[實用新型]一種應用于火力發電廠的節能型快速啟動系統

有效

• 申請號: 201320877058.5
• 申請日: 2013-12-27
• 公開（公告）號: CN203744209U
• 公開（公告）日: 2014-07-30
• 發明（設計）人: 馮偉忠
• 申請（專利權）人: 馮偉忠
• 主分類號: F22B3/08
• 分類號: F22B3/08;F22D1/32
• 代理公司: 上海旭誠知識產權代理有限公司 31220
• 代理人: 鄭立

技術領域

本實用新型涉及一種應用于火力發電廠的節能型快速啟動系統，用于超臨界機組或超超臨界機組，屬于火力燃煤發電機組領域。?

背景技術

隨著燃煤電廠技術的日益成熟，以及節能減排等環保要求的不斷提高，大型火電機組已普遍采用超臨界和超超臨界參數。目前這些機組的啟動方法，主要有以下兩種：疏水擴容式和帶爐水循環泵式。在這兩種啟動方法中，鍋爐進水前需要除氧器加熱投入，將給水加熱至鍋爐要求的上水溫度(一般在105℃左右，不同鍋爐廠商對此有不同的規定)，然后向鍋爐上水；在鍋爐上水同時對鍋爐進行冷態沖洗；當鍋爐水質合格后啟動風煙系統，在鍋爐滿足點火條件后啟動燃油系統進行點火，點火完成后鍋爐進行升溫升壓；當水冷壁達到一定溫度后(一般為150-190℃，不同鍋爐廠商對此有不同的規定)，鍋爐進行熱態清洗。當鍋爐水質合格后，加大燃料量，鍋爐再次進行升溫升壓，直到蒸汽品質合格且達到一定參數要求后，進行暖閥操作，暖閥完成后，待主蒸汽、再熱蒸汽的溫度和壓力達到汽輪機沖轉要求，進行沖轉。?

在上述傳統的啟動系統中，點火前鍋爐進水溫度低，使得啟動初期鍋爐各部件溫差會較大，導致熱應力較大。為此，只能緩慢增加燃料量的投入、限制爐膛的熱負荷，而風機的啟動存在最小風量(一般為30％)，在爐膛熱量本身有限的情況下，風會帶走大量熱量，再加上省煤器、水冷壁本身巨大的蓄熱量，因而鍋爐升溫升壓過程很慢。另外，在啟動初期，由于給水溫度低，過熱器、再熱器內尚無蒸汽流動，處于“干燒”狀態，即使當水冷壁溫度超過100℃后，由于爐膛熱負荷受限制，產生的蒸汽流量也較少，為保護過熱器和再熱器，鍋爐燃料加載速率也進一步受到限?制。而當水冷壁緩慢升溫達到鍋爐熱態清洗條件時，該過程也會耗時較長，再加之后續的暖閥過程等，所有這些，都導致了機組采用傳統啟動方法的時間較長，因此，燃料量及廠用電的消耗也會較大。?

并且，上述傳統啟動的系統，在點火后，較低的給水溫度造成了省煤器變成了巨大的“冷卻器”，排煙在省煤器內被冷卻而造成一、二次風不能在空氣預熱器得到有效加熱，從而惡化了燃燒條件，由于一、二次風溫較低，不易滿足投粉條件，對傳統點火方式來說，這勢必導致助燃油量增加，使得啟動成本進一步上升。?

為了減少鍋爐啟動燃油等的消耗，降低成本，很多電廠已經開始嘗試各種新型鍋爐點火方式來達到啟動時少用油甚至不用油的目的，如采用等離子點火方式和小油槍點火方式。但是，采用等離子或小油槍燃燒器后，并未縮短機組啟動時間，只是以燃煤替代了一定的燃油，但同時也帶來了一系列安全問題，諸如煤粉燃燼率低，從而危及鍋爐尾部空預器等設備的安全；火焰燃程長，直接沖刷受熱面，而尚無蒸汽流動的過熱器、再熱器處于“干燒”狀態，極易造成這些受熱面的永久性傷害等問題。?

通常大型超(超)臨界機組冷態啟動從點火到并網需要8-10小時左右，啟動中所消耗的煤、燃油、廠用電較大。以某發電公司的900MW超臨界機組為例，一次啟動所消耗的燃油、燃煤及廠用電數量如表1所示。?

表1900MW超臨界機組冷態啟動各項消耗量?

中國專利ZL200710046959.9及ZL200710046960.1提供了“疏水擴容啟動直流鍋爐鄰汽加熱鍋爐的啟動方法”和“帶爐水循環泵直流鍋爐鄰汽加熱鍋爐的啟動方法”，在待啟動機組的高壓加熱器上連通一路有可接收它源加熱蒸汽的蒸汽管道，用來加熱鍋爐的給水，間接加熱鍋爐受熱面，在受熱面金屬溫度達到與所述它源蒸汽的飽和溫度的溫差小于規定值(所述規定值是規程中規定的)時，加大給水流量?至最低點火流量以上，啟動鍋爐的風煙系統，鍋爐點火，當一、二次風溫滿足投粉條件時啟動制粉系統，當汽水品質合格后，蒸汽溫度和壓力滿足沖轉條件，機組沖轉。?

常磊等人披露了汽輪機的高壓旁路系統在冷態啟動時的一種運行方式：鍋爐點火前，高壓旁路調節閥預置一個最小開度Y_min(20％左右)，保證鍋爐產生的蒸汽能夠流過過熱器和再熱器(超臨界直流鍋爐啟動系統和汽輪機旁路系統的研究，《電站系統工程》，2005年第21卷第1期)。實際上，若不采用鄰汽加熱方式，在鍋爐點火初期，由于水冷壁內的工質溫度較低，鍋爐各部件的熱應力較大；此時過熱器、再熱器依然會處于“干燒”狀態，為了減少鍋爐各部件的熱應力及降低“干燒”對鍋爐造成的損害，鍋爐升溫升壓速度依然只能很慢，所以采用該方法啟動時，機組啟動所用的時間依然很長，燃料、廠用電消耗量依然巨大。?

因此，本領域中現有的火電機組啟動方法還有待于在安全性、節能降耗、啟動速度等方面做進一步改善。?

實用新型內容