中间混合集箱结构简图
管子组成,其φ219×45的出口集箱与φ219×45的水平烟道管束出口集箱共引出12根φ168×30的连接管与2只启动分离器相连接。 7.4启动系统
启动系统为内置式不带再循环泵的大气扩容式系统。锅炉负荷小于30%B-MCR直流负荷时,分离器起汽水分离作用,分离出的蒸汽进入过热器系统,水则通过连接管进入贮水箱,经溢流管路排入疏水扩容器中。锅炉负荷在30%BMCR以上时,分离器呈干态运行,只作为一个蒸汽的流通元件。启动系统按全压设计。
启动系统由如下设备和管路组成:1)启动分离器及进出口连接管;2)贮水箱;3)溢流管及溢流阀;4)疏水扩容器、疏水箱及疏水泵(非哈锅供货范围);5)溢流管暖管管路;6)压力平衡管路;7)过热器二级减温水旁路。
启动分离器为立式筒体,共2只,布置在锅炉前部的上方,距前水冷壁的中心线距离为3.575m,分离器间的距离为5.52m。分离器外径为φ610mm,壁厚为75mm,筒身高度为8.363m,材料为WB36。从水平烟道侧包墙和管束出口集箱出来的介质经6根下倾15°的切向引入管在分离器的顶端引入,在本生负荷下汽水混合物在分离器内高速旋转,并靠离心作用和重力作用进行汽水分离。在分离器内的中部偏上位置布置有脱水装置,其作用是消除介质旋转和向下的动能,使分离器及与之相连的贮水箱中的水位稳定。在分离器的底端布置有水消旋器并连接一根φ324×50出口导管,将分离出来的水引至贮水箱;在分离器的上端布置有蒸汽消旋装置并连接1根φ324×50出口导管,每根出口导管通过6根φ219×35的顶棚入口集箱连接管将蒸汽引至顶
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棚过热器入口集箱。每只分离器通过两根吊杆悬吊在锅炉顶板上。
贮水箱数量为1只,也是立式筒体,外径为φ610mm,壁厚为75mm,筒身高度为10m,材料为WB36,在其下部共有2根来自分离器的径向连接管分两层引入分离器的疏水。
本工程贮水箱和2只分离器平行、并联布置,因此分离器和分离器出水管都提供一定的有效贮水容积,使得贮水箱的体积相对减小。由于贮水箱和分离器并联可能因相互间的压力不均衡而引起各自的水位波动,因此在贮水箱上部引出2根φ76×12.5的压力平衡管与分离器相连来保持压力的平衡。
贮水箱溢流管路由两只并联的相同容量的溢流调节阀组成,在锅炉启动时,根据贮水箱水位的高低顺序打开或关闭阀门。
在锅炉启动过程中,首先通过给水泵和溢流管路调节阀的配合,建立稳定的水循环,然后点火。在燃烧器附近的高热负荷区,水冷壁管内的工质首先被加热汽化,体积迅速膨胀,并在短时间内将产汽点后的水挤出,这个过程被称作汽水膨胀或渡膨胀。确保将渡膨胀期间的疏水顺利排出,以便锅炉能够顺利启动是锅炉启动系统的另一项主要功能。
本工程溢流管路容量的设计已充分考虑到锅炉正常启动疏水、渡膨胀期疏水等各种工作条件的要求并有较大裕量。另外,建议在渡膨胀前,将贮水箱水位控制在低点附近(~2.85m),扩容器下面的凝结水箱的水位均也应置于低点,以便接收渡膨胀期间大量的疏水,充分保证启动过程的顺利完成。另外,锅炉启动时的系统压力,炉膛燃烧率的大小以及升负荷速度等对渡膨胀期间的疏水量和时间均有较大影响。
经过渡膨胀阶段后,水冷壁内的工质均匀产汽开始蒸发,水冷壁出来的汽水混合物在分离器中进行汽水分离,分离出来的饱和蒸汽进入过热器系统被继续加热。而其余的饱和水则通过连接管排入贮水箱,经溢流管路排入扩容器。随着锅炉负荷的增加,水冷壁的产汽量越来越大,贮水箱的水位也随之逐渐下降,溢流管路上的疏水调节阀逐渐关小。
当负荷增加到本生负荷时,贮水箱水位降到最低,溢流管路调节阀关闭,锅炉由再循环模式转入纯直流状态下运行,此时给水流量与蒸汽流量相匹配。
在锅炉直流运行时,为保持启动系统保持热备用状态,设置了溢流管暖管管路,该管路取自省煤器出口,使溢流阀及其管路保持较高的温度水平,以保证该管路始终
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保持在“热备用”状态,一旦需要可以立即投入运行。此暖管管路的水最终进入贮水箱,导致贮水箱水位升高。为避免贮水箱满水位,系统设置了二级减温水旁路管路并设有调节阀,以便在锅炉直流运行时,能够有效控制贮水箱的水位。当水位高于7.35m时,该管路开启,调节阀逐渐打开将水排入二级减温器喷入过热器系统,该调节阀的开度同样是由贮水箱水位控制的,当水位上升至9.0m时,调节阀全开,以确保锅炉在正常或事故停炉时,贮水箱能有一个清晰的水位。二级减温水旁路管路只在锅炉干态(30%BMCR直流负荷以上)时能够运行。
贮水箱沿高度从下到上分成如下几个控制区段: 1)从最低的水侧水位取样点开始向上的2.85m; 2)2.85m~5.25m为溢流阀A的控制区段; 3)0.3m自由区段;
4)4.95m~7.35m为溢流阀B的控制区段;
5)7.35m为过热器二级减温水旁路开启,9.0m过热器二级减温水旁路调节阀全开; 6)到最高的汽侧水位取样点为止的2.05m的备用区段。
10000 9400 水位测量-蒸汽侧 9000
自由段(2050mm) 7350 减温水旁路阀开启水位
B溢流阀控制范围 (5250~7350 mm) 5250
4950 自由段(300mm)
A疏水阀控制范围 (2850~4950 mm) 2850
最低水位 (2300 mm) 550 水位测量-水侧 ( 0 mm) 0
图1 贮水箱水位控制范围
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OFCV Opening Control12010052507350Valve Opening ?604020025002850.004950350045005500650075008500Water Level of Storage Vessel mmSmall OFCVLarge OFCV
图2 溢流阀开度控制
锅炉起动过程中为避免因负荷变化率过大而使贮水箱产生过大的应力,在贮水箱上设置了两只热电偶分别监测内、外壁金属温度。通过监测温度变化率来限制机组的负荷变化率。贮水箱内外壁温差限制在25℃以内,内壁金属温度变化率限制在5℃/min,超过以上限制值将报警。
贮水箱悬吊于锅炉顶部框架上,下部装有导向装置,以防其晃动。
从贮水箱下部引出的溢流管的规格为φ324×50、材料为15CrMoG。此根溢流管作为公用溢流管在锅炉右侧运转层以下又分成两路支管,规格为φ219×35和φ299×53,并与疏水扩容器相接。溢流支路上设置有手动闸阀、电动闸阀、启动调节阀(即溢流阀)和节流孔板各一只。由于锅炉启动过程中汽水膨胀发生的时间短,在贮水箱中水位升高迅速,因此要求溢流阀的动作时间快,溢流阀全开关时间为10s。安装在溢流阀后的节流孔板将控制溢流管路的压降和水量,并防止溢流阀发生汽蚀,因此溢流管路上的阀门和节流孔板应尽可能靠近疏水扩容器布置。 7.5过热器
过热器系统按蒸汽流程分为顶棚包墙过热器、低温过热器、屏式过热器和末级过热器。
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来自分离器的12根φ219×35连接管将蒸汽引到φ273×60的顶棚入口集箱。上炉膛和水平烟道上部的顶棚过热器由133根φ63.5×10、材料为12Cr1MoVG 的管子组成,管子之间焊接10mm厚的扁钢,另一端接至φ273×65尾部包墙入口集箱。上炉膛顶棚管的节距为115mm,水平烟道上方的顶棚管变为按153.3mm和76.7mm交错的节距布置。尾部包墙入口集箱同时与后烟道前墙和后烟道顶棚相接,蒸汽分成两路流动。后烟道顶棚由132根φ44.5×7.5、节距为115mm的管子组成,其到后部转弯90°下降形成后烟道后墙。后烟道前墙由133根φ51×8.5的管子组成,其上部为两排通过烟气的管束,横向节距为230mm,纵向节距为85mm,下部为膜式包墙,节距为115mm。后烟道前、后墙与φ324×75的后烟道下部环形集箱相接,环形集箱又连接后烟道两侧包墙,每面侧包墙由95根φ63.5×10.5、节距为115mm的管子组成。侧包墙出口集箱的规格为φ273×60,其引出16根φ219×35引出管与φ406×85的中间隔墙及吊挂管入口集箱相接。与后烟道前墙相似,中间隔墙上方为烟气流通的管束,纵向为两排,横向节距为230mm,纵向节距为90mm,下方为膜式管壁,节距为115mm,管子规格均为φ44.5×10。中间隔墙向下进入φ445×94的隔墙出口集箱即一级过热器入口集箱,隔墙出口集箱与一级过热器相连。后烟道包墙所有膜式管屏的扁钢厚度均为6mm。同时在中间隔墙及吊挂管入口集箱分别引出了过热器侧和再热器侧吊挂管,低再侧吊挂管共130根φ51×9.0、节距为230mm,沿锅炉深度方向布置两排,来吊挂低温再热器;低过侧吊挂管共130根φ57×12.5、节距为230mm,沿锅炉深度方向布置两排,来吊挂低温过热器,过再热器吊挂管均引到φ273×60的中间隔墙吊挂管出口集箱,节距为115mm,管子规格均为φ57×10的尾部烟道中间隔墙下部管自中间隔墙吊挂管出口集箱引入到隔墙出口集箱即一级过热器入口集箱。
低温过热器布置于尾部双烟道中的后部烟道中,由2段水平管组和1段立式管组组成,第1段水平低温过热器沿炉宽布置130片、横向节距为115mm,纵向节距为79mm,每片管组由3根φ57×10、材料为15CrMoG的管子绕成。至第2段水平低温过热器,管组为130片,横向节距为115mm,纵向节距为71.1mm,每片管组由3根φ51×9.5、材料为12Cr1MoVG的管子绕成,立式低温过热器采用6根φ51×10、材料为12Cr1MoVG的管子绕成,横向节距为230mm,纵向节距为75mm,并穿过后烟道顶棚管连接至φ508×95的低温过热器出口集箱。
经低温过热器加热后,蒸汽经由低温过热器出口集箱端部引出的2根φ457×80
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