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摘 要：本文根据东锅1000MW单汽泵超超临界直流锅炉启动过程中不同阶段给水控制要点，详细说明了各阶段的控制思路，对运行人员在机组启动过程的操作有一定的借鉴意义。

关键词：超超临界；单汽泵；给水控制；炉水循环泵

东方锅炉采用带启动循环泵的内置式启动系统，由启动分离器、储水罐、启动循环泵（BCP）、启动循环泵流量调节阀（360阀）、储水罐水位控制阀（361阀）、疏水扩容器、冷凝水箱、疏水泵等组成。

给水管路出来的水由炉前右侧进入尾部竖井后烟道的省煤器入口集箱中部两个引入口，水流经水平布置的省煤器进入螺旋水冷壁管、垂直水冷壁后经引入管引入到汽水分离器进行汽水分离，循环运行时从分离器出来的水从下部排入扩容器或通过炉水循环泵升压后进入省煤器，蒸汽经过顶棚管低温过热器、屏式过热器和高温过热器后进入汽轮机做功，转直流运行后水冷壁出口工质已全部汽化，汽水分离器仅作为蒸汽通道使用。

炉水循环泵设有过冷管路（主给水管路→储水罐→再循环泵进口管道的管路），可保证再循环泵进口介质的过冷度，防止在快速降负荷时，再循环泵进口循环水发生闪蒸引起循环泵的汽蚀。在锅炉启动过程中，再循环泵启动的同时需保证投入再循环泵过冷管路，此管路容量约为2%BMCR。锅炉转直流运行、循环泵最小流量阀关闭后应退出循环泵过冷水。

直流锅炉启动过程的给水控制是锅炉控制的重要组成部分，给水控制主要分为点火前冲洗 点火后升温升压过程（其中包括热态清洗），给水主旁路切换，转干态的给水控制等这几个阶段。下面以东方锅炉DG3035/29.4-Π2为例，详细分析一下各个阶段的给水控制思路和方法。

1. 锅炉点火前控制分析

锅炉点火前，炉水循环泵和给水泵压头克服系统的流动阻力和省煤器上水旁路控制阀的压降，建立锅炉启动时所需的最小循环流量。通过控制炉水循环泵出口调阀和省煤器上水旁路控制阀开度调节省煤器进口流量，省煤器入口流量带有保护且该为锅炉主要保护之一，正常运行时保持给水流量适当高于保护流量，以防止给水系统轻微扰动而导致保护动作。DG3035/29.4-Π2启动流量为25%BMCR，炉水循环泵最大出力约为20%MCR，由上图可以看出 ，进入分离器的水量为循环泵和给水泵共同提供省煤器入口25%MCR和给水泵提供2%MCR的过冷水，超出炉水循环泵流量约7%MCR水量都通过361阀排到储水罐后根据水质情况排到循环水回水管路或凝汽器。

在锅炉进行冷态清洗时，由于系统向往排放不合格的冲洗水，给水泵向系统内补充给水维持系统水循环，以平衡锅炉排放的流量，为了使锅炉排水水质尽快合格，可以通过增加给水泵出力增加排放量，来加强对锅炉的清洗。在此过程储水罐水位会介于L2范围内，361阀控制外排速度以维持储水罐水位。锅炉冷态开式清洗过程中疏水至机组排水槽，直至储水罐下部出口铁<500μg/L、SiO2<200μg/L时回收至凝汽器，疏水回收后，可以适当减少给水泵出力，维持省煤器入口流量25% BMCR。

对于布置单台汽泵的系统，汽动给水泵控制较为简单，维持汽泵转速在最低自动转速即可，通过控制上水调门开度调节给水量。此外，还可根据小汽轮机实际情况，小机转速在手动控制方式，维持更低转速，以节约小机用汽量。前者由于泵转速高，出口压力高，而锅炉上水量较小，锅炉上水旁路调门前后压差大，对阀门冲刷严重，后者需要考虑汽泵系统的临界转速问题。

2. 从锅炉点火到7%MCR蒸汽流量的的控制分析

点火后，锅炉开始产生蒸汽，随着热负荷的增加，锅炉蒸发量增加，分离器中来自下降管的水越来越少，储水罐水位在L2范围内逐渐降低，361阀开度逐渐关小，锅炉的启动系统中外排水量逐渐减少，储水罐水位开始缓慢下降至L1范围。

在此过程中会出现汽水膨胀现象，随着燃烧投入量的增加，水冷壁内工质温度逐渐升高，当燃料投入量达到某一值时，水冷壁某处工质达到该处压力所对应的饱和温度，工质开始蒸发，形成蒸发点，开始产生蒸汽，此时其后部的工质仍为水，产汽点的局部压力升高，将后面的水挤压出去，锅炉排出工质流量远大于给水流量。这个过程361阀位变化幅度和燃料量增加的速度有关，根据直流炉的特性，燃料量投入速度快，工质膨胀就会更加明显，所以，点火后一定要注意控制燃料量增加速度，切忌燃料增加过快，这对防止氧化皮加速生成和脱离也有很大好处。由于汽水膨胀现象非常迅速，所以点火时要确保361阀动作灵活且在自动状态。

随着工质温度的上升，工质中Fe sio2 和 Ca的含时增加，主要是Fe，Fe在水温190℃-220℃时达溶解能力最强，因此升温至190℃（分离器入口）时进行锅炉热态清洗效果最好。启动初期工质温度不容易控制，可以使用汽机旁路协调配合，控制锅炉燃料量稳定，通过调节高压旁路开度控制分离器处压力在1.25MPa左右，其对应饱和温度约190℃。为了加快清洗速度，可增加锅炉循环流量，加大省煤器和对水冷壁的扰动，增加排放量。

3.锅炉7%MCR蒸汽流量到给水切主路过程的控制分析

当蒸汽量大于7%MCR后，启动分离器贮水罐水位降低至L1范围内，储水罐水位控制阀关闭，水位由循环泵出口调节阀控制；蒸汽量继续增加时，进入分离器的水量小于20%MCR并持续降低，此时为了维持储水罐水位，必须关小循环泵出口调门降低循环泵出力。

给水泵转速维持不变，随着蒸汽量的增加，水旁路调门逐渐开大，以维持省煤器入口流量，当上水旁路调门开大至一定开度，阀门前后压差小于3MPa时，开始增加给水泵转速。给水泵转速和上水调门投入自动，上水调门自动控制调门前后压差在3MPa，给水泵转速自动控制给水泵省煤器入口流量。

燃烧率进一步增加，储水罐水位逐渐降低，循环泵出口调门关小，期间关注循环水泵流量在200t/h时，手动开启循环泵最小流量阀，以保护循环泵，机组负荷250MW至290MW时进行干湿态转换，保持给水流量不变，增加燃料量，当循环泵出口调门关闭时，停运循环泵，同时检查最小流量阀和过冷水管路关闭。分离器处出现过热度和储水罐水位低至定值，逻辑判断锅炉进入干态运行，此时锅炉给水控制由储水罐水位控制转化为水煤比控制。转为干态运行以后，以分离器出口过热度作为控制点来修正省煤器入口给水流量，为了避免温度控制失效而导致干湿态重复转化对厚壁金属产生额外的应力和冲击，分离器出口蒸汽温度要保持一定的过热度。

随着给水流量的增加，给水旁路需要切主路运行。一般在350MW左右进行切换。维持负荷稳定，可以手动调节旁路调门控制的压差目标值使调门自动增加开度或将调门切手动缓慢增加开度，关注给水泵转速自动调节良好，当旁路调门开度大于80%后，可手动缓慢点动开启给水主路电动门，直到主路全开，期间要关注给水流量变化和给水泵转速调节情况。

通过对这三个阶段的给水控制分析，可以清晰的了解不同阶段的控制思路，用于指导运行人员的实际操作。但是在实际工作中，运行人员习惯保持较大的安全余量，控制给水流量和理论流量会有偏差，实际给水流量通常比文章中所提示理论流量偏大，因此过程节点会适当的延后，但不会影响各个阶段的控制。

参考文献

[1] 东方锅炉有限公司《DG3035/29.4-Π2使用说明书》.

[2] 合肥皖化电机技术开发有限公司《锅炉炉水循环泵使用说明书》.

[3] 广东电网公司电力科学研究院 《1000MW超超临界火电机组技术丛书锅炉设备及系统》 2011年 中国电力出版社.