[实用新型]一种应用于火力发电厂的节能型快速启动系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种应用于火力发电厂的节能型快速启动系统，用于超临界机组或超超临界机组，属于火力燃煤发电机组领域。 

背景技术

随着燃煤电厂技术的日益成熟，以及节能减排等环保要求的不断提高，大型火电机组已普遍采用超临界和超超临界参数。目前这些机组的启动方法，主要有以下两种：疏水扩容式和带炉水循环泵式。在这两种启动方法中，锅炉进水前需要除氧器加热投入，将给水加热至锅炉要求的上水温度(一般在105℃左右，不同锅炉厂商对此有不同的规定)，然后向锅炉上水；在锅炉上水同时对锅炉进行冷态冲洗；当锅炉水质合格后启动风烟系统，在锅炉满足点火条件后启动燃油系统进行点火，点火完成后锅炉进行升温升压；当水冷壁达到一定温度后(一般为150-190℃，不同锅炉厂商对此有不同的规定)，锅炉进行热态清洗。当锅炉水质合格后，加大燃料量，锅炉再次进行升温升压，直到蒸汽品质合格且达到一定参数要求后，进行暖阀操作，暖阀完成后，待主蒸汽、再热蒸汽的温度和压力达到汽轮机冲转要求，进行冲转。 

在上述传统的启动系统中，点火前锅炉进水温度低，使得启动初期锅炉各部件温差会较大，导致热应力较大。为此，只能缓慢增加燃料量的投入、限制炉膛的热负荷，而风机的启动存在最小风量(一般为30％)，在炉膛热量本身有限的情况下，风会带走大量热量，再加上省煤器、水冷壁本身巨大的蓄热量，因而锅炉升温升压过程很慢。另外，在启动初期，由于给水温度低，过热器、再热器内尚无蒸汽流动，处于“干烧”状态，即使当水冷壁温度超过100℃后，由于炉膛热负荷受限制，产生的蒸汽流量也较少，为保护过热器和再热器，锅炉燃料加载速率也进一步受到限 制。而当水冷壁缓慢升温达到锅炉热态清洗条件时，该过程也会耗时较长，再加之后续的暖阀过程等，所有这些，都导致了机组采用传统启动方法的时间较长，因此，燃料量及厂用电的消耗也会较大。 

并且，上述传统启动的系统，在点火后，较低的给水温度造成了省煤器变成了巨大的“冷却器”，排烟在省煤器内被冷却而造成一、二次风不能在空气预热器得到有效加热，从而恶化了燃烧条件，由于一、二次风温较低，不易满足投粉条件，对传统点火方式来说，这势必导致助燃油量增加，使得启动成本进一步上升。 

为了减少锅炉启动燃油等的消耗，降低成本，很多电厂已经开始尝试各种新型锅炉点火方式来达到启动时少用油甚至不用油的目的，如采用等离子点火方式和小油枪点火方式。但是，采用等离子或小油枪燃烧器后，并未缩短机组启动时间，只是以燃煤替代了一定的燃油，但同时也带来了一系列安全问题，诸如煤粉燃烬率低，从而危及锅炉尾部空预器等设备的安全；火焰燃程长，直接冲刷受热面，而尚无蒸汽流动的过热器、再热器处于“干烧”状态，极易造成这些受热面的永久性伤害等问题。 

通常大型超(超)临界机组冷态启动从点火到并网需要8-10小时左右，启动中所消耗的煤、燃油、厂用电较大。以某发电公司的900MW超临界机组为例，一次启动所消耗的燃油、燃煤及厂用电数量如表1所示。 

表1900MW超临界机组冷态启动各项消耗量 

中国专利ZL200710046959.9及ZL200710046960.1提供了“疏水扩容启动直流锅炉邻汽加热锅炉的启动方法”和“带炉水循环泵直流锅炉邻汽加热锅炉的启动方法”，在待启动机组的高压加热器上连通一路有可接收它源加热蒸汽的蒸汽管道，用来加热锅炉的给水，间接加热锅炉受热面，在受热面金属温度达到与所述它源蒸汽的饱和温度的温差小于规定值(所述规定值是规程中规定的)时，加大给水流量 至最低点火流量以上，启动锅炉的风烟系统，锅炉点火，当一、二次风温满足投粉条件时启动制粉系统，当汽水品质合格后，蒸汽温度和压力满足冲转条件，机组冲转。 

常磊等人披露了汽轮机的高压旁路系统在冷态启动时的一种运行方式：锅炉点火前，高压旁路调节阀预置一个最小开度Y_min(20％左右)，保证锅炉产生的蒸汽能够流过过热器和再热器(超临界直流锅炉启动系统和汽轮机旁路系统的研究，《电站系统工程》，2005年第21卷第1期)。实际上，若不采用邻汽加热方式，在锅炉点火初期，由于水冷壁内的工质温度较低，锅炉各部件的热应力较大；此时过热器、再热器依然会处于“干烧”状态，为了减少锅炉各部件的热应力及降低“干烧”对锅炉造成的损害，锅炉升温升压速度依然只能很慢，所以采用该方法启动时，机组启动所用的时间依然很长，燃料、厂用电消耗量依然巨大。 

因此，本领域中现有的火电机组启动方法还有待于在安全性、节能降耗、启动速度等方面做进一步改善。 

实用新型内容