余热锅炉1锅炉的热力过程n一.锅炉的传热n导热n对流换热n辐射换热2传热方程式传热方程式nQK tA J/s或或W nQ一传热量；nK一传热系数，W/(m2)；nt一平均温差，；nA一管子的传热面积，m2。3锅炉的热力过程n二.锅炉热量转换的过程n在发电锅炉的热量传递过程中，前面所述的导热、对流、辐射三种传热方式同时存在，只是在锅炉不同的部位，以一种传递方式为主。n例如：锅炉炉膛水冷壁的传热是以辐射为主，尾部省煤器、空气预热器是以对流传热为主，而炉膛出口的过热器受热面，有以辐射传热为主的辐射过热器，也有以对流传热为主的对流过热器。4什么是余热锅炉？nHRSG是余热锅炉的缩写。n余热锅炉是锅炉的一种，它主要是利用燃气轮机、工业生产或炉窑排气的余热产生蒸汽的设备。产生蒸汽产生蒸汽余热锅炉余热锅炉燃气轮机燃气轮机燃气轮机排气燃气轮机排气燃料燃料空气空气给水给水5n在工业生产后或炉窑排出的热烟气，仍具有比较高的温度，一般在540左右，利用这部分气体的热能，可以提高整个装置的热效率。n通常是利用此热量加热水，使水变成蒸汽。蒸汽可以用来推动蒸汽轮机带动发电机进行发电，也可用于生产过程的加热或供生活取暖用。n利用工业生产后或炉窑排气的热量来产汽的设备，称为“热回收蒸汽发生器”，表明回收了排气的热量。n我国习惯上称为“余热锅炉，并把工业生产后或炉窑的排气简称为“烟气”。6n“余热锅炉”通常是没有燃烧器的，如果需要高压高温的蒸汽，可以在“余热锅炉”内装一个附加燃烧器。通过燃料的燃烧使整个烟气温度升高，能够产生高参数的蒸汽。n例如某余热锅炉不装燃烧器时，入口烟气温度为500，装设附加燃烧器后，可使入口烟气温度达到756。蒸汽的压力可以从4MPa升到10MPa，蒸汽的温度可以从450升到510，蒸汽可以供高温高压汽轮机用，从而增加了电功率输出。7余热锅炉应用余热锅炉应用领域:n热电联产为工厂提供工艺用汽；n联合循环电厂为蒸汽轮机提供蒸汽。8余热锅炉与常规锅炉的区别：n余热锅炉主要是利用燃气轮机排气、工业生产或炉窑排气作为热源，因此不需要燃烧系统(除非有补燃要求)。n余热锅炉不用鼓风机。n余热锅炉可在多压状态下产生蒸汽提高了热回收效率。n对流热交换而不是辐射热交换。n余热锅炉不采用膜式水冷壁结构。n余热锅炉采用翅片管提高传热效率。9余热锅炉与常规锅炉的区别余热锅炉常规电站锅炉10典型的余热锅炉断面图典型的余热锅炉断面图11余热锅炉组成及工作过程余热锅炉组成及工作过程n通常余热锅炉由省煤器、蒸发器、过热器以及联箱和汽包等换热管组和容器等组成，在有再热器的蒸汽循环中，可以加设再热器。n在省煤器中锅炉的给水完成预热的任务，使给水温度升高到接近饱和温度的水平；在蒸发器中给水相变成为饱和蒸汽；在过热器中饱和蒸汽被加热升温成为过热蒸汽；在再热器中再热蒸汽被加热升温到所设定的再热温度。12余热锅炉布置图13烟气系统烟气系统n从燃气轮机（工业生产后或炉窑）出来的高温烟气有两路出口，一路进入余热锅炉，从主烟囱排入大气，另一路进入旁路烟囱排入大气。每路烟道上都装有挡板，共有三个挡板，主烟道上的挡板称“主挡板”，旁路烟道上的档板称“旁路档板”，主烟囱处的档板称“烟囱挡板”，各挡板是配合使用的。n当余热锅炉不工作时，要开启旁路挡板，关闭主挡板。燃气轮机（热源）与余热锅炉同时工作，要关闭旁路挡板，开启主挡板。另一方面为调节余热锅炉的产汽量，主挡板和旁路挡板可以部份开启或部份关闭。n余热锅炉工作时，应该开启烟囱挡板。当余热锅炉短时间停炉，可以关闭烟囱挡板，以防止余热锅炉内的热量损失。因为余热锅炉内温度比较高，周围冷空气可能进入余热锅炉，形成自然对流将热量带走，关闭烟囱挡板就能防止外界气流进入余热锅炉，以保存热量，准备随时起动余热锅炉。如果余热锅炉要停炉检修，希望冷却速度快些，也可以开启烟囱挡板。14过热器n过热器的作用是将蒸汽从饱和温度加热到一定的过热温度。n它位于温度最高的烟气区，而管内工质为蒸汽，受热面的冷却条件较差，从而成为在余热锅炉各部件中金属管壁温度最高的设备。15省煤器n省煤器的作用是利用尾部低温烟气的热量来加热余热锅炉给水，从而降低排气温度，提高余热锅炉以及联合循环的效率，节约燃料消耗量。n常规锅炉的省煤器分为沸腾式和非沸腾式两种，前者允许产生蒸汽而后者不允许产生蒸汽。n通常不希望联合循环中的余热锅炉在省煤器中产生蒸汽，因为蒸汽可能导致水击或局部过热，在机组刚起动以及低负荷时，省煤器管内工质流动速度很低，此时较容易产生蒸汽。n采用省煤器再循环壁可以增加省煤器中水的质量流量，从而解决这个问题。另外可以布置烟气旁路系统，在部分负荷时将部分省煤器退出运行，这样也可以增加省煤器的工质流速。16蒸发器n在蒸发器内，水吸热产生蒸汽。n通常情况下只有部分水变成蒸汽，所以管内流动的是汽水混合物。n汽水混合物在蒸发器中向上流动，进入对应压力下的汽包。17汽包n自然循环和强制循环的余热锅炉中，汽包是必不可缺少的重要部件。n汽包除了汇集省煤器给水和汇集从省煤器来的汽、水混合物外，还要提供合格的饱和蒸汽进入过热器或供给用户。n汽包内装有汽水分离设备，对来自蒸发器的汽水混合物进行分离。n是很大的储水容器，从而具有较大的水容量和较多热惯性，对负荷变化不敏感。n汽包通常不受热，因为在接近饱和温度下运行时抗拉和屈服强度是关键的。n是加热、蒸发、过热三个过程的分界点18减温器n减温器通常位于过热器或再热器出口管组的进口处，比如一、二级过热器之间。n减温水一般来自锅炉给水泵，为了能够正常的工作，它的压力要比蒸汽压力。n减温水通过喷口雾化后喷入湍流强烈的蒸汽中，蒸汽的速度和雾化的水滴尺寸是确定减温效果的两个最重要因素。n一个好的过热器或再热器设计，在额定负荷稳定运行时需要很少的喷水量。19余热锅炉主要特性参数余热锅炉主要特性参数最大连续蒸发量额定蒸汽出口压力额定蒸汽出口温度276.7 t/h10.22 MPa（g）540 1.高压部分高压部分最大连续蒸发量额定蒸汽出口压力额定蒸汽出口温度冷再热蒸汽流量冷再热蒸汽压力冷再热蒸汽温度307.4 t/h3.34 MPa（g）568.0 265.2 t/h3.52 MPa（g）395.9 2.再热部分再热部分NG-901FA-R型余热锅炉设计参数如下所示：20最大连续蒸发量额定蒸汽出口压力额定蒸汽出口温度48.9 t/h0.37 MPa（g）248 最大连续蒸发量额定蒸汽出口压力额定蒸汽出口温度41.7 t/h3.48 MPa（g）276.2 凝结水温度低压省煤器1入口温度低压省煤器1再循环量39.9 60 254.3 t/h3.低低压压部部分分4.中中压压部部分分5.其其他他部部分分参参数数21余热锅炉主要特性参数余热锅炉主要特性参数n1. 热端温差热端温差 热端温差是指换热过程中过热器入口烟气与过热器出口过热蒸汽之间的温差。 降低热端温差，可以得到较高的过热度，从而提高过热蒸汽品质。但降低热端温差，同时也会使过热器的对数平均温差降低，也就是增大了过热器的传热面积，加大了金属耗量。 大量计算表明，当热端温差选择在3060范围内，是比较合适的。22余热锅炉主要特性参数余热锅炉主要特性参数n2节点温差节点温差 节点温差也叫窄点温差，是换热过程中蒸发器出口烟气与被加热的饱和水汽之间的最小温差。 当节点温差减小时，余热锅炉的排气温度会下降，烟气余热回收量会增大，蒸汽产量和汽轮机输出功都随之增加，即对应着高的余热锅炉热效率，但平均传热温差也随之减小，这必将增大余热锅炉的换热面积。显然，是不允许等于零的，否则，余热锅炉的换热面积将为无穷大，这是不现实的。 此外，随着余热锅炉换热面积的增大，燃气侧的流阻损失也将增大，有可能使燃气轮机的功率有所减小，导致联合循环的热效率有下降的趋势。23余热锅炉主要特性参数余热锅炉主要特性参数n3接近点温差接近点温差 接近点温差是指余热锅炉省煤器出口压力下饱和水温度和出口水温之间的温差。 热烟气温度降低，接近点温差随之减少。如果接近点温差设计过小或未加考虑，则在部分负荷工况下，省煤器内就会发生部分水的气化，将导致省煤器管壁过热而故障。它的选择也关系到省煤器、蒸发器的换热面积24余热锅炉的分类余热锅炉的分类n按余热锅炉烟气侧热源分类按余热锅炉烟气侧热源分类 1 1无补燃的余热锅炉无补燃的余热锅炉 这种余热锅炉单纯回收燃气轮机排气的热量，产生一定压力和温度的蒸汽。 2 2有补燃的余热锅炉有补燃的余热锅炉 由于燃气轮机排气中含有1418的氧，可在余热锅炉的恰当位置安装补燃燃烧器，充天然气和燃油等燃料进行燃烧，提高烟气温度，还可保持蒸汽参数和负荷稳定，以相应提高蒸汽参数和产量，改善联合循环的变工况特性。n一般来说，采用无补燃的余热锅炉的联合循环效率相对较高。目前，大型联合循环大多采用无补燃的余热锅炉。 25余热锅炉的分类余热锅炉的分类n按余热锅炉产生的蒸汽的压力等级分类按余热锅炉产生的蒸汽的压力等级分类n目前余热锅炉采用有单压、双压、双压再热、三压、三压再热等五大类的汽水系统。 1 1单压级余热锅炉单压级余热锅炉 余热锅炉只生产一种压力的蒸汽供给汽轮机。 2 2双压或多压级余热锅炉双压或多压级余热锅炉 余热锅炉能生产两种不同压力或多种不同压力的蒸汽供给汽轮机。 26余热锅炉的分类余热锅炉的分类n按受热面布置方式分类按受热面布置方式分类 1卧式布置余热锅炉卧式布置余热锅炉 2立式布置余热锅炉立式布置余热锅炉27卧式布置余热锅炉卧式布置余热锅炉2829立式布置余热锅炉立式布置余热锅炉3031余热锅炉的分类余热锅炉的分类n按工质在蒸发受热面中的流动特点按工质在蒸发受热面中的流动特点( (工作原理工作原理) )分类分类 1 1自然循环余热锅炉自然循环余热锅炉 烟气是水平方向地流过垂直方向安装的管簇的。管簇中的水汽混合物与下降管中冷水的密度差，是维持蒸发器中汽水混合物自然循环的动力。2强制循环余热锅炉强制循环余热锅炉 烟气通常总是垂直地流过水平方向布置的管簇的。通过循环泵来保证蒸发器内循环流量的恒定。 3 3直流余热锅炉直流余热锅炉 直流余热锅炉靠给水泵的压头将给水一次通过各受热面变成过热蒸汽。在蒸发受热面中，工质的流动是由给水泵压头来实现。32卧式与立式燃机余热锅炉对比项项目目水循水循环环启启动动时时间间占占地地面面积积结结构构操作操作运行运行 厂厂用用电电 燃料燃料适应适应性性初初投投资资 立立式式强制强制 短短小小较较复复杂杂较复较复杂杂较较多多强强较较高高 卧卧式式自然自然较较长长较较大大简简单单简单简单少少较弱较弱低低33卧式与立式燃机余热锅炉对比自然循环自然循环强制循环强制循环传热面积传热面积相同相同相同相同可用率可用率99.9599.9597.597.5燃机运行范围燃机运行范围的实用性的实用性广广窄窄水循环平衡性水循环平衡性有有有限有限循环泵的设置循环泵的设置无无有有外部耗功外部耗功无无循环泵功耗循环泵功耗占地面积占地面积较多较多较少较少钢结构和管道钢结构和管道轻而多轻而多重而少重而少基础及撑脚基础及撑脚轻而多轻而多重而少重而少安装所需要设安装所需要设备备轻轻重重运行维护运行维护较简单较简单较难较难34余热锅炉的结构余热锅炉的结构n通常，大型余热锅炉采用模块结构，这种经过工厂试验的各模块，便于装运，可缩短安装工期，降低建造费用。nNG-901FA-R型余热锅炉为三压、再热、卧式、无补燃、自然循环燃机余热锅炉，主要由进口烟道、锅炉本体（本体受热面和钢架护板）、出口烟道、主烟囱、高中低压锅筒、管道、平台扶梯等部件以及给水泵、排污扩容器等辅机组成。锅炉本体受热面采用N/E标准设计模块结构，由垂直布置的顺列螺旋鳍片管和进出口集箱组成，以获得最佳的传热效果和最低的烟气压降。35n热烟气通过进口烟道进入锅炉本体，依次水平横向冲刷各受热面模块，再经出口烟道由主烟囱排出。沿锅炉宽度方向各受热面模块均分成三个单元，各受热面模块内的热面组成见下表锅炉从入口法兰至尾部总长为50.6m，宽度约为18m（包括平台宽度），高压锅筒中心标高为28.1m，中压锅筒中心标高为27.71m，低压锅筒中心标高为28.275m，烟囱顶部标高为80m。36蒸发设备蒸发设备n锅炉受热面中用以吸收炉内高温火焰或烟气的热量来加热水产生饱和蒸汽的受热面称为蒸发受热面。蒸发受热面及与它直接相配合工作的设备称为蒸发设备，蒸发设备组成了锅炉的蒸发系统。37蒸发设备的作用及组成蒸发设备的作用及组成n蒸发设备是锅炉的重要组成部分，其作用就是吸收燃料燃烧放出的热量，使水受热汽化变成饱和蒸汽。n自然循环锅炉的蒸发设备是由汽包、下降管、水冷壁、联箱及一些连接管道所组成。n汽包下降管下联箱水冷壁上联箱再回到汽包，就形成了一个闭合的流动回路，称为锅炉蒸发设备的水循环回路。 38汽包汽包n汽包是锅炉蒸发设备中的主要部件，是一个汇集锅水和饱和蒸汽的圆筒形容器。n1汽包的作用汽包的作用n汽包与下降管、联箱、水冷壁管等共同组成锅炉的汽包与下降管、联箱、水冷壁管等共同组成锅炉的水循环回路：它接受省煤器来的给水，并向过热器水循环回路：它接受省煤器来的给水，并向过热器输送饱和蒸汽。所以，汽包是生产过热蒸汽的过程输送饱和蒸汽。所以，汽包是生产过热蒸汽的过程中加热、蒸发、过热这三个阶段的连接枢纽或大致中加热、蒸发、过热这三个阶段的连接枢纽或大致分界点。分界点。n汽包中储存有一定的汽量、水量，因而汽包具有一汽包中储存有一定的汽量、水量，因而汽包具有一定的储热能力。在运行工况变化时，可以减缓汽压定的储热能力。在运行工况变化时，可以减缓汽压变化的速度，对锅炉运行调节有利。变化的速度，对锅炉运行调节有利。n汽包中装有各种装置，能进行汽水分离，清洗蒸汽汽包中装有各种装置，能进行汽水分离，清洗蒸汽中的溶盐，排污，以及进行锅内水处理等，从而可中的溶盐，排污，以及进行锅内水处理等，从而可以改善蒸汽品质。以改善蒸汽品质。392汽包的结构汽包的结构n汽包本体是一个圆筒形的钢质受压容器，由筒身(圆筒部分)和两端的封头组成。筒身由钢板卷制焊接而成，凸形封头用钢板冲压而成，然后两者焊接成一体。封头上开有人孔，以便进行安装和检修，同时起通风作用。人孔盖一般由汽包里面向外关紧，封头为了保证其强度，常制成椭球形的结构，或制成半球形的结构。n汽包外面有许多管座，用以连接各种管道，如给水管、下降管、汽水混合物引入管、蒸汽引出管、连续排污管、事故放水管、加药管、连接仪表和自动装置的管道等。(称为管座)，安装时只需将管子对焊在管座上即可。n汽包内部装有各种提高蒸汽品质的装置，如汽水分离装置、蒸汽清洗装置、连续排污装置、加药装置、分段蒸发装置，还有给水分配装置、事故放水管等。n由于现代锅炉普遍采用悬吊式构架，故汽包的支吊方式都是悬吊式，即用吊箍将其悬吊在炉顶钢梁上，以保证运行中汽包能自由膨胀。在中小型锅炉上一般是用滚柱支座将汽包支承在钢架上。40超超高高压压400t/h锅锅炉炉的的汽汽包包结结构构1汽汽包包筒筒身身； 2汽汽包包封封头头；入入孔孔口口41下降管下降管n下降管的作用是将汽包中的水或将直接引入下下降管的作用是将汽包中的水或将直接引入下降管的给水连续不断地送至下联箱并供给水冷降管的给水连续不断地送至下联箱并供给水冷壁，以维持正常的水循环。壁，以维持正常的水循环。n下降管的一端与汽包连接，另一端直接或通过下降管的一端与汽包连接，另一端直接或通过分配支管与下联箱连接。为了保证水循环的可分配支管与下联箱连接。为了保证水循环的可靠性，下降管自汽包引出后都布置在炉外，不靠性，下降管自汽包引出后都布置在炉外，不受热，并加以保温以减少散热损失。受热，并加以保温以减少散热损失。n为了减小阻力，加强水循环，节约钢材，简化为了减小阻力，加强水循环，节约钢材，简化布置，现在生产的高压以上大容量锅炉都采用布置，现在生产的高压以上大容量锅炉都采用大直径集中下降管根数较少大直径集中下降管根数较少(一般为一般为46根根)的的大直径下降管，其下部是通过分配支管与水冷大直径下降管，其下部是通过分配支管与水冷壁各下联箱连接，以达到配水均匀之目的。壁各下联箱连接，以达到配水均匀之目的。42联箱联箱n除蒸发设备外，过热器、再热器、省煤器等设备上也有联箱。n现代锅炉都采用圆形联箱，实际上是直径较大、两端封闭的圆管，可用来连接两部分相同或不同管数和管径的管子，起汇集、混合和分配工质的作用。n联箱一般布置在炉外不受热，其材料常用20号碳钢。其长度由所需连接的管数决定。联箱与管子的连接现在都采用焊接。n水冷壁下联箱，通常都装有定期排污装置和膨胀指示器，有的还装有锅炉启动时加强水循环用的蒸汽加热装置即循环推动器。43水冷壁水冷壁n水冷壁是由许多根并列的上升管组成的。它一般垂直的布置在炉膛内壁四周或部分布置在炉膛中间。n水冷壁是现代锅炉的蒸发受热面。采用水冷壁作为蒸发受热面可以节省金属，水冷壁可以保护炉墙、可以简化炉墙结构。44余热锅炉蒸发器的选择余热锅炉蒸发器的选择n蒸发器作为受热面组件之一，使蒸发器中给水相变成为饱和蒸汽。n自然循环余热锅炉的蒸发器传热管束通常是23排一组并联焊接在上下的混合联箱上，上联箱由汽水导出管与汽包连接，汽水混合物在汽包中进行汽水分离，水经下降管返回下联箱，蒸汽进入过热器过热。n强制循环的蒸发器依靠循环水泵建立汽水的循环流动，通常采用较小直径的管子，因而结构紧凑，同时也减少了锅炉的水容积和运行热惯性，有利与实现快速启动和符合迅速变动的要求。45水循环水循环n锅炉水循环分两种：一种是自然循环；另一种是强制循环。在余热锅炉中较广泛采用自然循环。n锅水受热后产生的汽水混合物密度变小，沿上升管进入汽包。新进入汽包的水温度低、密度大，便顺下降管进入下集箱来补充受热后上升水的位置。这样水在炉管内不断地流动、不断地吸收受热面金属壁的热量同时冷却金属壁，使金属壁不会超温，保证水的正常循环。46蒸汽净化蒸汽净化n锅炉生产出的蒸汽的质量，除了要求蒸汽参数；压力、温度符合规定外，还要求蒸汽品质合格。n蒸汽品质即蒸汽的洁净程度是指蒸汽中杂质含量的多少。n蒸汽中所含的杂质为各种盐类、碱类及氧化物等，其中绝大部分是盐类，故通常多以蒸汽的含盐量表示蒸汽含杂质的多少。47锅炉用水指标锅炉用水指标 1.悬浮物含量悬浮物含量悬浮物的成分主要是不溶解的矿物质和有机物2含氧量含氧量水中溶解氧对热力设备有氧化腐蚀作用，必须把它除掉3含盐量含盐量含盐量是指水中含有各种盐类的总量 4. 硬度硬度水中结垢性物质的总含量。结垢性物质主要包括钙盐和镁盐两大类 5氢氢离离子子浓浓度度水的酸性和碱性常用氢离子浓度来表示而氢离子浓度又常用PH值来间接表示48蒸汽的污染蒸汽的污染n当蒸汽中含有杂质时称为蒸汽被污染。n造成蒸汽被污染有两方面的原因： 1.由于蒸汽携带有含盐浓度大的锅水水滴，这种因携带锅水水滴而导致蒸汽带盐的现象称为蒸汽的机械携带；在锅水含盐浓度一定的情况下，蒸汽的机械携带就决定于蒸汽的带水量。 2.由于某些盐分能直接被高压蒸汽所溶解，这种蒸汽带盐的现象称为蒸汽溶盐或蒸汽的溶解性携带，由于高压蒸汽对盐分的溶解具有选择性，故蒸汽溶盐又称为蒸汽的选择性携带。49提高蒸汽品质的途径提高蒸汽品质的途径n对给水进行严格的炉外水处理n进行汽水分离，即在汽包内装设汽水分离设备，以减少蒸汽对水分的机械携带n装设蒸汽清洗装置对蒸汽进行清洗，以减少蒸汽对盐分的选择性携带n进行锅炉排污和实行分段蒸发，以降低锅水的含盐量50汽水分离的基本原理汽水分离的基本原理 (1)重力分离 利用汽与水的密度不同，在重力作用下使水与汽分离。 (2)离心分离 利用汽水混合物作旋转运动时产生的离心力作用进行分离。 (3)惯性分离 利用汽水混合物改变流向时产生的惯性力作用进行分离。 (4)水膜分离 当蒸汽带着水滴沿金属壁面流动时，水滴因附着力作用粘附在金属壁面上，形成水膜下流而与蒸汽分离。51蒸汽清洗蒸汽清洗n蒸汽清洗的目的和原理蒸汽清洗的目的和原理 汽水分离设备只能降低蒸汽机械携带的盐量，而无法减少蒸汽溶解携带的盐量。进行蒸汽清洗正是为了减少直接溶解于蒸汽中的盐分，从而进一步提高蒸汽品质。 蒸汽清洗就是用清洗水(一般就是给水)去清洗蒸汽。也就是使蒸汽与清洁的给水相接触，用给水去清除溶解在蒸汽中的盐分，减少蒸汽的选择性携带。52锅炉排污锅炉排污n锅炉在运行中排出一部分含盐浓度大的和含水渣浓度大的锅水，叫做锅炉排污。n锅炉排污分为定期排污和连续排污两种。53锅内水处理锅内水处理n为了防止水垢的形成，现在广泛采用对锅水进行锅内补充处理的措施。n方法是在锅水中加入一些专用的药剂，这些药剂的阴离子，与给水中的钙离子和镁离子发生作用，生成难溶且不易粘附在受热面上的泥浆状的沉淀物，很容易随排污水排出。n常用的药剂是磷酸三钠。它能使锅水中的钙离子和镁离子与磷酸根化合，生成难溶的磷酸钙和磷酸镁沉淀物。54典型余热锅炉简介典型余热锅炉简介n我国香港BlackPoint电站中的不补燃余热锅炉型燃气蒸汽联合循环。n现场设计条件：现场设计条件：n大气温度：235 冷却水温度：1633，设计值为28n主燃料：天然气n替换燃料：蒸馏油n全厂性能：全厂性能： n联合循环台数 8台(109FA型)n每台联合循环的净功率 312MW n净热耗率(LHV) 6811kJ(kWh) n供电效率 52955燃气轮机：燃气轮机：制造厂家 欧洲四台，GE四台型号 PG9311FA 燃气初温 1288 压缩比 15排气温度 613.1 排气流量 575.5kSs 蒸汽轮机：蒸汽轮机： 制造厂家 GECAlsthom 型式 单流高压单流低压 高压蒸汽进口压力 10.3MPa高压蒸汽温度 534 低压蒸汽进口压力 0.48MPa低压蒸汽温度 286 压缩比 1556n余热锅炉余热锅炉( (HRSG)HRSG)： 制造厂家BabcockEnergyLtd 型式 双压、强制循环n发电机：发电机： 制造厂家 GE公司 型式 氢冷 额定功率391.255MW 电压 23kV 57不补燃余热锅炉型燃气蒸汽联合循环的系统图58余热锅炉的控制系统余热锅炉的控制系统n锅炉机组的运行参数主要是过热蒸汽压力、过热蒸汽温度、再热蒸汽温度、汽包水位和锅炉蒸发量等。n对锅炉运行总的要求是既要安全又要经济。运行中对汽包锅炉进行监视和调节的主要任务是： 1.使锅炉的蒸发量随时适应外界负荷的需要； 2.均衡给水并维持汽包正常水位； 3.汽压、汽温稳定在规定的范围内； 4.保证合格的蒸汽品质； 5.尽量减少热损失，提高锅炉效率。 余热锅炉自动控制系统主要包括汽包、除氧器的水位和压力调节，主蒸汽温度、压力调节，省煤器出口温度调节等。59余热锅炉的汽压控制与调节余热锅炉的汽压控制与调节n一、汽压波动的影响一、汽压波动的影响n主蒸汽压力是蒸汽质量的重要指标之一，汽压波动过大会直接影响到锅炉和汽轮机的安全与经济运行。n汽压降低使蒸汽做功能力下降，减少其在汽轮机中膨胀做功的焓降。 n汽压过高，机械应力大，将危及锅炉、汽轮机和蒸汽管道的安全。 n汽压变化对汽包水位和蒸汽温度等主要运行参数也有影响。当汽压降低时，由于相应的饱和温度下降，会使部分锅水蒸发，引起锅水体积“膨胀”，故汽包水位要上升。反之，锅水体积要“收缩”，汽包水位下降。60余热锅炉的汽压控制与调节余热锅炉的汽压控制与调节n汽压变化对汽温的影响一般是汽压升高时过热蒸汽温度也要升高。n汽压的变化速率对锅炉也有影响，其影响主要有以下三点：n1.汽压的突然变化，例如负荷突然增加使汽压下降，汽包水位升高时，汽包的蒸汽空间高度和容积会突然减小，蒸汽携带能力增加(蒸汽速度提高)，将可能造成蒸汽大量携带锅水，使蒸汽品质恶化和过热汽温降低(若是由于燃烧恶化引起汽压突然降低时，一般不会增加蒸汽的机械携带)。n2.汽压的急剧变化还可能影响锅炉水循环的安全性，变化速率和幅度越大，影响越严重。根据高压锅炉研究的结果，不致引起水循环破坏的允许汽压下降速度，建议不大于(0.250.3)MPamin，锅炉在中等负荷以上时，压力升高率不大于0.25MPamin。n3.汽压经常反复地变化，使锅炉承压受热面金属经常处于交变应力的作用下，如果再加其他应力(如温差热应力)的影响，可能导致受热面金属发生疲劳损坏。61余热锅炉的汽压控制与调节余热锅炉的汽压控制与调节n二、影响汽压变化速度的因素二、影响汽压变化速度的因素 当负荷变化引起汽压变化时，汽压变化的速度说明了锅炉保持或恢复规定汽压的能力。汽压变化速度主要与负荷变化速度、锅炉的储热能力、燃烧设备的惯性和调节操作等有关。n1.负荷变化速度负荷变化速度 是影响汽压变化速度最主要的，也是最大的因素。外界负荷变化速度越快，引起汽压变化的速度越快，恢复规定汽压的速度越慢；反之，汽压的变化速度越慢，恢复规定汽压的速度就越快。n2.锅炉的储热能力锅炉的储热能力 汽包锅炉由于具有厚壁的汽包以及大水容积，因而其储热能力较大，而当外界负荷变动时，锅炉自行保持出力的能力就大，引起参数变化的速度就慢，这有利于锅炉的运行。但另一方面，当人为地需要主动改变锅炉出力时，则由于储热能力大，使出力和参数的反应较为迟钝，因而不能迅速跟上工况变动的要求。n3.燃烧设备的惯性燃烧设备的惯性 从燃料量开始变化到炉内建立起新的热负荷所需要的时间。燃烧设备的惯性大，当负荷变化时，则汽压变化速度就快。反之，汽压变化速度就慢。62余热锅炉的汽压控制与调节余热锅炉的汽压控制与调节n三、影响汽压变化的因素三、影响汽压变化的因素 锅炉运行时蒸汽压力能否稳定取决于锅炉蒸发量和外界负荷是否平衡。若锅炉蒸发量大于外界负荷，汽压就升高；反之，汽压则降低。当锅炉蒸发量在每个瞬间都等于外界负荷时，则汽压维持稳定。因此，从物质平衡观点看，汽压是衡量锅炉蒸发量与外界负荷是否平衡的标志。 一是锅炉外部的因素，称为“外扰”，二是锅炉内部的因素，称为“内扰”。63余热锅炉的汽压控制与调节余热锅炉的汽压控制与调节n四、汽压的控制和调节四、汽压的控制和调节n控制汽压稳定于规定范围内，实际上就是力图保持锅炉蒸发量与汽轮机负荷之间的平衡。n汽压的控制和调节是以改变锅炉蒸发量作为基本的调节手段，而锅炉蒸发量的大小决定于送入炉内燃料量的多少和燃烧情况的好坏，调节汽压实质上就是调节锅炉的燃烧。n对于单元机组锅炉运行中，在一般情况下，无论引起汽压变化的原因是外扰还是内扰，只要根据汽压的变化，适当增、减燃料量和送风量就可以达到调节的目的。当锅炉汽压降低时，加强燃烧，即增加燃料量，同时增加送风量；反之，则减弱燃烧，即减少燃料量和送风量。64余热锅炉的汽温控制与调节余热锅炉的汽温控制与调节n一、汽温控制的意义一、汽温控制的意义n过热器的任务是把饱和蒸汽加热到设计温度的过热蒸汽，满足汽轮机的用汽要求。运行中如果过热汽温偏离额定值过大，则将会直接影响到锅炉和汽轮机的安全、经济运行。n过热汽温偏高会加快金属材料的蠕变，还会使过热器、蒸汽管道、汽轮机高压缸等承压部件产生额外的热应力，缩短设备的使用寿命。n现代锅炉对过热汽温的控制是非常严格的。一般规定汽温允许波动范围为额定值的10+5。n再热汽温过高也会使设备使用寿命缩短，甚至发生爆管事故。65余热锅炉的汽温控制与调节余热锅炉的汽温控制与调节n二、影响汽温变化的因素二、影响汽温变化的因素 n1.1.影响过热汽温变化的因素影响过热汽温变化的因素 n影响过热汽温发生变化的因素有两个方面：一影响过热汽温发生变化的因素有两个方面：一是烟气侧是烟气侧, ,另一是蒸汽侧。另一是蒸汽侧。n（1 1）烟气侧的主要影响因素）烟气侧的主要影响因素 n燃料性质的变化燃料性质的变化 风量及其分配的变化风量及其分配的变化 受热面的清洁程度受热面的清洁程度 n（2 2）蒸汽侧的主要影响因素）蒸汽侧的主要影响因素 n锅炉负荷的变化锅炉负荷的变化 饱和蒸汽湿度的变化饱和蒸汽湿度的变化减温水变化减温水变化 给水温度的变化给水温度的变化 66余热锅炉的汽温控制与调节余热锅炉的汽温控制与调节n2.影响再热汽温变化的因素影响再热汽温变化的因素n（1）锅炉工况变化对再热汽温的影响n （2）高压缸排汽温度的变化对再热汽温的影响67余热锅炉的汽温控制与调节余热锅炉的汽温控制与调节n三、过热汽温的调节三、过热汽温的调节 汽温变化是由蒸汽侧和烟气侧两方面的因素引起的，因而对汽温的调节也就可以从这两方面来进行。n1.1.蒸汽侧调节汽温蒸汽侧调节汽温 从蒸汽侧调节汽温是通过改变蒸汽的热焓来达到。 n2.2.烟气侧调节汽温烟气侧调节汽温 从烟气侧调节过热汽温就是变更过热器区的烟气放热量，通常是通过改变流经过热器的烟气量和烟气温度来实现。 68对主蒸汽温度的监视和调节中应注意以下对主蒸汽温度的监视和调节中应注意以下几个问题几个问题n 1.运行中要控制好汽温。首先要监视好汽温，并经常根据有关工况的改变分析汽温的变化趋势，尽量使调节工作恰当地做在汽温变化之前。如果等汽温变化以后再采取调节措施。则必然形成较大的汽温波动。n 2.调节过热蒸汽温度的方法很多，这些方法又各有其优缺点，故在应用时应根据具体的情况予以选择。在高参数大容量锅炉中，为了得到良好的汽温调节特性，往往应用两种以上的调节方法，并常以喷水减温与一种或两种烟气侧调温方法相配合。在一般情况下，烟气侧调温只能作为粗调，而蒸汽侧(用减温器)调温才能进行细调。n 3.在进行汽温调节时，操作应平稳均匀。例如对于减温调节门的操作，不可大开大关，以免引起急剧的温度变化，危害设备安全。n 4.在锅炉低负荷运行时，应尽量少用减温水。因为在这样的工况下，流经过热器的蒸汽量很少，流速低。如果这时大量使用减温水，局部过热器将会产生水塞，而高温烟气冲刷，使水塞管圈的上部管段由于蒸汽停滞而过热损坏。n 5.锅炉运行中，过热器出口汽温稳定在规定范围内。但甲、乙两侧常常会出现热偏差，必须加强监视和调整。过热器出现热偏差会引起管壁温度过热甚至烧坏，因此要根据不同的原因采取相应的措施，消除热偏差。要求过热器各点蒸汽温度相差不超过20，过热器两侧烟气温度相差不超过30。对过热器管壁温度亦应给予同样的重视69余热锅炉的水位控制与调节余热锅炉的水位控制与调节 一、保持汽包正常水位的意义一、保持汽包正常水位的意义n 锅炉运行中，汽包水位过高、过低，将给锅炉和汽轮机的安全运行带来严重的威胁。n 汽包水位过高，汽空间缩小，会引起蒸汽中的水分增加，蒸汽品质恶化；容易造成过热器管内积盐垢，管子过热损坏；汽包严重满水时，会造成蒸汽大量带水，引起蒸汽管道和汽轮机产生严重的水冲击，甚至打坏汽轮机叶片。n 汽包水位过低，将可能破坏水循环，水冷壁管超温过热；严重缺水时，还可能造成更严重的设备损坏事故。n 所以，锅炉运行中，对水位监视不严，操作不当，都会造成巨大的损失。尤其是现代大型锅炉，与蒸发量相比汽包中的存水量是不多的，容许变动的水量更少。如果给水中断而继续运行，则在1030s内，汽包水位计中的水位就会消失或降到危险水位。即使是给水量与蒸发量不相适应，也会在几分钟内发生锅炉缺水或满水事故。n 一般汽包正常水位在汽包中心线之下100200mm，其正常波动范围一般为土50mm。70余热锅炉的水位控制与调节余热锅炉的水位控制与调节n二、影响汽包水位变化的因素二、影响汽包水位变化的因素n锅炉运行中，汽包水位是经常变化的。引起水位变化的根本原因有两方面： 蒸发设备的物质平衡遭到破坏，即给水量与蒸发量不一致； 工质状态发生了改变，如蒸汽压力变化引起工质比容改变和水容积中的含汽量变化。n其中任一方面的原因都能引起汽包水位发生变化，其变化的剧烈程度，与受扰动的大小有关。n根据上述根本原因，可归纳出运行中影响汽包水位变化的具体因素主要有锅炉负荷、燃烧工况和给水压力等。71余热锅炉的水位控制与调节余热锅炉的水位控制与调节n1.1.锅炉负荷锅炉负荷n汽汽包包水水位位的的稳稳定定与与锅锅炉炉负负荷荷的的变变化化有密切的关系。有密切的关系。 n因因为为负负荷荷改改变变不不仅仅影影响响到到蒸蒸发发设设备备中中水水的的消消耗耗量量，而而且且还还影影响响到到压压力力的的变变化化，从从而而锅锅水水状状态态发发生生变变化化，引引起起锅锅水水体体积积也也相相应应发发生生变变化化。如如当当锅锅炉炉负负荷荷D D突突然然增增加加时时，在在给给水水量量G G和和燃燃烧烧未未作作相相应应调调节节之之前前，锅锅炉炉的的汽汽压压p p和和汽汽包包水水位位H H的的变变化化如如图图所所示示。从从图图中中可可以以看看出出：汽汽包包水水位位开开始始先先迅迅速速升升高高，而而后后又又逐逐渐渐降降低低。开开始始时时升升高高的的水水位位，称称之之为为“虚虚假假水位水位”。锅炉负荷对水位和汽压的影响锅炉负荷对水位和汽压的影响72余热锅炉的水位控制与调节余热锅炉的水位控制与调节n2.燃烧工况燃烧工况n在锅炉负荷和给水未变的情况下，炉内燃烧工况变动多数是由于燃烧不良，给粉不稳定引起的。n燃烧工况变动不外乎燃烧加强或减弱两种情况。当燃烧增强时，锅水汽化加强，工质体积膨胀，使水位暂时升高。由于产汽增加，汽压升高，相应的饱和温度提高，锅水中的汽泡数量又有所减少，水位又下降。n对于单元机组，如果这时汽压不能及时调整而继续升高，由于蒸汽做功能力提高而外界负荷又不变，因此，汽轮机调节汽门将关小，减少进汽量，保持功率平衡，由于给水量没变，所以汽包水位又要升高。73余热锅炉的水位控制与调节余热锅炉的水位控制与调节n3.给水压力给水压力n如果给水系统运行不正常，给水压力变化时，将使送入锅炉的给水量发生变化，从而破坏了给水量与蒸发量的平衡，则必将引起汽包水位的变动。因此，汽包水位的变化与给水压力有关。在其他条件不变的情况下，给水压力对水位的影响是：给水压力增高时，给水量增大，水位升高；给水压力降低时，给水量减小，水位降低。n在母管制给水系统中，给水母管与汽包之间有压力差，给水就是靠这个压力差流入汽包的。如果汽包压力和给水调节阀的开度不变，给水母管中的压力增高，则给水流量也就增大。因此，为了保证均匀进水并使水位稳定，要求给水母管中的压力要稳定。74余热锅炉的水位控制与调节余热锅炉的水位控制与调节n三、汽包水位的监视和调节三、汽包水位的监视和调节n汽包水位的高低是通过水位计来监视的。n在监视水位时，应随时注意给水压力以及蒸汽流量与给水流量的差值是否在正常范围内。n汽包水位的调节方法比较简单，对于采用定速给水泵向锅炉供水的机组，改变给水调节阀的开度，即可改变给水量。n给水投入自动调节时，仍必须对有关表计和自动调节器的工作情况加强监视，一旦发现自动失灵或锅炉工况发生剧烈变化时，应迅速将自动解列改为远方手动操作，以保证水位的正常。75余热锅炉的运行和维护余热锅炉的运行和维护n余热锅炉的启动余热锅炉的启动 n锅炉设备的启动过程是一个极其不稳定的变化过程。在启动初期，锅炉各受热面内工质流动不正常，工质的流量、流速较小，甚至工质短时间断续流动会影响受热面的冷却而造成局部受热面金属管壁的超温。在锅炉点火后的一段时间内，燃料投入量少，炉膛温度低，燃烧不易控制，容易出现燃烧不完全、不稳定，炉膛热负荷不均匀的现象，可能出现灭火和爆炸事故。n余热锅炉的启动与煤粉炉有相同之处，尤其是起动前的检查与准备工作。余热锅炉的起动步骤一般分为：起动前的检查、升火前的准备、点火升压、暖管并汽等。76余热锅炉的启动余热锅炉的启动n1.起动前的检查工作起动前的检查工作n余热锅炉在起动点火之前必须作好下列项目的检查工作。n(1)各阀门应处的位置n蒸汽系统：主汽门关闭，对空排汽门开启、过热器疏水门开启；n给水系统：给水门开启、省煤器入口水门开启、旁路门关闭；n各集箱放水门、排污门关闭；n蒸汽、炉水取样一次门、锅筒加药门开启；n锅筒过热器空气阀开启，水位报警器平衡容器门处于工作状态；n安全阀处于完好状态；n给水压力表、锅筒饱和蒸汽压力表、过热器压力表门开启；n锅筒水位计、低读水位计处于工作状态。n(2)关闭炉墙各人孔门、检查孔和看火孔。n(3)检查给水箱的水位，保证锅炉运行有足够的水量。n(4)检查锅炉各辅机(水泵、螺旋输送机)是否完好。 77余热锅炉的启动余热锅炉的启动n2.升火前的准备工作升火前的准备工作n(1)起动给水泵，经省煤器向锅炉上水。上水的速度不要太快，从无水到最低可见水位线要控制在1.52h，水温要控制在4060。当锅筒水位上到最低可见水位时，关闭给水阀，停止给水。此时，还要监视锅筒水位是否下降，如果下降，要立即检查是否有漏泄之处，查明原因，处理完毕后方可点火。n(2)关闭引风机挡板，起动引风机，通风5lOmin，防止残存煤粉或可燃气体在点火后发生爆燃。n(3)起动链板除灰机和螺旋输送机，运转正常以后，可以联系点火。78余热锅炉的启动余热锅炉的启动n3.点火、升压点火、升压n(1)点火升压 将引风机挡板开启，满足窑炉对负压的要求，可以联系窑炉点火。 当蒸汽压力升到0.2MPa时，关闭锅筒空气阀，对底部各集箱排污一次，均匀 各受热面温度，加强水循环。打开主汽门的旁路门和主蒸汽管道的疏水门。 压力升到0.30.4MPa时，冲洗校对水位表。 当蒸汽压力上升到1MPa时，对底部各集箱排污一次。 当蒸汽压力上升到1.6MPa时，进行安全阀手动放汽试验，全开主汽门，关闭旁路门，通知汽轮机人员暖机。 当蒸汽压力上升到接近工作压力2.4MPa时，再次冲洗水位表，同时对各受压元件进行全面检查，如果发现异常，要立刻停止升压，进行处理，正常后方可继续升压。 当压力升到工作压力时，进行安全阀定压工作(检修后点火)，定铊压力按规程执行。 在升压过程中，必须监视水位变化情况，维持正常水位。 在升压过程中，还要根据烟气温度控制引风挡板和对空排汽阀，控制升压速度。严禁采用关闭对空排汽阀来加快升压。79余热锅炉的启动余热锅炉的启动n(2)升压过程中的定期工作n锅炉点火以后，随着压力的逐渐升高，锅炉运行人员应按照一定的要求，在不同的压力下进行有关操作和检查工作等。这些工作的时间在规程中都有规定，故称为定期工作。n当汽压升至12表大气压左右，空气已排完，应关闭空气门、冲洗一次水位计，冲洗后应仔细校对水位，以保证指示的正确。n当汽压升至24表大气压时，可进行锅炉下部放水，以使蒸发面各部分受热均匀，并放出沉淀物提高炉水品质，同时也可检查水冷壁放水系统是否畅通。在放水过程中，应密切注意汽包水位的变化。为尽早建立正常的水循环，在点火升压的开始阶段，对水冷壁下联箱的放水时间可长一些。高压锅炉的压力升至1530表大气压时再放水一次。另外，在升压中期，根据汽包壁温差及水冷壁膨胀情况，可再放水12次。对膨胀量小的联箱尤应注意加强放水。除采用定期放水外，如水质很差，还可以进行连续放水。n当中压锅炉汽压升至3表大气压，高压锅炉升至5表大气压时，应稳压一段时间，以便拧紧检修中拆卸过的螺栓，如汽包人孔门螺栓等，因为部件受热膨胀后螺栓可能松动。高压以上的锅炉，紧螺栓时的压力有时高于上述压力，使部件充分膨胀后再行拧紧，有利于连接的更紧密。但是，为了安全起见，一般禁止在较高的压力下进行螺栓的热紧工作。n当汽压升至46表大气压时，可以开始进行主蒸汽管的暖管工作。n当汽包压力升至工作压力的50以上时，应对锅炉机组进行全面检查，如有故障，应予消除，然后继续升压。 n当汽压升到接近并炉压力之前(约为工作压力的8090)，应再次冲洗水位计，并校对二次水位计是否正确可靠。n检修过的安全门，在并炉以前应进行校验工作。80余热锅炉的启动余热锅炉的启动n 4.暖管、并炉暖管、并炉n (1)暖管n 当汽压升至0.2MPa时，蒸汽管道的暖管工作已经开始。开启主汽门旁路门时应通知汽轮机人员开疏水门。要严格控制暖管的速度、一般以每分种温度升高23为宜。如果温度上升过快，管道内外温差大，就会产生温度应力而导致管子金属裂纹。在暖管过程中，如果发现异常，应立即停止操作，加强疏水，待异常排除后再进行暖管工作。n (2)并炉n当锅炉汽压比母管的汽压低0.050.1MPa时，就可以进行并炉。如果并汽锅炉汽压高于母管压力时，并汽门开启后，蒸汽会大量地进入母管，会使锅炉瞬间出力过大，蒸汽带水。如果压力过低，母管内的蒸汽产生倒流，使运行的锅炉系统压力急剧下降。余热锅炉因窑炉燃烧不稳定，所以在并炉前必须与窑炉操作人员加强联系，保持窑炉燃烧稳定。并炉时开启并汽门的操作要缓慢，防止因并炉速度过快使蒸汽带水，蒸汽温度下降。n并炉必须具备下列条件：n蒸汽品质合格，司炉工接到化验结果合格的通知后方可以并炉；n蒸汽温度在规定数值范围内；n蒸汽压力低于母管压力0.050.1MPa；n保持锅筒水位比正常水位稍低一点。n 并汽门全开以后，应回半圈以防卡住。接着关闭对空排汽阀和蒸汽管道疏水阀。在并汽时如果发生水冲击现象，应当立即停止并汽，加强管道疏水，待查明原因恢复正常以后，方可以重新并汽。 n锅炉从升压到并汽这个过程的时间应控制在l.52h。并汽后，应当再次校对水位表，核查水位的变化情况。如果一切都正常，可以通知司炉操作人员调整燃烧。81余热锅炉启动示例余热锅炉启动示例高压过热器集箱对空排汽门开再热器集箱对空排汽门开中压过热器集箱对空排汽门开低压过热器集箱对空排汽门开高压过热器疏水阀开中压过热器疏水阀开再热器疏水阀开低压过热器疏水阀开烟囱挡板开启动凝结水泵/低压锅炉上水至低压气包规定水位高压锅炉系统上水至规定水位处于自动中压锅炉系统上水至规定水位处于自动启动燃机蒸发器疏水门开（高/中/低压）汽包排污阀开（高/中/低压）投入再循环泵（处于自动状态）燃机负荷调节温升速率限制范围基本负荷25%开减温器截止阀负荷增加汽包压力温度定值勤关汽包排污阀关蒸发器排污阀燃机负荷上升主蒸汽温度/压力定值关过热器集箱疏水阀锅炉负荷提升直至基本负荷关主蒸汽集箱疏水阀调节对空排汽阀至关闭调节汽包连续排污阀炉水品质余热锅炉冷态启动流程余热锅炉冷态启动流程82余热锅炉启动示例余热锅炉启动示例基本负荷25%开减温器截止阀负荷增加主蒸汽温度/压力定值调节对空排汽阀直至关闭烟囱挡板已开启动凝结水泵/低压锅炉上水至低压汽包规定水位高压锅炉系统上水至规定水位处于自动中压锅炉系统上水至规定水位处于自动启动燃机过热器疏水阀开（高/中/低压）延时5-10min关闭过热器对空排汽门开燃机负荷调节温升速率限制范围燃机负荷上升锅炉负荷提升直至基本负荷炉水品质调节汽包连续排污阀温态启动流程温态启动流程83余热锅炉启动示例余热锅炉启动示例额定转速冲扫时间100%90%80%70%60%50%40%30%20%10%0%160min120min80min180min140min100min60min20min40min0min维持负荷（暖机）210min200min轴转速机组负荷冷冷态态启启动动曲曲线线84余热锅炉启动示例余热锅炉启动示例额定转速吹扫时间100%90%80%70%60%50%40%30%20%10%0%70min60min50min40min30min20min10min0min80min80min维持负荷（暖机）轴转速机组负荷热热态态启启动动曲曲线线85余热锅炉启动示例余热锅炉启动示例额定转速吹扫时间100%90%80%70%60%50%40%30%20%10%0%140min120min100min80min60min40min20min0min140min维持负荷（暖机）轴转速机组负荷温温态态启启动动曲曲线线86余热锅炉快速启动的探讨余热锅炉快速启动的探讨n1.联合循环启动速度慢原因分析联合循环启动速度慢原因分析n根据近年来联合循环调试运行的实际情况,影响启动速度的因素有以下几类:n（1）余热锅炉受热和承压部件热应力的制约, 反应在对升温升压速率的严格控制。如汽包在启动期间最大温升应低于7min，过热汽联箱升温速率低于25min；汽包壁间温差小于20,除氧器壁间温差则小于12；汽包压力上升速率应低于3barmin。n（2）主蒸汽管道较长而且疏水管径小因此其暖管、疏水时间较长。n（3）汽机暖机,通流部分热膨胀的需要。n（4）主控程序尚不完善,许多阀门有时不会自动开启,水位、汽温的调节时常需人工干涉,程序自动执行时,要求较高,通常因次要的环节卡住,整个程序即无法执行。并且在烟气挡板开启前,规定燃机的负荷必须降至20MW以下。n（5）烟气挡板仅能在3个位置上动作,即全关（）,半开（50）,全开（100）,不能发挥调节烟气流量的作用,需改变燃机的运行方式来满足余热锅炉的启动要求。n（6）汽包和除氧器的容量偏小,当烟气挡板开度大时无法进行水位控制。n（7）除氧器、汽包、主汽温度控制特性不好,无法满足在高负荷快速启动时水位和温度控制。（8）主控和联合循环启动程序设计存在不合理的限制条件。87余热锅炉快速启动的探讨余热锅炉快速启动的探讨n2.余热锅炉快速启动的可能性余热锅炉快速启动的可能性n余热锅炉快速启动是指改变现在联合循环的启炉方式,锅炉的启动尽量少或不影响燃机简单循环的正常运行,并且大大缩短启动时间,能使汽机较快地冲转并网,满足电网的需要。下面是几个有利于锅炉快速启动的条件: （1）余热锅炉采用强制循环,具有启动快的先天优势。 （2）烟气挡板为液压控制,原则上可以用来调节进锅炉的烟气流量。 （3）燃机进口可调导叶不仅能调节燃机的烟气流量,而且通过GV温控方式的选择,可以升高或降低燃机排烟温度。 （4）汽机旁路设计为锅炉额定蒸发量的100,可以利用其调节锅炉的主汽压 （5）锅炉各受热模块的焊接弯管和联箱均在炉墙外,避免了与高温烟气接触。 （6）其它燃机电厂类似锅炉启动时可以不降低燃机负荷的运行经验,如燃机与余热锅炉同时启动（烟气挡板全开）。88余热锅炉快速启动的探讨余热锅炉快速启动的探讨n3.余热锅炉快速启动可采取的措施余热锅炉快速启动可采取的措施n（1）适当加大汽机主汽门前疏水管径,缩短主汽管道暖管、疏水时间。n（2）修改并完善主控程序,减少程序卡住执行不下去的情况,取消烟气挡板开启前,燃机的负荷必须降至20MW以下的规定。n（3）尽量避免冷态启炉,汽压降至3bar以下为冷态启动,冷态启炉在45min完成。改变锅炉的备用保养方式,采用热压法,即可保持锅炉汽包压力在5bar左右（温态启炉仅需30min）。原设计日开夜停的运行方式,靠关闭余热锅炉进口烟气挡板及出口烟囱挡板的办法可维持汽压在bar以上,但停炉时间超过16h,锅炉可能转为冷态。n采用开启烟气挡板的方法来加热优点是设备勿需改动,燃机无需运行。缺点是:1）相关操作较麻烦；2）受热面易积灰、腐蚀,容易发生二次燃烧；3）影响锅炉的使用寿命。n使用辅助蒸汽加热的办法的优点是:1）辅助蒸汽来源稳定；2）燃机、锅炉受热面等均不受影响,而且加热温差低,有利于延长锅炉各受热压部件的使用寿命。缺点是要对设备进行改动,如增加辅助蒸汽加热管及阀门。因此,最后决定锅炉的备用保养方式采用蒸汽加热法。n（4）在高负荷下启动,可以通过减小烟气挡板的开度来控制烟气流量,另外调整烟气挡板及液压油控制系统,使满足在高负荷下能开启挡板,而且能在0100全程调节。n（5）在安全范围内对汽包及除氧器注水水位和启动水位都进行适当的放低,另外开挡板时接近启动水位的条件放大,根据实际的运行经验,在锅炉挡板开启至旁路投运前,保持汽包水位处于低水位,可以明显提高启动速度。89余热锅炉快速启动的探讨余热锅炉快速启动的探讨n（6）对锅炉保护盘组态进行修改,取消除氧器水位、汽包水位、高压循泵循环水流量、低压循泵循环水流量、主汽温度各变送器测量信号之间的偏差大跳锅炉的保护,保留上述各信号偏差大至DCS的报警。n（7）修改主控和联合循环启动程序、余热锅炉启动程序、电站负荷控制程序。在确保机组安全的前提下,尽可能减少锅炉启动前条件和启动过程中不必要的限制,实现全自动的启动。如放宽对锅炉启动时汽包、除氧器启动水位的限制:修改电站负荷控制和AGC控制的条件,在锅炉启动过程中电站负荷控制和AGC能正常投运,满足调度的需要。合理调整子程序执行过程中时间参数,避免程序中断等。n（8）修改除氧器水位、汽包水位、主汽温度控制参数,满足在高负荷快速启动时水位和温度的控制。如:对主汽温度控制加入燃气轮机排气温度作为前馈信号,以加快在燃气轮机负荷快速变化时主汽温度控制的响应速度,避免超温跳炉。n（9）修改余热锅炉旁路开启压力设定值,避免在锅炉冷态启动时低压力下旁路和向空排汽阀同时开启而引起凝汽器真空低跳汽机和锅炉的现象。n（10）增装向空排汽电动门,加快锅炉疏水速度,并能在DCS运行操作台上实现遥控操作。n（11）改造烟道挡板执行机构,提高挡板开启力矩,保证在燃机高负荷下,烟气挡板能顺利开启。90余热锅炉快速启动的探讨余热锅炉快速启动的探讨n4.余热锅炉快速启动存在的问题余热锅炉快速启动存在的问题n根据有关技术资料和实际运行情况,锅炉快速启动所存在的主要问题有:n（1）烟气流量的调整难度大n 烟气挡板和燃机进口导叶均可以调节烟气流量,烟气量太小,造成锅炉出口排烟温度太低,易形成低温腐蚀；相反,烟气流量太大,部分受热面管道可能要过热或超温。n（2）水位的剧烈波动n 余热锅炉的热容积相对较小,燃机负荷若经常变化,水位的调节有可能跟不上,易发生跳炉现象,经常需人工调节。n（3）汽温和汽压的调节n 燃机负荷变化太快易引起主汽温度超温,另外,汽温和汽压均受升降速率的限制。91余热锅炉快速启动的探讨余热锅炉快速启动的探讨n5.余热锅炉快速启动的完善余热锅炉快速启动的完善n经过收资调研和实际运行经验的积累总结,有针对性地进行了一系列技改完善化工作,主要有:n（1）增加汽包辅助蒸汽加热系统。n（2）对烟气挡板进行改进以确保燃机满负荷条件下能开启挡板。n（3）对燃机水平烟道内保温衬板进行改造,防止其脱落卡涩烟气挡板,确保烟道畅通。n（4）汽包、除氧器水位能有效控制：一方面炉疏放水系统进行改造,另一方面对控制参数及逻辑进行修改。n（5）主蒸汽管道上增设疏水点并增装主汽门前向空排汽,缩短暖管时间。n（6）主控程序部分修改,如取消有关限制、将部分跳炉信号改为报警等,确保程序顺利执行。n（7）运行方式调整,如燃机启动时,烟气挡板全开锅炉亦启动。92锅炉启动过程中的安全监护锅炉启动过程中的安全监护n一、热膨胀监护一、热膨胀监护n锅炉在升压过程中，由于温度升高，各部件都要相应地产生热膨胀。对新安装或大修后的锅炉，都必须严格监视汽包、联箱和管道的热膨胀情况，定期检查和记录汽包各监视点的温度、各处膨胀指示器的膨胀方向和指示值，判断其膨胀是否正常。如不正常时，必须限制升压速度，并查明原因，采取措施消除。n如果各水冷壁管的受热情况不同，它们的膨胀差异将使下集箱下移的数值不同。因此，水冷壁的受热均匀性可以通过膨胀量加以监督。当水冷壁不能自由膨胀时即有热应力产生，它将使水冷壁管发生弯曲或顶坏其他部件。n对各部件的膨胀指示值，在点火或炉底蒸汽加热前要做好记录。点火或炉底蒸汽加热后，除了要定期记录指示值之外，一般还要从升压初期到汽轮机冲转、暖机、同步带负荷，直至锅炉负荷达到70额定负荷前，还应进行多次膨胀指示值的检查与记录。通常在锅炉升温升压的初期，检查间隔的时间还应该短些。 n当水冷壁及其集箱因受热不同而出现不均匀膨胀时，可以用加强放水，特别是加强膨胀量较小的水冷壁回路放水的方法来解决。93锅炉启动过程中的安全监护锅炉启动过程中的安全监护n二、升压过程中汽包的安全监护二、升压过程中汽包的安全监护n锅炉在启动过程中，汽包壁温差是必须控制的安全性指标之一。锅炉启动时要严格控制其升温升压的速度，很主要的一个原因就是考虑汽包的安全。94锅炉启动过程中的安全监护锅炉启动过程中的安全监护n 1. 1.升压过程中汽包金属的应力升压过程中汽包金属的应力n锅炉启动过程中，汽包金属将出现三种应力：n(1)汽包上、下侧温差产生的热应力n 锅炉上水时，由于汽包只上到最低水位，因此，此时出现汽包上、下侧温差及其产生的热应力。但是，此时锅炉尚无压力，只要温差值不过大，汽包工作是安全的。n(2)汽包内、外壁温差产生的应力n 汽包内、外壁温差将在汽包金属中产生轴向和切向应力。内壁受压应力，外壁受拉应力。n(3)汽包内压力产生的应力n 压力产生的机械应力有切向、轴向和径向应力三种 n(4)汽包总应力n 汽包总的应力计算应以最大处应力为准。锅炉启动过程中，应力最大处在汽包的下侧外壁和上侧的内壁。n当汽包上、下侧壁温差值较大时，产生的附加热应力可能使汽包出现向下的弯曲变形。95锅炉启动过程中的安全监护锅炉启动过程中的安全监护n2.2.启动时汽包内、外壁温的监视启动时汽包内、外壁温的监视n实际运行中如何测定汽包内、外壁温差，实质上就是如何测定汽包内壁温度。根据试验规律，在锅炉启动初始阶段和稳定运行阶段，蒸汽引出管的外壁温度与汽包上部的内壁温度相差仅在03范围内，故可直接用引出管的外壁温度代替汽包上部内壁温度。在启动初始阶段，尤其是锅炉先经过底部蒸汽加热后再点火启动的初始阶段，以及锅炉稳定运行的阶段，集中下降管外壁温度与汽包下部内壁表面温度相差在05范围内，故也可用前者代替后者。n在集控盘上，通常都装几个汽包外壁温度测点，同时还装有几个饱和蒸汽引出管下部外壁温度测点以及集中下降管上部外壁温度测点的表计。在监护和控制温差时，应将这些测点温度数值全部抄下来并进行计算：以最大的引出管外壁温度减去汽包上部外壁最小温度，差值即为汽包上部内、外壁最大温差；若减去集中下降管上部外壁最小温度，其差值就是汽包上、下内壁最大温差。同理也可以计算得到汽包下部内、外壁最大温差等。n目前国内300MW机组锅炉汽包上、下壁和内、外壁温差允许最大值均控制在50以内，实践证明，温差只要在此范围内，产生的附加温差热应力不会造成汽包损坏。因此，在升压过程，运行人员应严格监视壁温变化，若发现温差过大，应找出原因并根据设备情况采取相应的措施，使温差不得超过50，保证汽包安全。96锅炉启动过程中的安全监护锅炉启动过程中的安全监护n3.防止温差过大的措施防止温差过大的措施n(1)严格控制温升速度，尤其是低压阶段的升速要尽量缓慢，这是防止汽包壁温差过大的根本措施。因为在低参数的启动阶段，蒸汽体积流量大，升压太快，蒸汽对汽包上部内壁加热更剧烈，产生的温差就更大。为此，升压过程应严格按给定的锅炉启动曲线进行，若发现汽包壁温差过大，应减慢升压速度或暂停升压。n控制升压速度的主要手段是控制燃料耗量，此外还可以加大旁路阀门的开度进行升压速度控制。n(2)升压初期应尽量使压力不产生大的波动。因在低压阶段，压力波动时饱和温度的变动率很大，这将导致温差较大。n(3)尽快建立正常的水循环。如前所述，在锅炉尚未建立正常水循环之前，水与金属的接触传热很差，因而汽包上、下壁温差很大。水循环正常后，汽包中的水流扰动增加，促进其与壁面传热加强，从而能使上、下壁温差减小。可见，建立正常水循环不仅使水冷壁受热均匀，也可使汽包壁温差减小。97锅炉启动过程中的安全监护锅炉启动过程中的安全监护n 三、启动过程中过热器的监护三、启动过程中过热器的监护n过热器是锅炉中的主要部件之一，它的工质温度和管壁温度都是锅炉受热面中最高者。锅炉启动过程中，保护它的安全是十分重要的。启动过程中，过热器的工作应满足两点要求：n1.过热蒸汽的温度和压力应符合汽轮机冲转、升速、并网、升负荷等要求；n2.过热器管壁温度不得超过其使用材料的允许值，其联箱、管子等不产生过大的周期性热应力。98锅炉启动过程中的安全监护锅炉启动过程中的安全监护n四、启动过程中的再热器监护四、启动过程中的再热器监护n中间再热单元机组再热器的启动保护，主要和启动旁路系统形式、受热面所处温度、汽轮机冲转蒸汽参数及其所用钢材性能等有关。n再热器的安全监护除点火、升压初期控制炉膛出口烟温实现以外，在以后的升温升压中保护主要通过启动旁路系统实现。n旁路系统的蒸汽由于直接进入凝汽器而未通过汽轮机做功，所以，汽轮机设定的冲转蒸汽参数越高，锅炉启动过程的能量损失也越多。99锅炉启动过程中的安全监护锅炉启动过程中的安全监护n 五、启动过程省煤器的保护五、启动过程省煤器的保护n在点火后的一段时间内，锅炉不需要进水或只需间断的进水。在停止给水时，省煤器内局部的水可能汽化，如生成的蒸汽停滞不动，该处管壁可能超温。间断进水时，省煤器内的水温也就间断地变化，使管壁金属产生交变的应力，从而影响金属和焊缝的强度。n为了防止省煤器在启动中受到损伤，锅炉大都装有再循环管。这并非很好的措施，一则在此回路中循环压头很低，不易建立正常的循环；再则当汽包内水温高于给水温度较多时，间断的进水仍会使省煤器金属温度发生较大的波动。有的锅炉从省煤器出口至除氧器或疏水箱装一根带阀门的回水管。当汽包不进水时，用阀门切换，使流经省煤器的水回到除氧器或进入疏水箱。这样，在整个启动过程中可保持省煤器不断进水，以保护省煤器。100锅炉启动过程中的安全监护锅炉启动过程中的安全监护n六、启动中汽包水位的监护六、启动中汽包水位的监护n在升压过程中，锅炉的工况变动多，如燃烧调节、汽压汽温逐渐升高、蒸汽流量改变、锅炉下部放水等。这些工况的变动都会对汽包水位产生不同程度的影响，若调控不当，就可能引起水位事故。因此，对升压过程如何保持正常的汽包水位应当予以足够的重视。101锅炉启动过程中的安全监护锅炉启动过程中的安全监护n七、启动过程的蒸汽品质监护七、启动过程的蒸汽品质监护n在锅炉启动过程中，随着汽压升高，蒸汽密度不断增大，其性质也愈接近于水，溶盐能力因而增强。锅炉中蒸汽溶解的盐分主要是硅酸H2SiO3，其溶解量随着锅水中的含量增加和压力增加而增多。n蒸汽中溶盐严重影响蒸汽品质。硅酸随蒸汽带人汽轮机后，随着蒸汽在汽轮机中膨胀做功，汽温汽压降低，盐类就以固态从蒸汽中析出，沉积在汽轮机低压通道和叶片上，且难溶于水，严重影响到汽轮机安全、经济运行。因此，锅炉在启动中，对锅水的含盐量应进行严格控制，并根据锅水含硅量限制锅炉的升温升压。排除高浓度含硅锅水，保证蒸汽含硅量在0.02mgL以内，这个过程称为洗硅。102余热锅炉的正常运行与调整余热锅炉的正常运行与调整n余热锅炉运行工况的变化主要反映在参数的变化上。运行人员的任务就是要保证参数的稳定和运行的绝对安全。为做到上述两点，要求余热锅炉的运行人员必须随时监视运行工况的变化，加以分析后，进行准确的调整。n在余热锅炉运行中，监视与调整的主要任务包括: 联系调整，使系统正常运行；维持汽压、汽温的正常；均衡给水，维持正常的水位；保证饱和蒸汽和过热蒸汽合格的品质；保证辐射冷却室出口和余热锅炉出口的烟气温度的稳定；保证出渣、清灰的正常；保持锅炉的密闭，防止漏风；保证辅机运行的正常等。103一、余热锅炉运行中的注意事项一、余热锅炉运行中的注意事项n在余热锅炉运行中，例行的日常工作包括：对运行工况的监视及对运行参数的调节、巡视检查、记录抄表、吹灰、清渣、排污、冲洗水位计、取样化验、交接班等。1041.运行工况的监视及运行参数的调节运行工况的监视及运行参数的调节n余热锅炉的运行工况必须予以密切的监视，运行参数超过规定的范围时，要及时调节。n余热锅炉需要监视的项目较多，如蒸汽压力、过热蒸汽温度、汽包水位、给水温度、给水压力、余热锅炉入口处烟气温度及负压、辐射冷却室出口处烟气的温度及负压、余热锅炉出口处的烟气温度及负压、产汽量和补给水处理的一些控制指标，都要根据设计要求严格控制。1052.巡视检查巡视检查n正常运行时，每班需进行全面检查24次。发现隐患，及时消除，避免事故，保证安全。n一般要检查的项目是：对辅机的检查；对人孔、手孔及水汽阀门管道的检查；对水位计的检查及其它检查等。1063.记录抄表记录抄表n余热锅炉房的日常记录抄表工作是每小时或每半小时进行一次。n记录抄表的目的在于：分析运行情况，合理改进操作；判断事故隐患，及时予以消除；作为综合负荷变化规律的依据；作为制订锅炉检修计划的依据；发生事故时作为分析事故的参考。n所以，抄表工作应按时、准确、清楚地严格执行。从另外一个角度来说，定期记录抄表也就是定期检查。1074.吹灰吹灰n吹灰器的形式很多，如蒸汽吹灰、压缩空气吹灰、过热蒸汽吹灰等。锅炉不同部位的吹灰器也不同。水冷壁吹灰常用枪式吹灰器，对流受热面的吹灰常用链式吹灰器。n吹灰前必须检查吹灰设备，应没有泄漏，并应充分暖管，以免水分进入烟道，增加堵灰的可能，锅炉汽压保持高限，炉膛负压保持在5毫米水柱以上。n锅炉各部位吹灰的次序应顺着烟气流向逐级进行。1085.冲洗水位计冲洗水位计n当水位计管道堵塞时，水位计的水位就不能代表汽包的真实水位。当水位计玻璃上沉积污垢时，运行人员会把污垢痕迹误认为水位。这种现象均称为“假水位”。所以经常清洁水位计玻璃板，可防止水、汽连接管堵塞，或避免为“假水位”现象所迷惑而造成缺水、满水事故。n冲洗完毕后，水位应能很快上升并有轻微波动；与其它水位计对照，水位应一致。如水位上升缓慢或无波动，则水位计可能仍有堵塞，应重新冲洗；如果与其它水位计对照水位不一致，则可能是没有冲洗好，也可能是其它水位计有堵塞，应仔细检查处理。n最后关闭放水门时，要尽量缓慢。因为此时水流突然截断，压力会有很短时间的升高，容易使玻璃板爆裂。1096.定期排污定期排污n排污分连续排污与定期排污。n连续排污由化学部门根据水质情况调整。n定期排污在于排除锅炉内的沉积物，以免沉积物过多而堵塞管道，破坏水循环，造成爆管事故。n所以对锅炉的每一个循环回路都应按时进行排污。排污量的大小也由化学部门根据水质情况决定。1107.取样取样n余热锅炉的补给水、给水、锅水、排污水、饱和蒸汽和过热蒸汽等都应定期取样，送化验分析，用以改进操作，达到安全运行的目的。1118.加药加药n给水采用氨或联氨处理时，均应保持剂量稳定；锅水采用磷酸盐处理时，药液要均匀地加入汽包，并定期检查给水对蒸汽质量的影响。n如果锅水含磷酸盐与磷酸加入量不成比例时，要立即通过实验查明原因，采取措施加以纠正。1129.交接班交接班n交接班时，上、下班两班人员应亲临现场交接。交接班要有一定的手续，并且要共同对所管设备进行巡视、检查，当面交接清楚。113二、余热锅炉的正常运行二、余热锅炉的正常运行n余热锅炉运行是生产系统中的一个重要环节，它和前后工艺生产的运行工况是互有联系的，这就要求余热锅炉运行人员做到密切配合，以使全系统生产运行达到正常。114二、余热锅炉的正常运行二、余热锅炉的正常运行n1.汽压的调节汽压的调节n保持汽压稳定是余热锅炉运行中一个很重要的指标。n如果汽压过高，会引起安全阀的频繁动作。余热锅炉汽压波动太大，则不能满足汽轮机运行的要求，同时也可能引起锅炉本身发生事故。因此运行人员必须密切注视运行压力的变化，调整负荷，保持汽压稳定。n为了便于有效地调节汽压，除余热锅炉本身装设压力调节装置外，一般还可通过装设蓄热器、装设调节负荷的燃烧燃料的锅炉或在余热锅炉中装设辅助燃烧设施、装设旁烟道等方法，调整负荷，保持汽压的稳定。115二、余热锅炉的正常运行二、余热锅炉的正常运行n2.汽温的调节汽温的调节n余热锅炉过热蒸汽温度的调节与一般锅炉相同。n由于过热器积灰会影响过热蒸汽的温度，运行人员要及时清除过热器管的积灰，保持过热器受热面的清洁度。116二、余热锅炉的正常运行二、余热锅炉的正常运行n3.余热锅炉并列运行时给水的调节余热锅炉并列运行时给水的调节n几台余热锅炉并列运行时，应注意到余热锅炉的燃烧是不能由锅炉运行人员主动调节的这一特点。n例如某台锅炉的热源增强，会导致其运行压力升高，蒸发量加大。由给水母管向几台并列的锅炉供水时，其必然会因为压差的降低导致锅炉水位下降。在这种情况下，运行人员首要的任务是调节给水量，而不是去调节锅炉的负荷。117二、余热锅炉的正常运行二、余热锅炉的正常运行n4.辐射冷却室出口和锅炉出口排烟温度的调节辐射冷却室出口和锅炉出口排烟温度的调节n余热锅炉在运行中，应当保持辐射冷却室出口的排烟温度在规定的范围内波动，这是保证余热锅炉和工艺设备运行安全的关键条件。n影响这些温度变化的因素很多，主要是进入余热锅炉的烟气量、烟气温度和锅炉受热面的清洁程度和漏风情况等。n如设有旁通烟道时，可以适当调节入炉的烟气量。如在对流区设有调节烟门时，可以用来调节锅炉排烟温度。118三、余热锅炉辅助设备的运行三、余热锅炉辅助设备的运行n余热锅炉房的辅助设备有清灰装置、除灰装置、水泵、风机等。这些设备在运行中如果发生故障，将直接影响余热锅炉的正常运行，严重时还会被迫停炉。n运行人员要充分了解这些辅助设备的结构、性能、操作规程和维护保养知识，密切监视运行的情况，掌握正确的操作方法，以保证其运行的安全。119三、余热锅炉辅助设备的运行三、余热锅炉辅助设备的运行n1.清灰打渣清灰打渣n余热锅炉受热面有积灰是正常的，而清灰打渣的目的是保持受热面清洁，以保证正常的热交换性能及烟气通道的畅通。n余热锅炉各部位吹灰打渣的顺序，一般应顺着烟气流向逐级进行，以免清洁后的受热面再被积灰所污染。清灰应自辐射冷却室开始、经过热器到对流受热面，从炉前到炉尾按顺序进行。n清灰打渣的周期和每次进行的时间，应当根据清灰的效果和余热锅炉的运行情况，经过试验对比以后再决定。n清灰打渣应在余热锅炉运行稳定时进行，并且必须注意安全。120三、余热锅炉辅助设备的运行三、余热锅炉辅助设备的运行n2.除灰除灰n进入余热锅炉的烟气往往携带大量的烟尘，这些烟尘在烟气流过余热锅炉烟速降低时，小部分会沉降下来，但是大部分仍然附着聚集在余热锅炉各部分的受热面上，经过清灰打渣装置的作用，沉降下来的烟尘降落在余热锅炉下部的集灰斗中，再用除灰装置排出炉外。n灰在灰斗内温度较高且停留时间较长有可能结块，导致除灰装置再起动时会发生过载，因此余热锅炉的清灰装置多是连续运行的。121三、余热锅炉辅助设备的运行三、余热锅炉辅助设备的运行n3.水泵的运行水泵的运行n余热锅炉所用水泵主要有给水泵，水泵对余热锅炉安全运行关系很大，这些水泵大多是选用电动离心泵为工作泵，与汽动泵互为备用。n如果采用汽动水泵，起动前必须检查水泵、管道和附件，检查轴承润滑油及各转动部分，检查各阀门及压力计、真空计旋塞是否处于正常的位置。n水泵在运行中，要注意水泵和电动机、汽轮机或蒸汽机有无不正常的音响和撞击、摩擦或振动等异常现象，经常查看仪表指示是否正常，注意轴承温度、油温不得超过70，大约每运行500800h要更换轴承中的润滑油一次。122三、余热锅炉辅助设备的运行三、余热锅炉辅助设备的运行n4.风机的运行风机的运行n余热锅炉的风机主要是吸风机。在起动风机前必须检查轴承间润滑和冷却情况，入口侧和出口侧烟门的位置，联轴器的情况等，检查无误后方可起动风机，确认风机转向正确无误后方能调整其风压、风量，使之达到运行所要求的数值为止。风机和水泵一样，也不应带负荷起动。如果停止风机运转，应先将进余热锅炉的烟气或出余热锅炉的烟气引入旁通烟道，关闭调节烟门后停机。n风机在运行期间，必须监视轴承润滑，冷却水和油温等情况，油温不允许超过70，发生强烈振动或撞击时，应当立即紧急停机。123三、余热锅炉辅助设备的运行三、余热锅炉辅助设备的运行n5.水泵、风机的联合运行水泵、风机的联合运行n为提高水量、风量或提高水压、风压，有时将多台水泵或多台风机并联或串联运行。并联运行时，水泵的扬程或风机的风压必须相同，否则起不到增加流量的目的，扬程低的水泵或风压低的风机流量会减小甚至为零。串联运行时，水泵或风机的流量应相同，否则小流量会过负荷、甚至引起事故。一般串联运行很少采用，如果必须串联运行时，尚需检验其壳体的强度。n水泵或风机并联运行时，开机、停机的操作事项以及运行中监视事项大体和单机运行时相同。而串联运行开机时，应首先起动近入口侧的水泵或风机、再开动其串联水泵或风机，停机次序则相反。124余热锅炉的停运与保养余热锅炉的停运与保养n一、余热锅炉的停运一、余热锅炉的停运n余热锅炉停炉分为正常停炉和紧急停炉两种情况。125余热锅炉的停运余热锅炉的停运n1.正常停炉正常停炉n正常停炉是指有计划的停炉，如停炉热备用、停炉检修等,经常遇到的是检修停炉。n检修停炉有以下几个步骤：停炉前的准备工作，锅炉熄火、降负荷、解列，冷却、放水。n余热锅炉停炉后，为了避免急剧冷却，还要保持炉膛内的密闭状态，不许进入冷风。一般6h后可以打开各人孔门进行自然通风冷却，开启向空排汽,向锅内上水、放水，冷却炉管各个部分。每隔2h放水、上水一次，使锅炉各部分冷却均匀。当压力降至0.2Mpa时，打开空气阀。20h以后锅水温度降至7080，方可以将锅水全部放尽。冬季应当做好防寒防冻措施，防止炉管冻裂。126余热锅炉的停运余热锅炉的停运n2.紧急停炉紧急停炉n余热锅炉的紧急停炉往往由于生产用窑、加热炉或反应炉等发生故障，或者锅炉本身发生事故，必须采取紧急停炉。如系生产设备发生故障而被迫停炉，要与生产有关部门联系；如系锅炉本身发生事故，则应开放旁路门，关闭锅炉进出气门，使烟气直接排入烟囱。n除生产上发生事故而被迫紧急停炉外，余热锅炉在下列情况下也应采取紧急停炉措施： n (1)余热锅炉严重缺水，水位在水位表中消失，经过“叫水”后仍然看不到水位时；n (2)余热锅炉严重满水，水位超过可见水位时；n (3)炉管爆破不能维持正常水位时；n (4)炉墙倒塌，钢架烧红，危及锅炉安全运行时；n (5)所有的水位表、安全阀、压力表有一项全部失灵时；n (6)锅炉严重超压时；127余热锅炉停备用时的保养方法余热锅炉停备用时的保养方法n锅炉停止运行后，若在短时间内不再参加运行时，应将锅炉转入冷态备用。锅炉机组由运行状态转入冷态备用时的操作过程完全按照正常停炉程序进行。冷态备用锅炉的所有设备都应保持在完好状态下，以便可以随时启动投入运行。n锅炉在冷备用期间的主要问题是防止腐蚀。腐蚀主要是氧化腐蚀(此外还有二氧化碳腐蚀等)。n对冷备用锅炉进行保养时采用的防腐保养方法，应当以简便、有效和经济为原则，并能 适应运行的需要使其可在较短的时间内就能投入运行。 128余热锅炉停备用时的保养方法余热锅炉停备用时的保养方法n1.保持压力法保持压力法n余热锅炉停运后，关闭各汽水阀门，利用锅炉的残余压力，防止空气漏人锅筒和管簇内，同时控制炉水的pH值在9.8-10.4之间，使之保持一定的碱度。这种方法操作简单、方便。但常会由于系统的严密性差，无法长期维持压力。一般来说，停炉后压力只能维持20h左右。因而，这种方法只宜用于机组短期停用的场合。129余热锅炉停备用时的保养方法余热锅炉停备用时的保养方法n2.磷酸三钠碱式保护法磷酸三钠碱式保护法n停炉后向给水系统注入磷酸三钠溶液，控制炉水的磷酸根含量在10001200mgL之间，使金属表面形成保护膜。n这一方法能使水侧保护良好，但不能对汽侧进行防腐保护。该法的另一缺点是：在对锅炉解除保养拟再行启用时，一定得提前12天对锅炉进行水冲洗。通常，需要换水、冲洗三次以上，否则，水质会长期无法符合控制标准。130余热锅炉停备用时的保养方法余热锅炉停备用时的保养方法n3.热炉放水余热烘干法热炉放水余热烘干法n停炉后在锅炉压力降低到0.5MPa，炉膛温度低于120 时进行排水，利用余热将炉内湿气除去，从而达到防腐目的。这一方法对系统的水侧和汽侧均能起到保护作用，保养过程的维护工作量小，而且系统可以进行检修。但是，有些锅炉锅筒内装有加强肋，致使炉水不能排尽，在锅筒内仍然可能积存一定的炉水，这就会造成氧化腐蚀。n为了解决此问题，可以在炉内温度低于40时；进入锅筒内清除积水，并根据停用时间的长短，可以放人干燥剂吸湿。此法对水侧和汽侧均有保护作用。131余热锅炉停备用时的保养方法余热锅炉停备用时的保养方法n4.干燥剂吸湿法干燥剂吸湿法n停炉后在锅炉压力降至停炉后在锅炉压力降至0.5MPa、炉膛温度低炉膛温度低于于120时进行排水，利用余热达到烘干的目时进行排水，利用余热达到烘干的目的，同时在锅筒温度低于的，同时在锅筒温度低于40后，进入锅筒内后，进入锅筒内进行清洁处理，并放人干燥剂。干燥剂量可按进行清洁处理，并放人干燥剂。干燥剂量可按12kgm3 (锅炉汽水容积锅炉汽水容积)加以控制。此法加以控制。此法的保养效果良好。但常会由于环境湿度大，而的保养效果良好。但常会由于环境湿度大，而系统不严密，致使干燥剂容易吸湿而失效。为系统不严密，致使干燥剂容易吸湿而失效。为此，需要勤换干燥剂。此，需要勤换干燥剂。 132余热锅炉停备用时的保养方法余热锅炉停备用时的保养方法n5.汽侧充氮、水侧碱式保养法汽侧充氮、水侧碱式保养法n停炉后向系统加注磷酸三钠保养液，控制磷酸根含量在10001200mlL之内。当锅炉压力降低到0.5MPa时，向系统加注氮气，并维持系统压力在0.13MPa以上，以防空气渗入。但此法常会因系统不够严密，致使无法维持氮气的压力。为此，就要增多氮气的补给量。133余热锅炉停备用时的保养方法余热锅炉停备用时的保养方法n6.氨氨联氨药液法联氨药液法n停炉后当锅炉压力降至零时，排干炉内存水，向系统注入氨-联氨保养液，控制保养液中联氨含量在200mgL以上。水的pH值在1010.5之间。该方法适合于停用时间较长的场合。为了防止因系统严密性差而从外界渗入空气，应每天进行一次给水顶压，以维持锅内具有一定的压力。134余热锅炉停备用时的保养方法余热锅炉停备用时的保养方法n总的来说，可以根据停炉备用的时间长短，按以下经验来选择保养方法，即： 1.停炉时间在3天以内，系统不检修者，可以采取保压法。系统需要检修者，则不宜采用保压法。 2.停用时间在47天，系统不检修者，可以采用碱式保养法。系统需检修者，则宜采用热炉放水余热烘干法。 3.停用时间在830天者，宜采用干燥剂吸湿法。 4.停用时间在30天以上而属于正常停运者，宜采用干燥剂吸湿法。属于锅炉大修后的起动前保养者，则宜采用氨联氨药液法，同时需用给水进行辅助顶压。135锅炉事故n锅炉运行中发生事故时，处理事故总的原则是： 1.首先解除对人身和设备的威胁，尽快消除事故的根源，隔绝故障点，防止事故的扩大。 2.在确保人身安全和设备不受损坏的前提下，尽可能保持机组继续运行，充分发挥其他正常运行机组的出力，以尽量减小对用户正常供电的影响。136水位事故水位事故n锅炉水位事故的后果是十分严重的，一旦发生而又未能及时、正确地处理时，将会导致机、炉设备遭致严重的损坏，甚至可能发生人身伤亡。锅炉的水位事故主要有满水和缺水两种。n锅炉内的水位超过最高许可水位线时，叫满水事故。满水事故又分为锅炉轻微满水和锅炉严重满水。n锅炉在运行中，当水位表指示的水位低于最低安全水位线时，叫锅炉缺水事故。锅炉缺水又分为锅炉轻微缺水和锅炉严重缺水。137水位事故水位事故n一、锅炉满水一、锅炉满水n锅炉轻微满水如果水位超过最高许可水位线，但低于水位表的上部可见边缘，或水位虽超过水位表的上部可见边缘，但在打开水位表的放水旋塞后，能很快见到水位下降时，称为锅炉轻微满水。n锅炉严重满水如水位超过水位表的上部可见边缘，当打开水位表的旋塞后，在水位表内看不见水位下降时，称为锅炉严重满水。138锅炉满水的现象锅炉满水的现象n锅炉满水时水位警报器发出水位高的报警信号；严重时水位高自动保护装置动作；汽包水位计的水位指示超过最高允许水位或看不到水位；二次水位计指示水位过高；给水流量不正常地大于蒸汽流量；蒸汽含盐量增加，过热汽温有所下降；严重满水时蒸汽管道发生水冲击等。139锅炉满水的处理锅炉满水的处理n现代大型锅炉一般都设有水位高低自动保护装置。当水位升至报警水位(即水位高保护一值)时，运行人员应查明水位高的原因，及时进行处理，必要时将给水自动改为手动，适当减少给水量。当水位超过允许最高水位(水位高保护二值)时，水位自动保护装置应自动打开事故放水门放水。若运行人员发现及时，就可提前手动打开事故放水门。若过热汽温下降，必要时应将减温器解列，打开过热器疏水门或向空排汽门，并通知汽轮机运行人员打开汽轮机侧主蒸汽管道上的疏水门。n如经上述处理无效，水位仍上升超过汽包水位计上部可见水位(水位高保护三值)时，锅炉水位高保护装置应动作自动停炉，并联跳汽轮发电机起紧急停止运行，电子计算机电视屏幕显示出锅炉满水，建议紧急停炉。若水位自动保护装置拒动，则应立即手拉紧急停炉开关，汽轮发电机亦应联动跳闸(当锅炉没有水位自动保护装置时，运行人员应按紧急停炉处理)。同时应继续放水，严密监视汽包水位，若水位在水位计上重新出现时，就可关小或关闭放水门，保持正常水位。待事故原因查明和故障根源消除后，锅炉可重新点火，恢复正常运行。140水位事故水位事故n二、锅炉缺水二、锅炉缺水n锅炉轻微缺水当锅内水位从玻璃管(板)水位表内消失后，用冲洗水位表和“叫水”的方法，水位能重新出现时，称锅炉轻微缺水。n锅炉严重缺水当采用“叫水”的方法后，锅炉水位仍然不能在玻璃管(板)水位表内出现的，称为锅炉严重缺水。141锅炉缺水的现象锅炉缺水的现象n判断锅炉缺水与满水，对高压以上的锅炉都主要是依靠仪表指示和水位保护装置来分析判断。n锅炉缺水的现象与满水的现象相反，如水位警报器发出水位低的报警信号；严重时水位低自动保护装置动作；汽包水位计的水位指示低于最低允许水位以下或看不到水位；二次水位计指示水位过低；给水流量不正常地小于蒸汽流量；严重缺水时，过热汽温升高等。142锅炉缺水的处理锅炉缺水的处理n当水位低至报警水位(水位低保护一值)时，水位警报器发出水位低的报警信号，运行人员应查明水位低的原因，及时进行处理，必要时将给水自动改为手动，适当增加给水量。当水位低至允许最低水位(水位低保护二值)时，水位警报器发出第二次报警信号，水位自动保护装置应立即自动停止程控排污，开大给水凋节门或提高给水泵转速，以增加给水量，必要时启动备用给水泵。n若水位继续下降，汽包水位计指示低于下部可见水位(水位低保护三值)时，锅炉水位低保护装置应动作自动紧急停炉(当锅炉没有水位自动保护装置时，运行人员应按紧急停炉处理)，并联跳汽轮发电机。若水位保护自动装置拒动，则应手拉紧急停炉开关，汽轮发电机亦应联动跳闸。n若判明为严重缺水(即水位低至汽包水位计水侧连通管以下)时，则应严禁再向锅炉进水，并立即熄火。因为严重缺水时，水位究竟低到什么程度无法判断，有可能水冷壁管已部分干烧、过热，此时若强行进水，则温度很高的汽包和水冷壁管被温度较低的给水急剧冷却，会产生巨大的热应力，有可能造成管子及焊口大面积损坏，甚至发生爆管事故。143水位事故水位事故n三、汽水共腾三、汽水共腾n汽水共腾分为汽水共腾和泡沫共腾两种情况。n通常汽水共腾是指蒸发量瞬时增大，汽包水位急剧升高，使机械携带大幅度增加的现象。泡沫共腾是指当锅炉水中含有油脂、悬浮物或炉水含盐量过大等原因引起，当炉水含盐量过大，在汽包水面上出现很多泡沫。泡沫是包有一层水膜的汽泡，当水膜破裂时，蒸汽逸出，同时把水膜破裂时溅出的水滴带走。含盐量越大，负荷越高，则泡沫越多；泡沫越多，泡沫层越厚，则蒸汽带走的水分就越多。n锅炉汽包内发生汽水共腾时，其部分现象与锅炉满水时的现象相同，如过热蒸汽温度急剧下降，主蒸汽管道有水冲击声，法兰及汽轮机轴封冒白汽等，但有以下两个特点可供正确判断：一是汽包水位计的水位急剧波动，看不清水位，其他水位的指针摆动，另一是炉水饱和蒸汽含盐量明显增大。144水位事故水位事故n四、锅炉汽包水位保护四、锅炉汽包水位保护n锅炉汽包水位是由给水自动调节系统调节控制的。但当锅炉负荷突然大幅度波动、操作不当或调节系统失调时，会使汽包水位过高或过低。为了防止汽包水位高、低对设备引起的异常运行和损坏，目前大型锅炉均设置了锅炉汽包水位过高过低的保护，简称汽包水位保护。n当汽轮发电机甩负荷时，锅炉汽压骤然升高，会造成汽包水位骤然下降，将使汽包水位产生虚假现象，为防止因虚假水位造成保护误动作的问题，设置闭锁环节。发出禁止信号，使水位保护闭锁，经过延续二定时间后，待虚假水位现象消失，自动解除闭锁，允许保护系统动作。n汽包水位升高主要是由于流入汽包的水量多于流出汽包的蒸汽量，在这种情况下，允许用开启事故放水门放水，以降低水位。但当锅炉安全阀起座，使汽包压力骤然下降，产生虚假的高水位，此时禁止开启事故放水门。145受热面损坏事故受热面损坏事故n锅炉受热面管损坏事故，即锅炉爆管事故，是指水冷壁管、过热器和再热器管以及省煤器管的爆破损坏。发生爆管时，不仅因受热面损坏要被迫停炉，同时大量高温高压汽水喷出容易造成人员伤亡，因此必须尽力防止。146受热面损坏事故受热面损坏事故n一、爆管的现象一、爆管的现象n1.炉内有管子爆破响声和汽水喷出声，炉膛或烟道有蒸汽和烟气向外喷出；n2.炉膛和烟道负压变正，燃烧不稳，爆破严重时(尤其是水冷壁管爆破)炉膛可能灭火(省煤器爆管对燃烧影响不大)；n3.汽包水位下降，主蒸汽压力下降(省煤器爆管对汽压影响甚微)，汽温不稳定；再热器爆管时，其出口再热蒸汽压力降低(汽轮机中压缸进汽压力降低)；n4.给水流量不正常地大于蒸汽流量；n5.锅炉排烟温度降低； n6.烟道两侧的烟温差明显增大(爆破侧烟温降低)；n7.灰斗内有湿灰或冒汽，n当发生爆管时，是何种受热面管损坏，可以从发出爆破声响的部位、汽水烟喷出的地点、炉膛燃烧和汽压受影响的程度等来进行区分判断。147受热面损坏事故受热面损坏事故n二、爆管的原因分析二、爆管的原因分析n1.启停炉过程中某些操作不符合要求启停炉过程中某些操作不符合要求 n2.运行中负荷变动过大过快运行中负荷变动过大过快 n3.运行调节不当运行调节不当 n4.管外磨损管外磨损 n5.管内结垢腐蚀管内结垢腐蚀 n6.管子材质不良和安装、检修质量不好管子材质不良和安装、检修质量不好 n7.锅炉设计不合理锅炉设计不合理 n8.管子受机械损伤而破裂管子受机械损伤而破裂 n9.吹灰管安装不当吹灰管安装不当 n10.给水管子位置不正确给水管子位置不正确 n11.锅炉运行不符合操作规程锅炉运行不符合操作规程 n12.热胀冷缩考虑不周到热胀冷缩考虑不周到 n此外，过热器及再热器发生烟气侧高温腐蚀、打渣和吹灰方式不正确而致此外，过热器及再热器发生烟气侧高温腐蚀、打渣和吹灰方式不正确而致管子被磨损、大块焦渣掉落砸坏冷灰斗处水冷壁管等，都可能引起爆管事管子被磨损、大块焦渣掉落砸坏冷灰斗处水冷壁管等，都可能引起爆管事故。故。 148受热面损坏事故受热面损坏事故n三、爆管事故的处理三、爆管事故的处理n1.水冷壁和省煤器爆管时的处理原则水冷壁和省煤器爆管时的处理原则n(1)如果泄漏不严重 当加强给水后若能维持汽包正常水位，在短时间内不致使事故扩大，又不影响其他运行锅炉的水位时，则允许暂时降负荷运行。但应加强监视和密切注意事态的发展，待备用炉投入运行或高峰负荷过去后再停炉。n(2)如果泄漏严重 无法维持汽包正常水位，燃烧也很不稳定时，则应立即停炉。停炉后吸风机应继续运行，以抽出炉膛和烟道中的水蒸汽及烟气。在采取加强给水的措施后若汽包水位仍不能维持时，则应停止给水。省煤器爆管停炉时，禁止开启省煤器再循环门，以免汽包内的水经省煤器漏掉，影响水冷壁的安全。n2.过热器和再热器爆管时的处理原则过热器和再热器爆管时的处理原则n过热器、再热器管爆破时，最易危及邻近管子的安全(破口处大量高温高压蒸汽喷出吹坏邻近管子)，故一般应立即停炉，以免扩大事故。停炉后除仍需保持吸风机运行外，还应尽可能维持汽包水位。只有在确认爆破损坏很轻微时，才允许作短时间的运行，以等待备用锅炉的投入。149受热面损坏事故受热面损坏事故n四、锅炉受热面水管损坏事故预防四、锅炉受热面水管损坏事故预防n1.安装、运行要严格按照操作规程。n2.平时加强锅炉水质监督，正确地进行排污、吹灰工作。n3.加强锅炉的维修、管理。150锅炉及压力容器的安全管理n1.锅炉及压力容器的爆炸危险n锅炉压力容器由于其工作介质的压力高、温度高，特别是饱和水还具有很大的汽化潜能，具有爆炸的危险。在电力生产中，锅炉汽包爆炸，联箱爆炸，主汽管、导汽管、下降管撕裂，除氧器、疏水扩容器、加热器爆炸等屡见不鲜。受热面管爆破泄漏几率更高，轻者引起停机限电，重者造成人员伤亡，都有血的教训，所以世界各国都把锅炉压力容器作为特殊设备予以严格管理。151锅炉及压力容器的安全管理n2.锅炉及压力容器的安全监察n1982国务院发布了锅炉压力容器安全监察暂行条例。条例适用于所有的承压锅炉和压力为一个表压以上的各种压力容器，这些设备的设计、制造、安装、使用、检验、修理、改造的单位，都必须执行条例，同年8月原劳动人事部颁发了锅炉压力容器安全监察暂行条例实施细则，并明确由国家劳动总局锅炉压力容器安全监察局直至省、地、市、县各级监察机构进行垂直管理。152锅炉定期检验规则规定n锅炉的外部检验一般每年进行一次，内部检验一般每二年进行一次，水压试验一般每六年进行一次。对于无法进行内部检验的锅炉，应每三年进行一次水压试验。n电站锅炉的内部检验和水压试验周期可按照电厂大修周期进行适当调整。n只有当内部检验、外部检验和水压试验均在合格有效期内，锅炉才能投入运行。153n除进行正常的定期检验外，锅炉有下列情况之一时，还应进行下述的检验。外部检验外部检验：1、移装锅炉开始投运时；2、锅炉停止运行一年以上恢复运行时；3、锅炉的燃烧方式和安全自控系统有改动后。内部检验：内部检验：1、新安装的锅炉在运行一年后；2、移装锅炉投运前；3、锅炉停止运行一年以上恢复运行前；4、受压元件经重大修理或改造后及重新运行一年后；5、根据上次内部检验结果和锅炉运行情况，对设备安全可靠性有怀疑时；6、根据外部检验结果和锅炉运行情况，对设备安全可靠性有怀疑时。水压试验：水压试验：1、移装锅炉投运前；2、受压元件经重大修理或改造后。154锅炉及压力容器的安全管理n设计单位资格，须经主管部门批准，并应对所设计的锅炉、压力容器的安全技术性能负责。n制造单位资格，须经技术监督局锅炉压力容器安全监察机构审批，对产品的质量负责。n专业安装单位资格，由技术监督局锅炉压力容器安全监察机构审批。n检验单位及检验人员（包括监察员、检验员、无损探伤人员）的资格，由技术监督局锅炉压力容器安全监察机构审批。n使用锅炉压力容器的单位，必须向当地锅炉压力容器安全监察机构登记，取得使用证。司炉工必须经过考试，取得当地锅炉压力容器安全监察机构颁发的合格证。n修理和改造锅炉压力容器的单位资格，须经当地锅炉压力容器安全监察机构审批。n发生锅炉压力容器事故的单位，必须按照锅炉压力容器事故报告办法逐级上报。155谢谢大家！156