锅炉工作原理及启动特点简介

一、锅炉分类
根据锅炉蒸发系统中汽水混合物流动工作原理进行分类，锅炉可分为自然循环锅炉、强制循环锅炉和直流锅炉三种。
若蒸发受热面内工质的流动是依靠下降管中水与上升管中汽水混合物之间的密度差所形成的压力差来推动，此种锅炉为自然循环锅炉：若蒸发受热面内工质的流动是依靠锅水循环泵压头和汽水密度差来推动，此种锅炉为强制循环锅炉；若工质一次性通过各受热面，此种锅炉为直流锅炉。
直流锅炉是由许多管子并联，然后再用联箱连接串联而成。它可以适用于任何压力，通常用在工质压力≥16Mpa的情况，且是超临界参数锅炉可采用的炉型。
二、直流锅炉的工作原理
直流锅炉依靠给水泵的压头将锅炉给水一次通过预热、蒸发、过热各受热面而变成过热蒸汽。直流锅炉的工作原理如下图所示。

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。
直流锅炉没有汽包，在水的加热受热面和蒸发受热面间，及蒸发受热面和过热受热面间无固定的分界点，在工况变化时，各受热面长度会发生变化。
三、超临界锅炉的启动特点
超临界锅炉的启动与汽包锅炉的比较，具有以下特点：
1.启动阶段应进行循环清洗
对于运行中的锅炉，给水中的的杂质除了一部分溶于过热蒸汽被带出之外，其余部分都沉积在受热面上，尤其是在蒸干点附近。因此，超临界锅炉除了对给水品质要求严格外，还应在启动阶段进行冷水和热水的清洗。清洗的污垢主要有两部分，一部分是锅炉本身和循环系统在停运期间生成的腐蚀产物；另一部分是运行中受热面上的盐垢。
2.启动期间需维持足够的启动流量
超临界锅炉启动时，由于没有自然循环回路，所以超临界锅炉受热面的冷却方式是，从锅炉开始点火就必须不间断地向锅炉进水，并保持一定的流量，以保证受热面得到足够的冷却。启动流量的选择，一般在保证受热面可靠冷却和工质流动稳定的前提下，应尽可能选得小一些，以免启动时间过长，减少启动中工质和热量的损失。通常超临界锅炉的启动流量为25～30%的额定蒸发量。
3.启动过程中会发生短暂的膨胀现象
超临界锅炉启动点火后，水冷壁内工质温度逐渐升高，到饱和温度并开始汽化，这时比容突然增大很多。汽化点以后的水将从锅炉内被排挤出去。这时进入启动分离器的工质流量要比给水量大得多，这种现象称为启动中的膨胀现象。启动中主要通过控制燃料投入速度和避免给水温度突然升高，控制工质的膨胀，从而保持锅炉启动分离器水位的基本稳定。实践证明，在膨胀开始前，适当减少燃料量，可以减小膨胀高峰的膨胀量。
4.启动时间短、速度快
超临界锅炉由于是由许多小管径而管壁较薄的管子组成，无厚壁汽包限制升温速度，因而升温可快速进行，即允许快速启动。从冷炉点火至锅炉达到额定参数，锅炉本身的启动时间一般仅需40～45min。
四、超临界锅炉的启动过程
1.冷态清洗
在锅炉点火之前，用一定温度的除氧水进行循环清洗。为防止其他设备和管道中污垢进入锅炉，清洗可分两步进行，首先进行给水泵前低压系统清洗，水质合格后再进行高压系统清洗。循环清洗的目的是洗去管内的污物，提高给水品质。
2.建立启动流量
启动锅炉再循环泵，建立启动流量，保证锅炉点火初期水冷壁足够的冷却。
3.锅炉点火及工质加热
锅炉点火初期，需严格控制炉膛出口烟温和燃料投入速度，以保证过热器、再热器的保护和工质膨胀时启动分离器水位的稳定。
4.热态清洗
当水中的含铁量超过规定值时，应进行热态清洗。热态清洗时，水温较高，冲洗效果较好。但水温也不能过高，通常锅炉本体汽水系统出口水温不超过200℃。因为铁的氧化物在高温水中的溶解度很小，水温太高时，热负荷较大的水冷壁或顶棚过热器管中，容易发生水中氧化铁重新沉积的现象。因此，通常要求热态清洗水温为200℃附近。
5.汽轮机冲转、升速和并网
锅炉热态清洗结束后，提高锅炉压力和蒸汽温度，当参数达到冲转要求时，即可进行汽轮机复归和冲转、并网带负荷等操作。
6.停运锅炉再循环泵
当锅炉过到30%左右的负荷时，启动分离器进入干态运行，停运锅炉再循环泵，投入锅炉启动系统的暖管系统。
7.锅炉本体的升压和升温

根据汽轮机升负荷曲线要求，投入锅炉制粉系统，按比例地增加燃料量和给水量，进一步提高蒸汽参数，达到满负荷运行工况。