锅炉启动的主要方式

19.1.1　锅炉启动的主要方式

所谓锅炉的启动实质上是指整个锅炉机组的启动，即使锅炉从静止状态转变为带负荷运行的过程，亦即从锅炉点火到带额定负荷（单元机组）或并入蒸汽母管（母管制机组）的过程。

锅炉机组的启动过程，实质上是一种变动工况的运行。启动过程中，燃烧逐渐加强，炉膛温度逐渐提高，部分炉水汽化，水循环逐渐建立，蒸汽产生，汽压逐步升高，设备各部件逐渐过渡到正常运行状态。启动过程中，要求各种设备能得到正确的保护，并使各部件在受热后不至于产生导致破坏性的热应力，以及在允许的条件下，缩短启动时间，降低工质热量损失。

根据锅炉启动前所处的状态不同，通常分为冷态启动和热态启动。热态启动又包括温态（停运时间＞24h，＜48h）、热态（停运时间＞8h，＜24h）和极热态（停运时间＞2h，＜8h）三种启动方式。所谓冷态启动，就是锅炉处于室温状态下的启动。例如检修后锅炉的启动，或是停炉备用时间较长，汽压已降到零状态的启动。热态启动，就是指短时间停炉备用的锅炉，由于停炉时间不长，锅炉还有一定的汽压，炉内还蓄有大量热量状态的锅炉启动。冷态启动和热态启动的内容、步骤基本上是相同的，只不过热态启动是在冷态启动已经进行了若干过程基础之上的启动。因此，熟悉了冷态启动的过程，自然就掌握了热态启动。

锅炉与汽轮机之间的蒸汽管道连接方法不同，锅炉的启动方式也不同。机、炉之间的连接系统大致可分为单元制系统和母管制系统^［1］，如图19.1和图19.2所示。

按汽轮机冲转时的蒸汽参数状态来区分，锅炉机组的启动方式又可分为额定参数启动和滑参数启动。

额定参数启动时，锅炉首先启动，当蒸汽参数升至额定值时，再冲转汽轮机，汽轮机从冲转至带额定负荷期间，主蒸汽阀门前的蒸汽参数始终保持为额定值。这种启动方式的运行灵活性和经济性均较差，仅在母管制的小型机组上应用，单元制运行的大型机组已不再采用这种启动方式。

单元制机组通常采用滑参数启动，又称为联合启动。在锅炉点火，蒸汽升压、升温的过程中，利用低温、低压蒸汽进行蒸汽管道的暖管，当达到一定参数后汽轮机进行冲转及并网，并随着汽温、汽压的升高逐渐提高汽轮机的负荷。在整个启动的过程中，主蒸汽阀门前的蒸汽参数随机组负荷的升高而升高。

图19.1　单元制系统中机炉之间的连接管道

1—锅炉；2—汽轮机；3—凝汽器；4—锅炉主汽门；5、6—切换闸门；7—隔离阀门；8—汽轮机主汽门；9—调速汽门；10—放汽管；11—减温器；12—凝汽器内放汽管；13—减温水

滑参数启动有以下的优点：启动过程中，蒸汽管道的暖管、汽轮机的启动与锅炉的升压同时进行，从而使整台机组的启动时间缩短，增加了运行调度的灵活性；整台机组的加热过程是从较低的温度和压力开始的，金属受热膨胀比较均匀并使受热面得到良好的冷却，由于开始进入汽轮机的蒸汽压力和温度均较低，蒸汽的容积流量较大，容易充满汽轮机，而且流速也较大，汽轮机的各部分均匀而迅速地升温，不致于产生过大的热应力；启动过程经济性提高，特别是设置旁路系统的机组，启动过程中可回收工质及利用工质的热量，工质损失和燃料消耗减少，机组在启动过程中即可以发电。

单元制机组滑参数启动又可进一步分为真空法和压力法两种操作方式。

真空法滑参数启动过程中，在锅炉点火之前全部开启从锅炉锅筒到汽轮机喷嘴前的所有阀门，关闭全部沿程的空气门和疏水门，投入抽气器，抽真空一直抽到锅炉锅筒，可将锅炉受热管内的空气同时抽走。同时利用盘车装置低速回转汽轮机。锅炉点火后，产生的蒸汽立即由过热器经过主蒸汽管道通向汽轮机，然后排入凝汽器，因此，从点火产生蒸汽起，就开始了暖管和汽轮机暖机。

图19.2　母管制系统中锅筒锅炉的启动系统

1—给水管路的截流阀门和调节阀门；2—省煤器；3—水冷壁；4—过热器；5—主蒸汽管路；6—锅炉主汽门；7—蒸汽母管；8—切换闸门；9、10、11—锅筒、过热器出口、主蒸汽管路的空气门；12—锅炉主汽门旁路门；13—母管前隔绝门；14—疏水门；15—省煤器再循环门；16—水冷壁下联箱放水门

由于汽轮机冲转、升速初期蒸汽压力很低，因此，盘车停止后，可能产生汽轮机的转速波动。同时，由于蒸汽温度很低，而且湿度较大，容易引起水冲击损伤叶片，影响汽轮机安全性。对于中间再热的单元机组，由于高压缸排汽温度较低，而且再热器一般布置在烟温比较低的区域，使再热汽温很难提高，可能导致中、低压缸内蒸汽湿度很大，因此，中间再热机组很少采用真空法滑参数启动，大多采用压力法滑参数启动方式^［2］。

压力法滑参数启动过程中，锅炉点火前，汽轮机主汽门和调节汽门处于关闭状态，通过凝汽器只对汽轮机抽真空，锅炉蒸汽达到一定的压力和过热温度后，才冲转汽轮机，然后转入滑压运行。通过旁路系统由凝汽器抽真空，建立过热器、再热器、锅筒及蒸汽管道的真空。在汽轮机冲转前，锅炉产生的蒸汽通过启动旁路进入凝汽器。汽轮机并网后，旁路关闭，汽轮机进入滑参数运行。压力法启动过程中，开始冲转汽轮机时的蒸汽压力较高，汽温一般过热50℃左右，对汽轮机升速、通道湿度控制较好，也由于再热蒸汽温度升高，对减少汽轮机汽缸热应力也很有利，安全性好。目前，大容量机组通常都采用压力法滑参数启动。

无论在何种状态下、以何种方式启动，都应严格遵守有关规程和制造厂提供的启动曲线严格控制升温、升压速度，并在实践过程中对原曲线进行修正和完善，优化启动过程。现代大容量机组的蒸汽参数高、结构和系统复杂。要监视的参数多，启动操作工作量大，即便是熟练的运行人员，也很难控制机组在最佳工况，难以避免在紧急情况下误判误操作。因此，大容量锅炉机组多配置有计算机监控的自动启停系统。