某350MW直流炉汽水系统讲解
350MW直流锅炉简介
DG1134.8/25.4-II2型350MW 超临界锅炉
为一次中间再热、平衡通风、露天布置、单炉膛、尾部双烟道、采用烟气挡板调节再热汽温、固态排渣、全钢构架、前后墙对冲燃烧的全悬吊结构∏型锅炉
DG1134.8/25.4-II2表示东方锅炉厂制造、锅炉容量为1134.8t／h、其过热汽压力为25.4MPa，设计燃料为煤，设计序号为II2。
国产电厂锅炉型号一般表示方式如下：
△△－×××／×××－×××／×××－△×
第一组为符号，是锅炉制造厂家的汉语拼音缩写。
如HG——哈尔摈锅炉厂；SG——上海锅炉厂；DG——东方锅炉厂；WG——武汉锅炉厂；BG——北京锅炉厂等。
第二组是数字。分子数字是锅炉容量，单位为T/h；分母数字为锅炉出口过热蒸汽压力，单位为MPa；
最后一组字母表示燃料代号，而数字表示设计序号。
煤、油、气的燃料代号分别是M、Y、Q。其他燃料代号是T。
锅炉是由锅和炉两部分组成，即锅炉=“锅”+“炉”。
“锅”就是锅炉的汽水系统，由省煤器、水冷壁、过热器及再热器等设备组成。它的任务是使水吸收热能蒸发，最后变成一定参数的过热蒸汽。其过程是：给水由给水泵打入省煤器以后逐渐吸热，温度升高的给水通过下降管进入水冷壁吸热，并蒸发成为饱和蒸汽；饱和蒸汽通过启动分离器引入过热器，然后送往汽轮机，过热蒸汽在汽轮机高压缸膨胀做功后，汽温、汽压均下降，在高压缸出口由导管将蒸汽引入锅炉再热器中，第二次再过热成为高温再热蒸汽，然后，再送往汽轮机中压缸中继续膨胀做功。
“炉”就是锅炉的燃烧系统和构架，由炉膛、烟道、燃烧器、空预器和锅炉钢架等组成。
一、汽水系统
需要掌握的知识点：
直流锅炉工作原理；
汽水系统流程；
省煤器、水冷壁、各集箱、储水罐、汽水分离器、361阀、疏水扩容器、 疏水泵作用及规范；
锅炉上水的注意事项；
炉上水方式、操作要点；
锅炉放水条件及操作注意事项；
有关参数的正常范围，湿态运行储水罐水位报警值、联锁保护动作值；
锅炉启动冲洗水质控制标准；
锅炉水质控制标准；
361阀联锁逻辑，启动疏水泵联锁逻辑；
吹灰器结构及布置，吹灰操作要求，吹灰器卡涩处理；
水冷壁、省煤器泄露现象及处理；
过热器系统流程布置；
过热器设备规范 ；
受热面超温危害；
主汽温度调整原则；受热面超温的控制手段
1、直流锅炉工作原理
在直流锅炉蒸发受热面中由于工质的流动不是依靠汽水密度差来推动，而是通过给水泵压头来实现，工质一次通过各受热面，蒸发量D等于给水量G，故可认为直流锅炉的循环倍率K=G/D=l 。工质依靠给水泵的压头一次通过预热、蒸发、过热各受热面而加热成为过热蒸汽。
超临界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。由于直流锅炉没有汽包作为汽水分离的分界点，水在锅炉管中加热、蒸发和过热后直接向汽轮机供汽。因此，直流锅炉必须设置一套特有的启动系统，以保证锅炉启停或低负荷运行过程中水冷壁的安全和正常供汽。
直流锅炉的特点
直流锅炉无汽包，工质一次通过各受热面，各受热面之间无固定的界限，随着锅炉负荷和工况的变动而变动。直流锅炉的结构特点主要表现在蒸发受热面和汽水系统上。
压力等于或超过临界压力时（临界点压力为22.115Mpa,临界点温度为374.15℃），由于蒸汽的密度与水的密度一样，汽水不能靠密度差进行自然循环，只能采用直流锅炉。
直流锅炉的给水品质要求高，直流锅炉没有汽包，不能进行锅内水处理，给水带来的盐分除一部分被蒸汽带走外，其余将沉积在受热面上影响传热，且这些盐分只有停炉清洗才能除去，因此为了确保受热面的安全，直流锅炉的给水品质要求高。
直流锅炉的自动控制系统要求高 ，直流锅炉无汽包且蒸发受热面管径小，金属耗量小，使得直流锅炉的蓄热能力较低。当负荷变化时，依靠自身锅水和金属蓄热或放热来减缓汽压波动的能力较低。当负荷发生变化时，直流锅炉必须同时调节给水量和燃料量，以保证物质平衡和能量平衡，才能稳定汽压和汽温。所以直流锅炉对燃料量和给水量的自动控制系统要求高。
直流锅炉由于没有汽包，在启停过程及变负荷运行过程中的升、降温速度可快些，锅炉启停时间可大大缩短，锅炉变负荷速度提高。
汽水系统流程
1. 主汽水流程：
给水→省煤器→水冷壁进口联箱→螺旋水冷壁→中间混合联箱→垂直水冷壁→启动分离器→炉顶棚过热器→包覆过热器→低温过热器→一级减温→屏式过热器→二级减温→高温过热器。
2. 给水流程：
除氧器给水泵高加给水操作台省煤器下降管炉水分配集箱螺旋水冷壁进口集箱螺旋水冷壁出口集箱垂直水冷壁入口集箱垂直水冷壁出口集箱混合集箱启动分离器。
3. 过热蒸汽流程:
顶棚包墙低过一级减温器屏过二级减温器高过
4. 再热蒸汽流程:
低再事故减温器高再
再热器采用尾部烟气挡板调调节汽温，喷水作为事故手段。
附：汽水系统图
1.省煤器 2.下部螺旋水冷壁 3.过渡段水冷壁 4.上部垂直水冷壁 5.遮焰角 6.汽水分离器 7.顶棚过热器 8.包墙过热器 9.低温过热器 10.屏式过热器 11.高温过热器 12.储水罐 13.低温再热器 14.高温再热器
省煤器、水冷壁、各集箱、储水罐、汽水分离器、361阀、疏水扩容器、 疏水泵作用及规范；
省煤器作用：吸收烟气热量降低排烟温度；提高锅炉效率节省燃料。
水冷壁作用：吸收火焰的辐射传热加热炉水；保护炉墙。
集箱作用：将工质混合，减少工质热偏差。
储水罐及分离器作用：在锅炉启停及低负荷运行期间，汽水分离器湿态运行，起汽水分离作用；在锅炉正常运行期间，汽水分离器只作为蒸汽通道。
361阀作用：调节疏水罐水位。
疏水泵作用：将炉水输送至凝汽器回收或排至循环水管道。
启动分离器规范
锅炉各受热面水容积
锅炉上水的注意事项
上水时间夏季不少于1.5小时，冬季不少于2.5小时，当水温与汽水分离器壁温的温差大于50℃时，适当延长上水时间。锅炉上水温度应高于周围露点温度以防止锅炉表面结露，但温度也不宜过高以防止引起汽化和过大的温度应力，上水时注意凝结水储水箱、凝汽器及除氧器等水位。
锅炉上水方式、上水条件
锅炉上水方法有两种：一是用给水泵通过锅炉给水旁路调节门经过省煤器上水，水源是除氧器的除氧水，一般在水冷壁壁温较高时使用。二是用凝结水补充水泵经锅炉上水管道、高加、给水旁路调节门、省煤器上水，水源是凝结水储水箱的化学除盐水，一般在水冷壁壁温较低时使用。
锅炉上水前需要确认至少满足下列条件时才允许向锅炉上水：
1）锅炉分离器、储水罐水位指示正常。
2）锅炉给水系统疏放水阀处于关闭状态。
3）所有锅炉充氮阀处于关闭状态。
4）锅炉受热面空气门开启。
5）关闭锅炉疏水出口至凝汽器电动门，开循环水回水管道电动门，361阀投入自动；开启361阀前疏水门，储水罐水位至6500mm关闭。
6）确认凝结水系统及除氧器已清洗完成。
锅炉开始上水后的注意事项
1. 锅炉上水时通知化学值班员投入给水加药。
2. 调整锅炉给水旁路调节门开度，控制进水流量；
3. 根据锅炉上水要求控制除氧器水箱温度; 4.储水罐水位调节阀及其后管路上电动闸阀关闭；关闭锅炉所有疏放水阀；
4. 上水至储水罐水位达到6500mm或更高时，关闭锅炉所有水侧的排气门，锅炉上水完成；
锅炉启动冲洗及要求
冷态开式清洗：
1）用辅汽加热除氧器，维持除氧器出口水温在80℃左右。
2）锅炉储水罐水位通过溢流阀控制，排放到循环水回水母管，储水罐水位控制在2200～6500mm左右。检查疏水出口至凝汽器电动门关闭，至循环水回水母管电动门开启。清洗流程如下：
凝汽器→除氧器→给水泵→高加→省煤器→水冷壁→汽水分离器→储水罐→至循环水回水管。
3）维持给水流量284t/h进行开式清洗，当储水罐下部出口水质达到下表标准，冷态开式清洗结束。
项目Fe浊度油脂PH值标准≤500μg/l≤3ppm≤1μg/l≤9.54)冷态清洗期间要密切注意凝汽器、除氧器水位，凝结水泵及汽泵组运行正常。
冷态循环清洗
1)开启疏水至凝汽器电动门，关闭疏水至循环水回水管电动门，清洗水切换至凝汽器。冷态循环清洗流程：
凝汽器→除氧器→给水泵→高加→省煤器→水冷壁→汽水分离器→储水罐→→至凝汽器。
2)维持给水流量（省煤器入口流量）284t/h进行循环清洗，直至省煤器进口水质达到下列表指标，冷态循环清洗完毕。
项目FeSiO2油脂PH值硬度O2电导率标准≤50μg/l≤30μg/l≤0.3μg/l9.3～9.50≤30μg/l≤0.5μg/cm
锅炉放水条件及操作注意事项
热态循环清洗
当汽水分离器入口温度达到190℃，锅炉开始热态清洗。
项目FeSiO2PH值标准 ≤50μg/l≤30μg/l9.0～9.3
当蒸汽品质达到：SiO2≤15μg/L、Fe≤10μg/L、Na≤5μg/kg、电导率≤0.2μs/cm时，可以进行汽机冲转；
过热器出口汽压降至0.8MPa，分离器出口温度小于150℃时，打开水冷壁各疏水门和省煤器各疏水门，锅炉热炉放水。
注意事项：
1、放水时严密监视各受热面温度。
2、加强对分离器壁温的监视。
3、冬季停炉放水时应将各疏水门打开尽量放尽管道内积水并做好防冻措施。
有关参数的正常范围，湿态运行储水罐水位报警值、联锁保护动作值；
主要技术参数（以下压力未注明的均为表压）：
过热蒸汽：最大连续蒸发量(B-MCR) 1134.8 t/h
额定蒸发量：1080.8 t/h
额定蒸汽压力 25.4MPa
额定蒸汽温度 571℃
再热蒸汽：蒸汽流量(B-MCR) 914.89 t/h
蒸汽流量(BRL）868.18 t/h
进口/出口蒸汽压力(B-MCR) 4.83/4.60MPa
进口/出口蒸汽压力(BRL) 4.59/4.38MPa
进口/出口蒸汽温度(B-MCR) 328/569℃
进口/出口蒸汽温度(BRL) 323/569℃
给水：温度(B-MCR) 277.4℃
锅炉湿态运行时，储水罐水位高报警值为10500mm，低报警值为1500mm。
分离器水位高14000mm “MFT”.
当储水罐水位高于9500mm时储水罐361阀A、B全开。
锅炉汽水分离器压力高于17MPa，闭锁储水罐溢流阀打开。
储水罐水位>9000mm，分离器疏水至二级减温水电动门开启调节。
361阀联锁逻辑，启动疏水泵联锁逻辑；
361阀逻辑
1、锅炉湿态运行时，储水罐水位高报警值为10500mm，低报警值为1500mm。
2、当储水罐水位高于9500mm时储水罐361阀A、B全开。
3、锅炉汽水分离器压力高于17MPa，闭锁储水罐溢流阀打开。
启动输水泵联锁逻辑
1、疏水扩容器水位300mm联跳运行泵；
2、疏水扩容器水位2800mm联启运行泵。
吹灰器结构及布置，吹灰操作要求，吹灰器卡涩处理
布置：1、炉膛布置30只短吹
2、过热器及再热器共布置36只长吹
3、空预器布置4只长吹
4、脱硝系统布置12只声波吹灰器
操作要求：
1）送、引风机运行稳定，炉膛负压正常。
2）锅炉负荷小于35%MCR，特别是投油燃烧时，空预器应连续吹灰。
3）机组负荷大于70%MCR且燃烧稳定，在无重大操作时，允许炉膛、对流区吹灰。
4）空预器蒸汽吹灰每班进行一次。空预器吹灰时就地检查提升阀开启正常，采用本机汽源吹灰时，吹灰压力为1.5Mpa，蒸汽温度在330℃，疏水温度在230℃左右。应注意充分疏水。
5)启动过程中空预器吹灰汽源取自辅汽。正常运行时时，空预器吹灰汽源取自本机汽源。空预器吹灰的两路汽源严禁并列运行。
6)锅炉启停、投油或A磨等离子投用过程中，空预器蒸汽吹灰应连续吹灰。
吹灰器卡涩处理:
a. 墙式吹灰器电机过负荷时，应立即联系检修，将其退出，将该吹灰器选择开关放在停止位置，复归电气保护及吹灰器报警，进行下一个吹灰器吹灰。
b. 长杆吹灰器电机过负荷时，吹灰器停止，应紧急用手柄将其退出，查明原因处理，复归电气保护及报警，吹灰器可继续运行。
c. 空气预热器吹灰器电机过负荷时，故障吹灰器停止运行，就地查明原因，联系检修处理。
水冷壁、省煤器泄漏现象及处理
水冷壁泄漏现象及处理：
现象
1） 给水流量不正常地大于蒸汽流量,机组除盐水补水量不正常增大，机组负荷降低。
2） 炉膛负压瞬时偏正且不稳定,从炉墙门、孔不严密处喷出烟气或蒸汽，并有明显的泄漏声。
3） 炉管泄漏检测装置报警。
4） 锅炉两侧烟温差、汽温差增大，泄漏侧烟温降低.
5） 主蒸汽压力下降。
6） 锅炉燃烧不稳定火焰发暗，严重时引起锅炉灭火。
7） 引风机投自动时，静叶开度不正常地增大、电流增加。
处理
1） 水冷壁管泄漏应及早停运。如泄漏不严重，尚能维持运行时，注意各自动装置的动作情况，若不正常，应立即将其切至手动，必要时可降压、降负荷运行。密切监视损坏部位的发展趋势，做好事故预想，申请尽早停炉。
2） 若泄漏严重，使爆破点后工质温度急剧升高，导致管壁严重超温，无法维持锅炉正常运行或威胁设备安全时，应按紧急停炉规定进行处理，当汽温达到保护动作值，保护不动作时，应立即手动MFT。
3）停止脱硝装置运行，保持一台稀释风机运行。
4 停炉后，应保留一台引风机运行，待不再有汽水喷出后再停止风机运行。注意空预器、电除尘灰斗的运行情况，积灰除净。
省煤器泄漏现象及处理：
现象
1） 炉管泄漏检测装置报警。
2） 给水流量不正常地大于主蒸汽流量，机组补水量不正常增大，严重时机组负荷下降。
3） 省煤器两侧烟气温差变大，泄漏侧省煤器处、空气预热器出、入口烟温下降
4） 烟道负压变小，引风机电流不正常增大。
5） 空气预热器两侧出口风温偏差大，且风温降低。
6） 省煤器爆管处有泄漏声，并从不严密处可能冒蒸汽和烟气。
7） 烟道下部不严密处可能漏灰、水。
8） 投自动的引风机电流增大。
处理
1)省煤器泄漏不严重，给水流量能够满足机组负荷需要，金属温度不超温，注意监视各受热面沿程温度，锅炉降负荷降压运行，严密监视损坏部位的发展趋势，申请停炉。
2)在省煤器人孔、灰斗处增设围栏并悬挂标示牌，防止汽水喷出伤人。
3）停止脱硝装置运行，保持一台稀释风机运行，注意监视空气预热器的工作情况，加强巡视检查，如空气预热器堵灰严重无法正常工作应请示停炉处理。
4)若泄漏严重，无法维持正常运行时，应立即紧急停炉。
5)停炉后，应保留一台引风机运行，待不再有汽水喷出后再停止引风机运行，注意省煤器、空预器、电除尘灰斗的运行情况，积灰除净。
2、过热器系统
屏式过热器布置在炉膛正上方折焰角前部、低温过热器布置于烟道竖井后部省煤器上方、烟道竖井的前部布置低温再热器、平烟道前部布置高温过热器、水平烟道后部布置高温再热器。
蒸汽流程：顶棚过热器包墙低过一级减温器屏过二级减温器高过
受热面超温危害
1、壁温长期在高温下运行，金属的强度降低，严重时会造成爆管。
2、管壁超温将会造成金属的蠕变，当金属在高温下到达屈服极限的时候将会造成金属的断裂。
3、长期超温将会造成金属的热疲劳及热脆性加大，会造成受热面爆破。
4、受热面短缺超温使钢材的强度大幅下降，会在短时间内引起爆管。
5、受热面长期超温一般是由于热偏差、水动力差或积垢造成的，长时间过热造成金属蠕变直至破裂。
主汽温度调整原则；受热面超温的控制手段
1）主蒸汽温度的调整是通过调节燃料与给水的比例，控制中间点温度（过热度）为基本调节，并以减温水作为辅助调节来完成的。
2）锅炉正常运行中汽水分离器内蒸汽温度达到饱和值是煤水比严重失调的现象，要立即针对形成异常的根源进行果断处理（增加热负荷或减水），如果是制粉系统运行方式或炉膛热负荷工况不正常引起要对煤水比进行修正。
3）再热汽温主要由尾部烟道挡板调节，当再热器出口温度超过574℃，可投入再热器事故减温水参与汽温控制。
4）在主、再热蒸汽温度手动调节时要根据汽温偏离的大小及减温器后温度变化情况平稳地对蒸汽温度进行调节。
5）汽温的调节可根据负荷、燃料量、燃料性质、氧量、给水温度、给水压力、受热面吹灰等影响因素进行调整。
6）当锅炉负荷变化、给水泵启停、磨组运行方式变化、高加投停、风机启停及受热面进行吹灰时，应加强汽温的监视与调整。
7）高加投入和停用时，给水温度变化较大，各段工作温度也相应变化，应严密监视给水、省煤器出口、螺旋管出口工质温度的变化，待中间点温度开始变化时，维持燃料量不变，调整绐水量，控制恰当的中间点温度使各段工质温度控制在规定范围内。
8）当再热蒸汽温度不能保持在正常范围或烟气挡板开度超过正常范围或事故减温水经常有开度时要对系统进行检查分析。
受热面超温的控制手段
1、提高工质的质量流速。
2、限制水冷壁出口和进口工质温度。
3、加强受热面的吹灰。
4、调整燃烧方式。
5、严格控制升负荷速度。
6、调整煤粉细度。
7、降低烟气的流速。
过热器泄露现象及处理
现象
1） 炉管泄漏检测装置报警。
2） 给水流量不正常地大于蒸汽流量，机组补水量不正常增大，严重时机组负荷下降。
3） 炉膛负压瞬时偏正且不稳定。
4） 过热器爆管侧有泄漏声，不严密处可能向外冒蒸汽。
5） 主蒸汽压力下降。
6） 过热器爆管侧排烟温度下降。
7） 投自动的引风机电流不正常地增大。
8） 低温过热器爆管，主蒸汽温度升高。
9） 过热器、再热器两侧汽温偏差增大。
处理
1）过热器泄漏不严重，泄漏点后沿程温度能维持正常运行，应及时汇报并关注泄漏情况的发展，锅炉降负荷降压运行，严密监视损坏部位的发展趋势，申请停炉处理。
2）在过热器泄漏不严重维持运行期间，在泄漏点人孔、检查孔处增设围栏并悬挂标示牌，防止蒸汽喷出伤人。
3）停止脱硝装置运行，保持一台稀释风机运行。维持运行期间注意监视空气预热器的工作情况，加强巡视检查，如空气预热器堵灰严重应申请停炉处理。
4）若过热器泄漏严重，爆破点后工质温度急剧升高或过热器壁温严重超限时，应立即紧急停炉。
5）停炉后，应保留一台引风机运行，待不再有汽水喷出后再停止风机运行。注意省煤器、空预器、电除尘灰斗的运行情况，积灰除净。
3、再热器系统
受热面超温的危害：
1、受热面金属在高温下原子活动能力增加，原子间结合力下降，造成金属的强度下降。
2、受热面金属在高温条件下即使低于该金属材料在该温度下的屈服极限，但经过长时间的作用仍然能够产生连续的、缓慢的塑性变形。
3、受热面金属在高温作用下产生蠕变，在蠕变的过程中，金属晶粒之间不断重新排列，最终导致晶粒之间出现微裂纹并严晶届发展，最后导致金属部件的脆性断裂。
4、受热面金属在高温作用由于热应力的变化将产生疲劳损坏，最终造成破裂。
5、受热面金属材质由于高温和热应力长期作用，产生冲击韧性下降，热脆性增加而在应力松弛的作用下产生断裂。
再汽温度调整原则 ；受热面超温的控制手段；
原则：以挡板调节为主，以减温水调节为辅。
控制手段：
1、严格控制升负荷率；
2、适当降低炉内送风量；
3、调整煤粉细度；
4、控制一次风速；
5、降低火焰中心；
再热器泄漏现象及处理
现象：
1） 炉管泄漏检测装置报警。
2） 再热蒸汽压力下降，再热蒸汽流量下降。
3） 泄漏点后的再热管壁温度上升，泄漏点前壁温下降。
4） 再热器泄漏侧排烟温度下降。
5） 再热器泄漏点有泄漏声，不严密处向外冒蒸汽。
6） 投自动的引风机电流不正常地增大。
7） 过热器、再热器两侧汽温偏差增大。
8）机组补水量不正常增大，严重时机组负荷降低。
处理：
1）再器泄漏不严重，泄漏点后沿程温度能维持正常运行，应及时汇报并关注泄漏情况的发展，锅炉降负荷降压运行，严密监视损坏部位的发展趋势，申请停炉处理。
2）在再热器泄漏不严重维持运行期间，在泄漏点人孔、检查孔处增设围栏并悬挂标示牌，防止蒸汽喷出伤人。
3）停止脱硝装置运行，保持一台稀释风机运行。维持运行期间注意监视空气预热器的工作情况，加强巡视检查，如空气预热器堵灰严重应申请停炉处理。
4）若再热器泄漏严重，爆破点后工质温度急剧升高或再热器壁温严重超限时，应立即紧急停炉。
5）停炉后，应保留一台引风机运行，待不再有汽水喷出后再停止风机运行。注意省煤器、空预器、电除尘灰斗的运行情况，积灰除净。
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