最低保護；
[0018](4)調(diào)整燃料投放速度:分離器出口壓力達到1.1-2.0MPa時，等離子點火方式的燃煤投入速度為2-4t/h ;油槍投入點火方式，退出1-2只油槍；
[0019](5)汽水膨脹期后:以給水流量為12% -15% BMCR連續(xù)向鍋爐內(nèi)注水；
[0020](6)鍋爐停機后:放盡爐水，注入用凝結(jié)水或給水配制氨水溶液；或鍋爐停用后不放水，利用省煤器將鍋爐受熱面的水中投入聯(lián)氨或氨，使鍋爐內(nèi)水質(zhì)聯(lián)氨或氨的過剩量，PH值為 9.5-10.5。
[0021]進一步地，所述步驟(I)中水冷壁水不流動時其管壁所能承受的最高溫度為437。。。
[0022]進一步地，所述步驟(I)中最低啟動給水流量為12% -15% BMCRo
[0023]進一步地，所述步驟(6)中所述氨水溶液濃度為700_800mg/L ;聯(lián)氨或氨的過剩量為 200-300mg/l。
[0024]本發(fā)明的有益效果是:
[0025](I)以水冷壁水不流動時其管壁所能承受的最高溫度為起點，重新設(shè)置最低啟動給水流量為12% -15% BMCR，從而有效降低爐水外排量和熱量損失；
[0026](2)設(shè)置好鍋爐爐水膨脹期燃料投入速度，盡在滿足熱量的情況下減少燃料量，讓工質(zhì)平穩(wěn)過渡，減少由于水位不穩(wěn)定造成的熱水外排；
[0027](3)采用氨、聯(lián)氨鈍化保護法加強鍋爐水系統(tǒng)內(nèi)部保護，鍋爐沖洗和機組啟動后蒸汽中的鐵含量波動比較平緩，含量較低，可以減少鍋爐啟動時沖洗次數(shù)，節(jié)約除鹽水的用量，縮短了機組啟動后的水汽品質(zhì)達標的時間，從而達到節(jié)能減排的目的。
【附圖說明】
[0028]圖1為本發(fā)明一種超臨界直流鍋爐系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。
[0029]附圖標記:1-儲水罐、2-省煤器、3-水冷壁、4-分離器、5-過熱器、6_大氣式擴容器、7-凝汽器、8-除氧器、9-疏水泵、10-再熱器。
【具體實施方式】
[0030]本發(fā)明涉及的術(shù)語解釋:
[0031]汽水損失:發(fā)電廠中蒸汽和凝結(jié)水的損失；
[0032]工質(zhì):實現(xiàn)熱能和機械能相互轉(zhuǎn)化的媒介物質(zhì)稱為工質(zhì)；
[0033]直流爐干態(tài):鍋爐的循環(huán)倍率等于1，鍋爐水冷壁3的流量等于鍋爐蒸發(fā)量；
[0034]直流爐濕態(tài):就是鍋爐的循環(huán)倍率大于1，鍋