CN206817442U - 一种新型超“超”临界锅炉启动系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种新型超“超”临界锅炉启动系统，包括除氧器，除氧器的出口端设有高压加热器，高压加热器的出口端设有省煤器，省煤器的出口端设有水冷壁，水冷壁的出口端连接有汽水分离器，汽水分离器的出口端通过并联设置的汽水分离器高水位调节阀和汽水分离器低水位调节阀连接至除氧器的入口端。本实用新型结构简单、投资费用较低，且运行安全性、可靠性较国内现有带热交换器式启动系统相比能得到大幅度提高；该系统在及时排污、回收热量以及减少能耗的同时能对水位进行分段精准控制，亦可避免锅炉启动时疏水排放压头以及汽水膨胀量过大造成的设备损坏。

Description

一种新型超“超”临界锅炉启动系统

技术领域

本实用新型属于锅炉技术领域，具体涉及一种新型超“超”临界锅炉启动系统。

背景技术

国内超(超)临界锅炉配用的启动系统虽各不相同，但基本可归为两类：带启动循环泵的启动系统以及不带启动循环泵的启动系统。启动循环泵虽可以使得汽水分离器分离下来的饱和水和其热量得到回收，但带泵系统的成本高，投资大，且目前启动循环泵几乎全部为进口，造价很高，同时由于启动循环泵多采用潜水电机，一旦冷却系统出现故障很容易造成泵的损坏，系统可靠性不足。不带启动循环泵的启动系统虽系统简单可靠且造价低，但只能回收少部分汽水分离器分离下来的饱和水和其热量，工质和热量损失较大。

我国现采用的带疏水换热器的启动系统，虽可回收工质和部分热量且系统相对简单，但是，该系统在水质不合格时，排污性能较差。在锅炉冷态启动时，疏水排放压头以及汽水膨胀量过大时容易造成设备损坏。在锅炉热态启动期间，汽水分离器工作压力高于或等于一定压力时，分离器疏水阀自锁，汽水分离器大部分疏水只能经疏水换热器降低水温后排入除氧器水箱，导致除氧器水箱压力升高，安全阀启跳，既浪费了热量和工质，又污染了周围环境。虽然安全阀启跳泄汽到回座的时间仅几分钟左右，但影响较大。另外，国内现有带疏水换热器的启动系统其汽水分离器疏水仅由旁路阀控制，无法对汽水分离器水位进行分段控制，故安全性不高。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种新型超“超”临界锅炉启动系统，以克服上述现有技术存在的缺陷，本实用新型结构简单、投资费用较低，且运行安全性、可靠性较国内现有带热交换器式启动系统相比能得到大幅度提高；该系统在及时排污、回收热量以及减少能耗的同时能对水位进行分段精准控制，亦可避免锅炉启动时疏水排放压头以及汽水膨胀量过大造成的设备损坏。

为达到上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种新型超“超”临界锅炉启动系统，包括除氧器，除氧器的出口端设有高压加热器，高压加热器的出口端设有省煤器，省煤器的出口端设有水冷壁，水冷壁的出口端连接有汽水分离器，汽水分离器的出口端通过并联设置的汽水分离器高水位调节阀和汽水分离器低水位调节阀连接至除氧器的入口端。

进一步地，高压加热器与省煤器之间设有旁通电动闸阀。

进一步地，高压加热器的出口端与旁通电动闸阀之间设有给水调节阀。

进一步地，旁通电动闸阀上并联设有疏水换热器，疏水换热器的入口端与汽水分离器的出口端连接，疏水换热器的出口端通过汽水分离器疏水阀连接至冷凝器。

进一步地，疏水换热器的出口端还连接有排污阀。

进一步地，除氧器的入口端通过汽水分离器辅助水位调节阀连接至冷凝器。

进一步地，冷凝器的出口端通过凝结水泵连接至低压加热器，低压加热器的出口端连接至除氧器。

进一步地，除氧器的出口端与高压加热器之间设有给水泵。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益的技术效果：

本实用新型的汽水分离器的出口端通过并联设置的汽水分离器高水位调节阀和汽水分离器低水位调节阀连接至除氧器的入口端，此高低水位控制阀门可在启动过程中对水位进行分段精准控制，相比只有单一水位调节阀的控制系统，系统运行的安全性得到了大幅度提高。

进一步地，本实用新型在锅炉给水管道上增加了疏水换热器旁路管道和旁通电动闸阀。锅炉启动及低负荷运行期间，旁通电动闸阀关闭，给水流往疏水换热器，而在锅炉正常运行期间，旁通电动闸阀开启，给水分两路并联流向省煤器，以降低系统阻力减少疏水换热器金属耗量。和国内现有带热交换器系统相比，该系统在疏水进入热交换器之前将其分为两路，可避免锅炉启动时疏水排放压头以及汽水膨胀量过大造成的设备损坏。

进一步地，疏水换热器的出口端还连接有排污阀，增加了排污管路并加大排至地沟管道的尺寸，从而增大了锅炉冷态启动时水质不合格而不易排入冷凝器进行工质循环时的污水排地沟排放能力，有利于减少水处理设备的工作量，同时可加速炉水水质的净化速度，以便尽可能快地使锅炉水质符合要求。

进一步地，在汽水分离器高、低水位调节阀后又加装了汽水分离器辅助水位调节阀，加装此闸阀的目的在于可辅助高、低水位调节阀进行水位调节，且当除氧器水箱压力升高时，可及时打开此闸阀放水，在一定程度上降低除氧器水箱的压力，尽可能避免除氧器水箱安全阀启跳。除氧器水箱安全阀启跳的原因在于瞬间大量高温疏水排入除氧器水箱后产生大量蒸汽使得水箱压力升高。由于蒸汽比容比水的比容大数百倍，所以靠放水只能在一定程度上延缓安全阀启跳时间，应再辅以正确地改变燃烧率操作，从而避免安全阀启跳。

进一步地，为了使得除氧器能够安全运行，在除氧器水箱上必须设计附加安全阀。对于小容量直流锅炉，在除氧器水箱上布置这些附加的安全门，还并不感到困难。但对于更大容量机组，不仅遇到布置上的困难，而且费用也大大增加。为此，本实用新型将汽水分离器疏水经疏水换热器进行热量交换后，进入冷凝器进行工质回收，而不进入除氧器水箱。这样能减少热态启动汽水膨胀期间排往除氧器水箱的疏水量，从根本上消除除氧器压力升高的原因，使得该系统既能像带泵系统一样回收启动过程中的工质和凝结水的热量，减少能量消耗，同时又避免了启动循环泵及辅助系统带来的系统过于复杂以及系统可靠性问题。

附图说明

图1为本实用新型的整体结构示意图。

其中：1、除氧器；2、给水泵；3、高压加热器；4、给水调节阀；5、疏水换热器；6、省煤器；7、水冷壁；8、汽水分离器；9、汽水分离器高水位调节阀；10、汽水分离器低水位调节阀；11、汽水分离器辅助水位调节阀； 12、汽水分离器疏水阀；13、排污阀；14、冷凝器；15、凝结水泵；16、低压加热器；17、旁通电动闸阀。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步详细描述：

一种新型超“超”临界锅炉启动系统，包括除氧器1，除氧器1的出口端设有高压加热器3，高压加热器3的出口端设有省煤器6，高压加热器3 与省煤器6之间设有旁通电动闸阀17，高压加热器3的出口端与旁通电动闸阀17之间设有给水调节阀4，旁通电动闸阀17上并联设有疏水换热器5，疏水换热器5的入口端与汽水分离器8的出口端连接，疏水换热器5的出口端通过汽水分离器疏水阀12连接至冷凝器14，疏水换热器5的出口端还连接有排污阀13，省煤器6的出口端设有水冷壁7，水冷壁7的出口端连接有汽水分离器8，汽水分离器8的出口端通过并联设置的汽水分离器高水位调节阀9和汽水分离器低水位调节阀10连接至除氧器1的入口端，除氧器1的入口端通过汽水分离器辅助水位调节阀11连接至冷凝器14，冷凝器14的出口端通过凝结水泵15连接至低压加热器16，低压加热器16的出口端连接至除氧器1，除氧器1的出口端与高压加热器3之间设有给水泵2。

该系统综合性较强，吸纳了带泵启动与不带泵启动系统的优势，同时克服了两种启动系统的不足。在锅炉启动过程中，汽水分离器8中的疏水与设置在省煤器6入口的疏水换热器5与给水进行热交换，利用汽水分离器8分离下来的饱和水对系统给水进行加热，回收热量从而提高给水温度。由于疏水换热器5回收了能量，如果配备扩容器的话，可以减少进入扩容器的工质的能量，减轻了扩容器系统的压力，保障系统的安全性。

下面结合附图对本实用新型的实施过程作进一步描述：

参见图1，一种新型超“超”临界锅炉启动系统，它包括汽水分离器8、疏水换热器5、除氧器1以及相关阀门等。特点是该启动系统是在给水管道装设疏水换热器5旁路管道和旁通电动闸阀17，给水分两路并联流向省煤器 6。启动过程中汽水分离器8的疏水分为两路，一路通过疏水换热器5后若水质合格则流至冷凝器14进行工质回收，若不合格则进入排污管路。另一路经过并联的HWR(汽水分离器高水位控制阀9)与LWR(汽水分离器低水位控制阀10)后，若满足水质要求则排至除氧器1，否则排至冷凝器14进行工质回收。汽水分离器8的储水罐在运行中随液位的高度变化采取HWR与 LWR阀分段控制，控制分两个阶段，当蒸汽量达到某个设定值时，(如6％MCR)之前，储水罐水位靠HWR控制，关闭HWR后，储水罐水位靠LWR控制，待LWR阀关闭后，锅炉进入直流运行状态。

具体实施过程如下：

锅炉汽水系统主要启动过程包括锅炉清洗、锅炉点火和升温升压、汽轮机冲转并网、分离器湿－干态转换等几个过程。

初次启动或长期停炉后启动的机组需在启动前进行冷态或温态清洗，将含有杂质的水排出系统外，清洗期间，不合格的水经排污阀13排入地沟。启动期间由水冷壁7的出口集箱引出的两相介质由引出管引至汽水分离器8，工质在汽水分离器8中于离心力的作用下进行汽水分离。在疏水换热器5中，在省煤器6及水冷壁7中吸收了烟气热量的汽水分离器疏水与锅炉给水进行热交换，从而减少了疏水热损失，且经过水位调节阀后的疏水在水质合格、满足系统安全运行的要求下被排至除氧器1，以实现除氧器1回收工质和热量，当水质达不到规定值而不能进入除氧器1时，则由汽水分离器辅助水位调节阀11单独排至冷凝器14，这使得该系统能在结构简单且无需启动循环泵的情况可回收全部工质和大部分工质热量。

启动期间，根据启动阶段锅炉指令的要求，对汽水分离器8的储水罐调节阀进行相应的控制，一般在点火后30min左右，随着工质温度逐渐升高，工质开始汽化，体积将突然增加，水冷壁7易出现汽水膨胀现象。汽水分离器8贮水箱内水位迅速上升至高水位，此时打开汽水分离器高水位控制阀9，及时调节水位，待水位下降后，利用汽水分离器低水位控制阀10维持水位稳定，而在热态和极热态启动时汽水膨胀量很少，可直接用汽水分离器低水位控制阀10进行水位调节。当除氧器1的压力高于其设计压力时，水位可由 BSW(汽水分离器辅助水位调节阀11)进行调节。为防止汽水分离器8水位波动时，调节阀在小开度时频繁动作，应使得当调节信号大于某一设定值时，才允许相应阀门开启，当调节信号小于某一设定值时，才允许相应阀门关闭。

锅炉点火启动并网后，在一定给水流量的前提下，必须实现湿/干态转换。循环转直流是锅炉继续负荷上升的重要节点，同时涉及多个阀门和管路流量的转化控制，重要的条件就是控制汽水分离器8入口工质温度应高于饱和温度20～30℃，关键点就是控制燃料和给水的比例。在升到一定负荷时，全部关闭高低压汽机旁路阀，储水罐水位逐渐下降，汽水分离器水位调节阀也将逐渐关小，在湿态完全转换成干态后，锅炉进入直流运行，水位调节阀全关。

Claims (8)

1.一种新型超“超”临界锅炉启动系统，其特征在于，包括除氧器(1)，除氧器(1)的出口端设有高压加热器(3)，高压加热器(3)的出口端设有省煤器(6)，省煤器(6)的出口端设有水冷壁(7)，水冷壁(7)的出口端连接有汽水分离器(8)，汽水分离器(8)的出口端通过并联设置的汽水分离器高水位调节阀(9)和汽水分离器低水位调节阀(10)连接至除氧器(1)的入口端。

2.根据权利要求1所述的一种新型超“超”临界锅炉启动系统，其特征在于，高压加热器(3)与省煤器(6)之间设有旁通电动闸阀(17)。

3.根据权利要求2所述的一种新型超“超”临界锅炉启动系统，其特征在于，高压加热器(3)的出口端与旁通电动闸阀(17)之间设有给水调节阀(4)。

4.根据权利要求2所述的一种新型超“超”临界锅炉启动系统，其特征在于，旁通电动闸阀(17)上并联设有疏水换热器(5)，疏水换热器(5)的入口端与汽水分离器(8)的出口端连接，疏水换热器(5)的出口端通过汽水分离器疏水阀(12)连接至冷凝器(14)。

5.根据权利要求4所述的一种新型超“超”临界锅炉启动系统，其特征在于，疏水换热器(5)的出口端还连接有排污阀(13)。

6.根据权利要求1所述的一种新型超“超”临界锅炉启动系统，其特征在于，除氧器(1)的入口端通过汽水分离器辅助水位调节阀(11)连接至冷凝器(14)。

7.根据权利要求4或6所述的一种新型超“超”临界锅炉启动系统，其特征在于，冷凝器(14)的出口端通过凝结水泵(15)连接至低压加热器(16)，低压加热器(16)的出口端连接至除氧器(1)。

8.根据权利要求1所述的一种新型超“超”临界锅炉启动系统，其特征在于，除氧器(1)的出口端与高压加热器(3)之间设有给水泵(2)。