■孟勝利，柯 文，齊 玄 ■河南省電力勘測設計院，河南 鄭州 450007

1 引言

1.1 鍋爐本體啟動系統(tǒng)功能

超超臨界鍋爐的本體啟動系統(tǒng)是超超臨界機組的一個重要組成部分。啟動系統(tǒng)的主要功能就是完成冷態(tài)、熱態(tài)清洗，在鍋爐啟動、低負荷運行及停爐過程中，建立并維持爐膛內的最小給水流量，以保護爐膛水冷壁，滿足機組啟動及低負荷運行的要求，回收啟動過程中的工質和熱量，提高機組的運行經濟性。

1.2 鍋爐本體啟動系統(tǒng)要求

啟動工況下的給水量按25%BMCR 流量考慮，省煤器入口壓力約為1.2MPa。

1.3 鍋爐本體啟動系統(tǒng)運行

由于直流爐對水質要求較嚴格，為了保證鍋爐受熱面內表面清潔，對停運時間較長的機組應進行鍋爐清洗。鍋爐清洗主要目的是清洗沉積在受熱面上的雜質、鹽分和腐蝕生成的氧化鐵等。鍋爐清洗包括冷態(tài)清洗和熱態(tài)清洗。

1.3.1 冷態(tài)清洗

冷態(tài)清洗一般將清洗水在除氧器內加熱到一定溫度，通過給水前置泵升壓后，給水經高加旁路向鍋爐輸送清洗水，清洗的流量約為25%B-MCR，持續(xù)時間8 小時，清洗水全部排出系統(tǒng)。當儲水箱出口的清洗水Fe ＜500ppb 或濁度＜3、油脂＜1ppm、PH 值＜9.5 時，清洗結束。

1.3.2 熱態(tài)清洗［1］

鍋爐熱態(tài)沖洗的最佳溫度為190℃左右，對新建電廠的第一臺機組啟動，為了既能夠滿足鍋爐熱態(tài)沖洗的基本要求、又不至于將啟動鍋爐的出力選擇很大，將鍋爐首次熱態(tài)沖洗的溫度由190℃左右降低到120℃左右，本文在做方案比較是按一臺機組運行，一臺機組熱態(tài)沖洗進行論述。

2 鄰機加熱啟動系統(tǒng)方案技術分析

2.1 鍋爐啟動沖洗方案

(1)方案一:通過鍋爐點火加熱爐內給水，實現(xiàn)鍋爐的熱態(tài)沖洗。(2)方案二:在方案一基礎上，增設鍋爐的鄰機啟動加熱系統(tǒng)，鍋爐無需點火也可實現(xiàn)鍋爐的冷態(tài)和熱態(tài)沖洗。

2.2 鄰機加熱啟動系統(tǒng)的目的

設置鍋爐鄰機加熱啟動系統(tǒng)是為了在無需鍋爐點火的情況下，通過該系統(tǒng)將給水加熱至鍋爐熱態(tài)清洗要求的溫度，以便縮短啟動時間，達到節(jié)煤的目的。

2.3 鄰機啟動加熱系統(tǒng)的組成

在高壓加熱器上連通鄰機蒸汽，使用鄰機蒸汽通過高加將鍋爐給水升溫;在機組冷態(tài)、溫態(tài)或熱態(tài)啟動時，間接加熱鍋爐受熱面，在鍋爐受熱面溫度接近它源蒸汽壓力對應的飽和溫度后，啟動煙風系統(tǒng)，鍋爐開始點火，在啟動制粉系統(tǒng)后利用旁路系統(tǒng)盡快增加熱負荷，待燃煤熱負荷高于最大斷油熱負荷后切斷它源蒸汽，并進入常規(guī)啟動方式;在極熱態(tài)啟動時，當鍋爐吹掃結束后鍋爐點火，在啟動制粉系統(tǒng)后利用旁路系統(tǒng)使燃煤負荷高于最低斷油熱負荷后切斷它源蒸汽，并進入常規(guī)啟動方式。

2.4 臨機加熱設計參數(shù)

2.4.1 鄰機加熱蒸汽系統(tǒng)

除氧器的啟動加熱蒸汽來自輔助蒸汽系統(tǒng)，輔助蒸汽系統(tǒng)的汽源有兩個，分別為:四段抽汽和冷段抽汽。

2.4.2 鄰機加熱蒸汽量計算

(1)鍋爐冷態(tài)沖洗

為了在滿足鍋爐冷態(tài)沖洗要求的情況下、兼顧機組啟動時的給水除氧要求，將冷態(tài)沖洗水溫由80℃提高至110℃。

根據鍋爐冷態(tài)沖洗要求:沖洗流量為25%BMCR，水溫為110℃，加熱蒸汽來自輔助蒸汽系統(tǒng)，參數(shù)為0.78Mp.a、371.2℃［2］，據此可以計算出將730t/h 給水由20℃提高至110℃，所需的加熱蒸汽流量為:87.7t/h;

(2)鍋爐熱態(tài)沖洗

在鍋爐不點火情況下，當鍋爐在熱態(tài)沖洗方式下運行時，爐內循環(huán)水溫度為190℃，此種沖洗方式下25%B -MCR 的清洗水當水質合格后，啟動循環(huán)泵將給水打循環(huán)進行熱態(tài)清洗。

當?shù)诙_機組啟動時，先利用臨機四段抽汽將給水在除氧器內由20℃加熱到110℃，然后給水經2 號高加，由來自鄰機的再熱冷段抽汽，將給水加熱至190℃，據此可計算出將730t/h 給水由110℃提高至190℃，所需的加熱蒸汽流量為:108t/h。

3 兩種鍋爐點火啟動系統(tǒng)的技術經濟比較

3.1 技術比較

方案一:通過鍋爐點火加熱爐內給水，實現(xiàn)鍋爐的冷態(tài)和熱態(tài)沖洗。鍋爐點火微油點火節(jié)油方式。加大除氧器啟動蒸汽管道，實現(xiàn)鍋爐120℃熱態(tài)沖洗。

方案二:在方案一基礎上，增設鍋爐的鄰機啟動加熱系統(tǒng)，鍋爐無需點火可實現(xiàn)鍋爐的冷態(tài)和熱態(tài)沖洗。熱態(tài)沖洗水溫為190℃的方案，即采用臨機四段抽汽在除氧器內加熱給水和鄰機再熱冷段抽汽至本機2 號高加加熱給水。該方案增加了一套抽汽系統(tǒng)及加熱器疏水系統(tǒng)。

3.2 經濟比較

3.2.1 初投資估算

由上述兩個方案的技術對比分析可知出二者的投資差別較小，估算方案二比方案一的管道、閥門投資增加約160 萬元左右。

3.2.2 運行費用估算

以下分析計算的邊界條件:

(1)方案一鍋爐由熱態(tài)沖洗開始點火啟動。方案二鍋爐由熱態(tài)沖洗完成后開始點火啟動。

(2)熱態(tài)清洗運行持續(xù)時間按6h 計算。

(3)鍋爐保證效率按93.5%、管道效率按99%計算。

(4)標煤價格:700 元/噸。

(5)微油點火25%BMCR 負荷平均油耗量約8t/h。

(6)制粉電耗:10kW.h/噸煤。

(7)電價:0.4191 元/kWh。

方案一:本文按鍋爐點火和助燃采用微油點火節(jié)油方式。

(1)燃煤費用:鍋爐在25% BMCR 工況下消耗的設計煤量約97.40t/h，折合標煤量約60.58t/h。

則6h 熱態(tài)沖洗費用為:6 ×60.58 ×556=20.21 萬元

(2)少油點火耗油:6 ×8 ×4000=19.2 萬元

(3)制粉系統(tǒng)電費用:0.3974 ×6 ×97.4 ×10=0.23 萬元

通過以上分項計算可以知，在不計鍋爐輔機耗電費用的情況下，鍋爐熱態(tài)沖洗持續(xù)時間按6h 計算，費用約為39.64 萬元。

方案二:熱態(tài)沖洗方式:在本期機組啟動時，需要臨機冷段加熱蒸汽流量～108t/h，臨機四段抽汽加熱蒸汽87.7t/h，運行持續(xù)時間按6h計算，耗汽總量～1171.2t。折算為供熱量為3234GJ，相當于～119t 的標準煤，燃煤費用約8.33 萬元人民幣。

3.3 兩種鍋爐啟動加熱系統(tǒng)技術經濟比較匯總

根據上述分析和計算，對兩種啟動系統(tǒng)的技術經濟匯總見表1。

表1 兩種啟動啟動系統(tǒng)的技術經濟比較

本文兩臺機組按每年冷態(tài)啟動一次計算，設置臨爐加熱所需初投資2.55 年即可回收成本，經濟效益顯著。

4 結論

綜上所述，本文推薦不點火進行熱態(tài)沖洗方案，即采用鄰機四段抽汽和再熱冷段加熱給水至190℃的熱態(tài)沖洗方案。該啟動系統(tǒng)方案不僅熱態(tài)沖洗效果好，還可以提高點火前爐內環(huán)境溫度、縮短鍋爐點火后的啟動時間、提高點火成功率、節(jié)約啟動燃料費用。與采用常規(guī)熱態(tài)清洗方案相比，臨機加熱方案增加投資160 萬元，每次冷態(tài)啟動節(jié)省運行費用31.31 萬元，本文按兩臺機組按每年冷態(tài)啟動一次計算，設置臨爐加熱所需初投資2.55 年即可回收成本，經濟效益顯著。

［1］東方鍋爐廠.鍋爐運行說明書.

［2］上海汽輪機廠.熱平衡圖.