启动循环泵注水和干湿态转换.ppt

,*,上海锅炉厂有限公司 Shanghai Boiler Works Ltd.,二期2,1000MW,启动循环泵注水排空,干湿态转换,直流锅炉简述,直流锅炉与自然循环锅炉区别,自然循环锅炉蒸发受热面内的工质流动依靠下降管中的水和上升管,(,水冷壁,),中的汽水混合物之间的密度差产生的压力差进行循环流动。自然循环锅炉有汽包对汽水进行分离，汽包作为分界点将锅炉受热面分为加热蒸发受热面和过热受热面两部分。,直流锅炉是靠给水泵的压力，使锅炉中的工质，水、汽水混合物和蒸汽一次通过全部受热面。它只有互相连接的受热面，而没有汽包。,直流锅炉简述,直流锅炉与自然循环锅炉区别,自然循环锅炉在点火前锅炉上水至汽包低水位，此时水冷壁中的水处于静止状态，锅炉点火后，水冷壁吸收炉膛辐射热，水温升高，水循环开始建立。随着燃料量的增加，蒸发量增大，水循环加快，受热强的水冷壁管内工质流速增加。因此，启动过程水冷壁冷却充分，运行安全。,直流锅炉在启动前必须由锅炉给水泵建立一定的启动流量和启动压力，强迫工质流经受热面。只有这样才能在启动过程中使受热面得到冷却。但是，直流锅炉不像汽包锅炉那样有汽包作为汽水固定的分界点，水在锅炉管中加热、蒸发、过热后直接向汽轮机供汽，而在启停或低负荷运行过程中有可能提供的不是合格蒸汽，可能是汽水混合物，甚至是水。因此，直流锅炉必须配套一个特有的启动系统，以保证锅炉启停和低负荷运行期间水冷壁的安全和正常供汽。,锅炉启动系统简述,二期,21000MW,超超临界锅炉炉前沿宽度方向垂直布置,4,只汽水分离器，每个分离器筒身上方沿切向布置,6,根入口管和,2,根出口管接头，其进出口分别与水冷壁和炉顶过热器相连接。当机组启动，锅炉负荷低于,30%BMCR,时，蒸发受热面出口的介质流经分离器进行汽水分离，蒸汽通过分离器上部管接头进入炉顶过热器，而饱和水则通过每个分离器筒身下方,1,根连接管道进入下方的储水箱中，储水箱上设有水位控制。两个储水箱下方疏水管道汇成一路，最后引至一个三通，一路疏水至再循环系统，采用锅炉启动循环泵和给水泵串联方式布置，另一路接至大气扩容器疏水系统中。,内置式启动分离器系统在锅炉启停及正常运行过程中,汽水分离器均投入运行,所不同的是在锅炉启停及低负荷运行期间,汽水分离器呈湿态运行,起汽水分离作用,;,而在锅炉正常运行期间,汽水分离器只作为蒸汽通道使用。,锅炉启动系统简述,带再循环泵的启动系统（串联）特点,启动和低负荷运行时，不但能回收全部工质，还可,100%,回收疏水热量；,可有效缩短冷态和温态启动时间，相比于简单疏水扩容启动系统，当冷态启动时，点火至汽机冲转时间可缩短,70,80,分钟，温态启动可缩短,10,20,分钟；,可降低给水泵在启动和低负荷运行的功率；,适合于频繁启动、带循环负荷。,不仅可以带泵运行，而且即使泵不能使用，也照样可以不带泵启动；,进入循环泵的水来自下降管或锅炉给水管或同时从这两者中来；这样的布置使得在各个启动过程中，总是有水流过循环泵，泵的流量恒定，无须设置任何最小流量的泵循环回路及其必须的控制设备；,锅炉给水的欠焓可增加循环泵的净吸压头；当分离器由湿态转向干态时，疏水流量为零，但此时循环泵能从给水管道中得到足够的流量，可保证分离器平滑地从干态转向湿态，无须在此时进行循环泵的关停操作。,百万机组启动循环泵注水,二期百万机组启动循环系统介绍：,锅炉采用带循环泵启动系统，启动系统中设置一台启动循环泵，在锅炉启动和低负荷运行阶段为锅炉省煤器和水冷壁提供足够的流量，并在启动过程中回 收工质和热量。当锅炉负荷大于,30%BMCR,时，泵可停运处热备用状态。,启动循环泵包含两方面的内容，其一是循环泵设备本 身，其二是为循环泵配备的冷却系统，两者结合一起才构成一个完整体。没有冷却系统，循环泵无法使用。,百万机组启动循环泵注水,轴承,在电动机轴的上下端各装一只支承轴承，在轴的下端还设置一只推力轴承，而泵侧不装轴承。支承轴承和推力轴承都是采用水润滑，在转动侧为了耐磨烧上一层锻铬的硬质材料。泵在运行时的轴向推力所有转动部分的重量由用水润滑的双向推力轴承承受。由于轴承采用水润滑，泵启动前必须对电机内充水，排除电机内的空气，如果空气与轴承相接触，使轴承得不到水的冷却而烧毁。大部分轴向推力已由叶轮上的平衡孔进行平衡，残余的轴向推力用瓦式止推轴承来吸收，瓦式止推轴承向两侧发生作用，将转子固定在轴向的方向上。推力轴承由推力瓦块、推力盘、止推座组成。推力瓦块用对接销子固定在止推座上，而上下止推座分别用螺栓固定在下端轴承座和电机底盖上，推力瓦块是用表面硬化过的不锈钢制作并抛光，而推力盘用优质钢制成，并作为电动机内高压冷却水强制循环用（克服高压冷却水流动阻力）的辅助叶轮。,百万机组启动循环泵注水,热屏蔽装置,泵和电机部分之间有一个热屏蔽装置。其作用是使泵壳中的高温水与电机腔内的高压冷却水隔开，并阻止其高温水热量通过泵壳和轴传递到电动机内，使二者之间的热传导降低到最小程度。高压冷却水回路的出水孔位于热屏蔽装置上，上部径向轴承,(,滑动轴承,),固定在热屏蔽装置上。,百万机组启动循环泵注水,百万机组启动循环泵注水,循环泵电机的冷却系统由高压管路和低压管路两部分组成。,高压管路与循环泵电机腔体相连接，其流通的水按不同的工作阶段有不同 的作用和目的，分别称为充水（,Filling Water,）、清洗水（,Purge Water,）和高压 冷却水（,H.P.Cooling,Water,），而在低压管路中流通的则始终是低压冷却水（,L.P.Cooling,Water,）。,充水和清洗水,:,水源取自凝水泵出口的低压冷凝水母管。泵电机在安装或检修后，必须先 对高压管路进行冲洗，直至管路冲洗干净合格后才能与电机相连。接着对电机充 水，并进一步对电机进行冲洗，直到电机冲洗合格。在此期间，电机尚未启动，锅炉尚未升压，故此时的充水和清洗水不需高压，但进入电机的水有一定要求，故要控制水质。,百万机组启动循环泵注水,高压冷却水,:,冷却水从泵电机的底部进入，经电机下端的推力轴承带动辅助叶轮，以建 立循环的流动，继而流过电机的转子和定子绕组及轴承间隙，从电机上端的出水 口流出。温度升高了的电机冷却水（亦称高压一次水）再经外置的热交换器高压 侧将热量传给低压侧的低压冷却水（亦称低压二次水），然后被冷却过的高压一 次水再返回进入电机，如此周而复始，形成闭路循环流动。在正常运行情况下，高压一次水作闭路循环，不需要补充水，但当系统中偶有某处泄漏而使电机内循 环水量不足，导致电机温度升高时，则高压冷却水应紧急注入补充，以维持电机 的温度在限定值内。,高压冷却水来自给水泵出口高加前的给水管道，温度较高，不可直接进入 炉水泵电机，必须经过高压冲洗水冷却器（,12,），使温度降至,49,以下才可进 入电机。,百万机组启动循环泵注水,低压冷却水,低压冷却水不参与电机的直接冷却，而是用来冷却高压一次水的，故对其 水质的要求不如高压水严格，通常可采用电厂循环系统冷却水。要求经过软化处 理，无腐蚀性，,PH,值,7,9,，无沉淀物，以避免产生水垢，影响冷却效果。并要求低压冷却水的进口温度小于,38,。,低压冷却水有二路途径：一路接入（,2,）泵电机冷却器，以冷却电机的高压 一次水，另一路接入（,12,）冲洗冷却器，以冷却电机循环回路的补充水。,过滤器,在冷却系统的流程中设置了（,11,）过滤器。,该过滤器设在高压冷却系统的入口总管上，其目的是过滤高压给水管道可 能带来的锈蚀杂质。,另外还配有仪表：当电机腔出口温度超过,60,时，温度继电器触发报警，如超过,65,，则温度继电器触发循环泵解列。,百万机组启动循环泵注水,倒置式循环泵（电机置于泵的下端）的设计在布置结构上已大大减少了泵 内贮存空气的危害，然而仍必须留心及采取合理措施防止泵内滞留气穴。由于轴 承和电机绕组的间隙小，即使贮存很少量的空气也会破坏这些部件的润滑和冷却而致严重损坏。,泵的初始充水及排气,所有冷却水管路、充水和清洗水管路和泵冷却器的高压侧在与循环泵连接 之前，必须将内部的氧化皮、焊渣等杂质冲洗干净，要严格防止垃圾杂质进入泵 电机体内。为了消除任何可能产生的气穴，在对泵进行充水时须小心操作，以排除泵 内的空气。从电机底部向上充水，充水速度应缓慢，约每分种,2,升，遵照下列操 作：,确保低压冷却水系统的阀（,37,）（,44,）（,45,）（,49,）（,50,）开着。,确保启动系统中泵出口,V-849,（调阀）,V-850,阀（出口电动门）（含旁路阀）是关着。,打开启动系统中,V-837 V-838,（泵进口管道疏水）排气阀。,百万机组启动循环泵注水,关闭双联隔截阀（,3,）和打开阀（,35,）（,15,）（,18,）（,22,）（,23,）（,13,），接通充水管路，通过阀（,13,）使充水管路排污以保证充水管路没有杂质。调整阀（,23,）的开度，测量阀（,13,）的排放量，使其稍大于规定的充水流量。在调整阀（,23,）完毕后，关闭阀（,13,）并上锁。注意：对泵充水用的水必须是除氧的凝结水，充水温度应高于,4,，低于,49,，每次在打开阀（,3,）进行充水或清洗泵电机之前应执行上述程序。,联系检修打开启动循环泵电机高压冷却器最高处排气螺丝，通过阀（,3,）缓慢地对泵充入凝结水。当排气孔连续有水排出时进行取样化验，当水质与注水水质相同时，注水结束，联系检修封堵好排气孔,关闭（,22,）（,3,），使泵与充水及清洗水系统隔绝。,当泵和锅炉已充水完毕，按“泵启动的准备”内容进行检查，并使电机点 转,5,秒种，然后停,15,分钟后再点转,5,秒钟，如此重复三次，使聚积在泵 体及高压冷却水系统中的空气逸出，使之在锅炉中扩散消失。注水流量：,2L/min,水温,449,PH,值,7,9,，电导率,10S/cm,百万机组启动循环泵注水,启动循环泵电机注水注意事项：,1,注水前必须对注水管路进行清洗，化验注水,PH,值,7,9,，电导率,10S/cm,；,2,注水时应排尽电机腔室内部空气；,3,电机腔室排水电导率小于,10S/cm,时方可结束注水；,4,电机注水前严禁向锅炉上水，以防泵体内的杂质进入电机，禁止通过泵壳向电机内注水；,5,高、低压冲洗水不可以同时使用；,6,出现以下几种情况时，必须进行高压注水：,1,）锅炉启动循环泵电机冷却系统发生泄露；,2,）锅炉启动循环泵电机冷却系统密封损坏。,水压试验,锅炉本体的初始水压试验应在电机体未装上前进行，此时参加水压试验的,泵壳体由专用的水压堵板封闭。在锅炉水压试验完成后将锅炉水压用水放掉。,百万机组启动循环泵注水,泵的停用,（,a,）锅炉负荷大于,30%BMCR,以上时泵停运作热备用,停掉电机,打开,V-835 V-850,阀上的旁路阀，关闭泵进出口阀,V-835 V-850,。,低压冷却水阀（,37,）（,44,）（,45,）（,49,）（,55,）（,41,）均开着，保持对 电机热交换器的低压冷却水的供给。,（,b,）当锅炉停炉时，循环泵也可停止，但循环泵的低压冷却水必须继续直到泵 壳温度降至低于,60,才停止。如果停泵需保持相当一段时间，而泵内又注满水，则应按常规加以检查，注意防寒防冻。,泵的疏水,若为了检修而需将泵疏水，则必须先关闭泵进出口阀,V-835(,入口电动门）,V-849,（调门）,V-850,（出口电动门）及,V-835 V-850,阀的旁路阀，才可对泵和电机相继疏水。,（,a,）在泵疏水之前电机腔的温度应已低于,49,。,（,b,）通过阀,V-837 V-838,（入口疏水电动）及,V-847 V-848,（出口疏水电动）对泵前后管路进行疏水。只有当已疏 完水之后，才能打开阀（,3,）（,13,）使电机腔体进行疏水，绝不可通过电 机腔去疏泵壳内热的炉水。,干湿态转换,锅炉启停及低负荷运行期间,汽水分离器呈湿态运行,起汽水分离作用,;,而在锅炉正常运行期间,汽水分离器只作为蒸汽通道使用。,干、湿态转换是直流锅炉启停过程中的一个关键控制点，只有保证锅炉顺利通过干、湿态转换，才能继续后续的工作。干、湿态转换是一个工质循环流动和一次强制流动相互转换的阶段，转换过程中主蒸汽压力、主蒸汽温度、过热度、储水罐水位及燃料量等参数均会变化。如果干、湿态转换控制较好，则以上参数均会平稳变化，进而顺利完成干、湿态转换；否则，会造成诸如储水罐水位剧烈波动等不稳定工况，严重时会造成干、湿态的交替转换，延误开停机时问，并且有可能造成过热器进水，威胁机组安全。,干湿态转换,锅炉从湿态转到干态的切换,锅炉从湿态转到干态的转换切换过程，在维持省煤器流量最小的同时，对于燃烧率的控制也是很重要的，在湿态运行期间，省煤器和水冷壁的流量保持恒定，此时燃烧率要逐渐增长，以满足产汽量的要求。当负荷增长时，为了维持分离器中的压力，燃烧率也要相应的增长，在整个湿态运行过程中，分离器的压力要一直监视，而燃烧率的增长通过分离器出口的蒸汽温度来体现。,最低直流负荷锅炉是进入干态运行的起始点，在此负荷以下，当燃烧率增长的时候，省煤器和水冷壁中的流量却是固定不变的，在逼近最低直流负荷时，分离器出口入口蒸汽干度为,1,，此时锅炉给水流量等于省煤器入口流量，但仍保持在最小常数值。,切换阶段：燃烧率继续增加，分离器中的蒸汽温度慢慢的过热（此时分离器出口压力不变）。分离器实际温度仍低于设定值，所以此时增加的燃烧率不是用来产生新的蒸汽，而是用来提高直流锅炉运行所需的蒸汽储热，在切分期间，以分离器出口蒸汽温度作为导前控制点，为避免温度控制失效，分离器出口的蒸汽保持一定的过热度是很重要的。,分离器出口的蒸汽温度达到设定值，进一步增加燃烧率，使温度超过设定值，给水流量的也相应增加，锅炉开始有定压运行转入滑压运行，温度控制也投入运行，由燃,/,水比控制分离器出口的蒸汽温度，当分离器出口蒸汽温度大于,10,且稳定时，锅炉正式转入干态运行。,干湿态转换,锅炉从湿态到干态的切换过程,干湿态转换,锅炉从干态转到湿态的切换,锅炉负荷指令同时减少燃烧率和给水流量，锅炉处于滑压运行，中间点温度控制系统投入运行，但锅炉流量降至设定值以下，给水流量到最低直流负荷流量，干态信号消失。,切换阶段：给水流量保持不变，燃烧率继续减少，在分离器中的蒸汽温度过热度降低，开始有水离出。再继续减少燃烧率，蒸汽过热度完全消失，中间点温度控制切除，给水流量不变，分离器入口蒸汽湿度增加，储水箱水位开始上升，当储水箱水位上升到一定高度，循环泵启动条件满足后，手动或顺控启动循环泵，省煤器流量有循环泵控制，储水箱水位控制有锅炉给水流量控制。,随着负荷的降低，蒸汽量的减少，母管给水量减少，从理论上讲，当产汽量为零时，给水母管给水为零，但实际上，给水母管仍保持,5%BMCR,的流量不变，直到停炉。当循环泵故障解列，储水箱水位上升，水位上升到一定高度，储水箱高水位调节阀会自动调节储水箱水位在规定值以内。,干湿态转换,锅炉从干态到湿态的切换过程,湿态转干态方法,锅炉进行转干态操作以前，锅炉给水控制由旁路切到主路供、保持三台磨煤机运行，给水切汽泵控制。,机组负荷,250MW,前，压力控制在,910MPa,。,调整启动循环泵出口调门开度，保持省煤器入口流量稳定在,1000t/h,左右。,逐步增加锅炉燃料量，由分离器进入储水箱疏水逐渐减少，调整给水泵出力逐渐增加，初始控制分离器储水箱水位在,4,米左右。,监视分离器出口蒸汽温度及过热度，当省煤器进口流量与主蒸汽流量相等时，没有疏水进入储水箱，启动循环泵流量完全由给水泵提供，保持启动循环泵出口调节阀开度不变，由给水泵控制省煤器进口流量为,1000t/h,左右。,继续增加锅炉燃料量，当分离器出口温度出现稳定的过热度（,4,）后,，可以判断锅炉已经转为干态运行。,锅炉转为干态运行后，按比例逐步增加燃料和给水（通过增加给水泵出力控制省煤器进口流量），控制分离器出口过热器在,10,左右（可根据主蒸汽温度和减温水量确定适当提高或降低），加强各受热面壁温监视，防止分离器出口温度增长过快及水冷壁超温，同时避免在干湿态间来回切换。,锅炉转入干态后，尽快升负荷至,400MW,，避开干湿态不稳定区域。,干湿态转换,锅炉干态后启动循环泵的停运：,锅炉转为干态运行后，锅炉启动循环泵与给水泵串联运行。,继续保持启动循环泵运行，按比例增加水、煤、风，锅炉负荷上升，省煤器进口给水流量增加，启动循环泵通流量增加，循环泵出口的调节阀前后压差增加，当循环泵通路的阻力超过给水母管止回阀压差，主给水止回阀通路打开，二路并行工作。,随着锅炉负荷进一步上升，启动循环泵出口的调节阀前后压差进一步增加，当机组负荷到,400MW,时，可缓慢逐步关小启动循环泵出口调节阀开度，调整汽泵转速，维持省煤器进口流量基本不变，监视分离器出口过热度在正常范围。,当启动循环泵出口调门开度到,20%,左右（根据当时启动循环水泵电流、差压确定具体值）时，停运启动循环泵。,谢谢大家,