超临界锅炉启动系统的性能分析(2)

西安交通大学网络教育学院论文

Paper topics：Analysis of technical characteristics and operation of Supercritical Boiler

Start-up System

Discipline(professional)：Heat and power project The applicant：Wang nan Teachers：Zhao shuai

Abstract

Supercritical Boiler Start-up System is one of the key technologies， it con be used to ensure that your system unit security，economic starting and stoping， low-load operation and the proper conduct of an important means to deal with the accident， the paper supercritical boiler for your system′s technical characteristics and operational control analyzed.

First introduced supercritical unit history of the development at home and abroad，as well as restart the system supercritical supercritical units in the importance of.Followed by supercritical boiler introduced the main task of your system，supercritical boiler starting system of the type of separator water level regulation and control， with the startup circulation pump control system and start-up condition to the operating conditions of pure DC conversion control. In recent years， with the rapid development of power system，China's largest supercritical unit gradually increased，so，supercritical units， as the former is not only a commitment to the basic load, and also need to participate in peak shaving，which is built-in separator restart the system the advantages of supercritical units have emerged，especially with the launch of the system circulating pump，so this paper start with recycling pump system， water separator，as well as the detection and control to start working condition to the pure DC the change of control of working conditions.

Key words: Supercritical boiler；start the system；recycling pump；separator；the status of the

conversion Paper types: Application research

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目录

1 绪论 ..................................................................... 1 1.1 课题背景 ............................................................. 1 1.2 国外超临界和超超临界技术的发展 ....................................... 1 1.2.1 美国 ............................................................. 1 1.2.2 前苏联 ........................................................... 2 1.2.3 日本 ............................................................. 3 1.2.4 欧盟 ............................................................. 3 1.3 国内超临界和超超临界技术的发展 ....................................... 4 1.4 启动系统在超临界机组中的重要性 ....................................... 5 2 超临界锅炉启动系统的类型 ................................................. 5 2.1 内置式启动系统分类 ................................................... 6 2.2 外置式启动分离器系统 ................................................. 7 3 超临界锅炉启动系统的主要任务 ............................................. 8 4 带循环泵的启动系统的控制 ................................................. 9 4.1 布置形式 ............................................................. 9 4.1.1 给水泵与循环泵采用并联运行方式 .................................. 10 4.1.2 给水泵与循环泵采用串联运行方式 .................................. 11 4.2 循环泵投运条件 ...................................................... 12 4.3 循环泵跳闸条件 ...................................................... 12 4.4 启动系统的功能及控制方式 ............................................ 12 4.6 水位控制 ............................................................ 15 4.7 向纯直流工况的转换 .................................................. 15 4.8 带有循环泵的启动系统具的优点 ........................................ 16 4.9 带有循环泵的启动系统的缺点 .......................................... 17 5 汽水分离器的水位调节与控制方式 .......................................... 18 5.1 汽水分离器的工作状况 ................................................ 18 5.2 水位的检测和控制 .................................................... 19 5.2.1 测量信号校正 .................................................... 20 5.2.2 汽水膨胀现象 .................................................... 21 5.2.3 暖管回路 ........................................................ 22 6 启动工况向纯直流运行工况的转换控制 ...................................... 23 6.1 启动系统组成 ........................................................ 23 6.2 锅炉启动 ............................................................ 24 6.3 启动工况向纯直流运行工况的转换控制 .................................. 27 6.4 转直流过程 .......................................................... 27 6.5 转直流后的控制 ...................................................... 27 结 论 ................................................................... 28 致 谢 ................................................................... 29

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参考文献 ................................................................... 31

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1 绪论

1.1 课题背景

中国在实现现代化的进程中，随面临的最大问题是人口数量过大、资源缺乏和环境污染问题。而能源作为国民经济的基础，对社会、经济的发展，环境保护等都至关重要，是我国可持续发展战略中最重要的环节之一[1]。

据有关资料，我国已探明的煤炭储量约为1000Gt，人均拥有煤储量在世界上属中等水平。但可采量及开采能力受一定条件的限制，我国的煤炭供需矛盾仍很突出，并将随火电的发展而进一步扩大。此外，煤炭产地与高用电负荷地区相分隔，导致煤炭的运输一直是制约电力工业发展的重要因素之一。

采用先进的超临界火电技术对我国现有的火电结构进行改造，势在必行。我国电力工业总体水平与国外先进水平相比仍有较大差距，能耗高和环境污染严重是目前我国火电中存在的两大突出问题，并成为制约我国电力工业乃至整个国民经济发展的重要因素。因此，在增产煤炭的同时，必须更加重视节约发电用煤工作，提高机组的热效率以实现节能降耗及降低污染排放，这已成为我国电力工业发展中的一项紧迫任务。为迅速扭转我国火电机组煤耗长期居高不下的局面，缩小我国火电技术与国外先进水平的差距，发展国产大容量的超临界火电机组就有了十分重要的现实意义[2]。

1.2 国外超临界和超超临界技术的发展

1.2.1 美国

美国是发展超临界发电技术最早的国家。美国早在20世纪50年初就开始从事超临界和超超临界技术的研究。1957年,125MW、31MPa/621°C/566°C/538°C的世界上第一台超超临界机组在Philo电厂投运。1958年,325MW、36.5MPa/654°C/566°C/566°C的第二台超超临界机组在Ed-dystone电厂投运,该机组锅炉由美国CE公司设计制造，是当时世界上容量最大、参数最高的机组。

鉴于超临界机组的热效率明显高于亚临界机组,在20世纪60年代中期,新建的机组中有一半以上是超临界机组。从1967年到1976年的10年期间，共投运118台超临界机组,其中最大单机容量为1300MW。但由于单机容量增大过快,蒸汽参数选择过高,超越了当时的金属材料技术水平，并采用热负荷偏高的大型正压锅炉,导致早期的超临界锅炉事故偏多,可用率低及维修费用高；由于美国煤价较低,机组运行经济性不显著；适宜带基本负荷的大

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量核电机组迅速投产,而当时的超临界机组调峰能力较差,不能适应调峰需要。导致从70年代开始,超临界机组订货减少。1980~1989年期间仅有7台超临界机组投运。

为了提高机组可用率,后来发展的超临界机组多采用24.1MPa/538°C/538°C，个别采用541°C~543°C,二次再热时用552°C/566°C,并不断完善。这种蒸汽参数保持了20余年。

到上世纪80年代,针对燃料价格上涨,环境保护要求日益严格的现状,美国电力研究所(EPRI)在总结了前期超临界机组运行经验和教训后,根据当时的技术水平,对超临界机组蒸汽参数和容量等进行了可行性优化研究,研究认为在技术方面不需要作突破的条件下,机组采用31MPa/566°C~593°C/566°C~593°C蒸汽参数、二次再热、容量700~800MW为最佳;并重新开发了蒸汽参数为31MPa/593°C/593°C/593°C的二次再热超超临界机组。但是,由于美国电力工业大力发展高效的燃气蒸汽联合循环,上述研究成果未能得到实施，却在亚洲和欧洲某些国家得到了应用。

到1992年，美国在役的107台800MW及以上火电机组均为超临界机组，最大单机容量为1300MW。

1999年，美国能源部提出了发展先进发电技术的Vision21计划。其中，对于超超临界技术，主要是开发35MPa/760°C/760°C/760°C的超超临界火电机组，这种机组的热效率高于55%，污染物排放也比亚临界机组减少30%。

1.2.2 前苏联

前苏联是发展超临界机组最坚定的的国家。1963年，前苏联第一台300MW超临界机组投入运行，其参数为23.5MPa/580°C/565℃。但由于蒸汽参数偏高，超过大量可使用的材料水平，加上设计、制造质量等原因,投运初期出现了高温腐蚀等问题。后经改进和不断完善，并将蒸汽温度降为540°C/540°C,才使机组达到较好的水平，其可靠性与超高压参数机组相当。但是,在超临界蒸汽参数下，300MW机组容量偏小，汽轮机通流部分气动损失大、效率低,其总体经济水平仍偏低。其后投运的500MW、800MW和1200MW机组基本上也采用了上述参数(300MW与500MW机组也有采用565°C/570°C的)。不过，500MW燃煤机组由于可用率低及热耗高而没有被大量应用;800MW和1200MW机组只有燃油和燃气，而且1200MW机组的可用率也较低。

前苏联所有300MW及以上容量机组全部采用超临界参数，因此，其超临界机组达200余台，占总装机容量50%以上，且大多数为300MW机组。经长期试验研究，俄罗斯现已拥有一套比较完整的超临界技术。

目前，俄罗斯新一代大型超超临界机组采用参数为28~30MPa、580°C~600°C。

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