第四节 锅炉的启停及运行调整

一、机组的启停方式

（一）机组的启动方式

燃煤发电机组的启动是指将锅炉和汽轮发电机组由静止状态转变为运行状态的过程，主要包括锅炉上水、点火、升压，蒸汽系统暖管，汽轮机冲转、升速，发电机与电网并列、带负荷等基本步骤。

锅炉和汽轮机启动的基本特点是：设备和部件被加热后温度逐渐升高，是一个不稳定的传热过程。由于锅炉和汽轮机体积庞大，部件厚重，而汽轮机结构复杂、精密，若启动速度太快，各部件温度难于均匀上升，容易因膨胀不均而造成变形、弯曲、连接部位松动、动静部分发生摩擦等不良后果。因此，启动过程中最重要的工作是控制机组的升温、升压速度。

1.按机组启动前温度状态分类

按汽轮机机组温度状态，机组启动方式可以分为冷态启动、温态启动、热态启动和极热态启动。所谓的冷态启动是指锅炉的初始状态为常温和无压时启动，这种启动通常是新锅炉、锅炉经过检修或者经过较长时间停炉备用后的启动。温态启动、热态启动和极热态启动则是锅炉还保持着一定压力和温度，启动时的工作内容与冷态大致相同，它们是以冷态启动过程中的某一阶段作为启动的起始点，而起始点以前的工作内容可以省略或简化。因此，它们的启动时间可以较短。

对单元机组而言，锅炉的启动时间是指从点火到机组带到额定负荷所花的全部时间。锅炉的启动时间，除了与启动前锅炉的状态有关外，还与锅炉机组的型式、容量、结构、燃料种类、电厂热力系统的型式及气候条件等有关。除此之外，还应该考虑以下两个因素。

（1）使锅炉机组的各部件逐步和均匀地得到加热，使之不致产生过大的热应力而威胁设备的安全。

（2）在保证设备安全的前提下，尽量缩短启动时间，减少启动过程的工质损失及能量损失。

2.按新蒸汽参数分类

按新蒸汽参数不同机组启动方式可分为额定参数启动和滑参数启动两大类。

（1） 额定参数启动。额定参数启动主要用于母管制中小容量机组。此时，锅炉与汽轮机分开启动。锅炉的升压速度只受汽包、联箱、水冷壁等部件热应力的限制。汽轮机的冲转、升速和带负荷是采用母管蒸汽，在额定压力下进行的。由于新蒸汽温度高，启动初期新蒸汽与金属部件温差大，必须经节流降压减小蒸汽流量，以缓和加热速度，否则将使汽轮机各部分产生很大的热应力。因而额定参数启动方式需要较长时间暖机，推迟了并网进程，降低了负荷适应性。采用额定参数启动，锅炉在并汽前有大量工质和热量损失。

（2） 滑参数启动。单元制机组一般都采用机炉联合启动的方式，就是在锅炉启动的同时启动汽轮机。锅炉点火产生蒸汽后首先加热机炉之间的管道（暖管）；然后冲动汽轮机转子（冲转）；再逐渐加热汽轮机并提高转子的转速（暖机和升速）；在达到额定转速后就能并入电网（并网）；最后是增加负荷（升负荷）。由于暖管、暖机、升速和带负荷是在蒸汽参数逐渐变化的情况下进行的，所以这种启动方式叫滑参数启动。滑参数启动过程中，暖管、冲转、升速、暖机、并网、带负荷及升负荷等与锅炉的升温和升压同时进行，因此这种启动方式要求机炉密切配合，尤其是锅炉产生的蒸汽参数应随时适应汽轮机的要求，即锅炉参数的升高速度主要取决于汽轮机所允许的加热条件。

3.按冲转时进汽方式分类

（1） 中压缸启动。中压缸启动冲转时高压缸不进汽，由中压缸进汽冲动转子，待汽轮机转速达到一定值（2000～2500r/min）后才逐渐向高压缸进汽。这种启动方式可排除高压缸胀差的干扰，使机组的安全有一定保证；启动初期只有中压缸进汽，中压缸可全周进汽；允许负荷变化大而温度变化率与热应力变化较小，故能适应电网调频的要求。为缩短启动时间，在高压缸进汽前，可打开高压缸排汽止回阀，利用蒸汽倒流进行高压缸暖缸。

（2） 高、中压缸启动。采用高、中压缸启动时，蒸汽同时进入高压缸和中压缸冲动转子。这种启动方式虽然简单，但因冲转前再热蒸汽参数低于主蒸汽参数，中压缸及其转子的温升速度慢，汽缸膨胀迟缓，故延长了启动时间。对于高中压合缸的机组，可使得分缸处加热均匀。

4.按控制进汽流量的阀门分类

（1）调速汽门启动。启动时，电动主汽门和自动主汽门全部开启，由依次开启的调速汽门控制进入汽轮机的蒸汽量。这种方法容易控制流量，但由于只有部分调速汽门打开，机头进汽只局限于较小弧段，为部分进汽方式，因此该部分的受热不均匀，各部分温差较大。

（2）自动主汽门预启门启动。启动前，调速汽门、电动主汽门全开，自动主汽门预启门控制蒸汽流量，使得机头受热均匀，但阀门加工比较困难。

（3） 电动主汽门的旁路门启动。启动前，调速汽门全开，用自动主汽门或电动主汽门的旁路门来控制蒸汽流量。由于阀门较小，便于控制升温速度和汽缸加热。升速过程中，机头全周进汽，受热较均匀。

（二）机组的停机方式

单元机组停机是指机组从带负荷运行状态到卸去全部负荷、发电机解列、锅炉熄火、切断机炉之间联系、汽轮发电机组惰走、停转及盘车、锅炉降压、机炉冷却等全过程，是单元机组启动的逆过程。机组停机有滑参数停机、额定参数停机和事故停机3种类型，前两种又统称为正常停机。

1.正常停机

根据电网生产计划的安排，有准备的停机称为正常停机。正常停机有停机备用和检修备用两种情况。由于电网负荷减少，经计划调度，要求机组处于备用状态时的停机即为备用停机。视备用的时间长短，可分为热备用停机和冷备用停机。按预定计划进行机组检修，以提高或恢复机组运行性能的停机叫做检修停机。根据停机过程中蒸汽参数变化的不同，又有额定参数停机和滑参数停机。

2.事故停机

因电力系统发生故障或单元制发电机组的设备发生严重缺陷和损坏，发电机组迅速解列，甩掉所带全部负荷，为事故停机。根据事故的严重程度，事故停机又分为紧急停机和故障停机。紧急停机是指所发生的异常情况已严重威胁汽轮机设备及系统的安全运行，停机后应立即确认发电机已自动解列，否则应手动解列发电机。同时，注意油泵的联启，转速下降至2500r/min时应破坏凝汽器真空，以使转子尽快停止转动。故障停机是指汽轮发电机所发生的异常情况，还不会对汽轮发电机组的设备及系统造成严重后果，但机组已不宜继续运行，必须在一定时间内停运。

二、锅炉的启停方式

（一）锅炉机组启动必须具备的条件

（1） 燃煤、燃油、除盐水储备充足且质量合格。

（2） 各类消防设施齐全，消防系统具备投运条件。

（3） 各类检修后的锅炉，冷态验收合格。

（4） 动力电源可靠，备用电源良好。热工仪表齐全，校验合格。现场照明及事故照明、通信设备齐全良好。

（5） A级检修后的锅炉或改动受热面的锅炉必须经过水清洗或酸洗，必要时进行过热器和再热器蒸汽吹扫。

（6） 启动前的锅炉本体和汽水系统检查。

1）锅炉本体检查。包括燃烧室及烟道内部的受热面、燃烧器、吹灰器、炉墙、保温、人孔门、楼梯、平台、通道及照明等。

2）汽水系统检查。包括汽水阀门、空气门、排污门、事故放水门、再循环门、取样门、表计测点、一次门、安全门、水位计、膨胀指示器及汽水阀门的远方控制装置等。要求各种汽（气）、水、油阀门状态良好，开关位置正确。

（7） 锅炉机组正式启动前，所有辅机及转动机械必须经分部试运行合格，主要包括以下各项：

1）烟风系统的引风机、送风机、回转式空气预热器和冷却风机等。

2）制粉系统的给煤机、磨煤机、一次风机、排粉风机、密封风机和给粉机等。

3）燃油系统的油泵和油循环、油枪进退机构和自动点火装置。

4）燃烧系统的一次风门、二次风门、燃烧器及其摆动机构。

5）压缩空气系统的转动机械。

6）除灰和除渣系统。

7）电除尘器振打装置和电场升压试验等。

8）吹灰系统。

9）烟温探针进退试验，以及与上述各辅机配套的冷却系统、润滑系统及遥控机构都应试运合格。

（8） A、B级检修或因受热面泄漏而检修的锅炉，一般应做额定压力下的水压试验。

（9） 热工自动、连锁及保护系统调试合格。炉膛安全监控系统（FSSS）、数据采集系统（DAS）、协调控制系统（CCS）、微机监控及事故追忆系统均已调试完毕，汽包水位监视电视、炉膛火焰监视电视、烟尘浓度监视、事故报警灯光音响均能正常投入。

（10） 大、小修后的锅炉，启动前必须做连锁及保护试验。

（二）汽包锅炉的启动

1.启动前的准备工作

锅炉在点火之前必须保证所有设备达到启动前所要求的条件，并处于准备启动的状态。冷态启动上水前汽包壁温接近室温，如果温度较高的水进入汽包，则汽包内外壁会产生温差而形成热应力，甚至有可能产生塑性变形。此外，下降管与汽包的接口、管子与联箱的接口、联箱等都会产生热应力，甚至会产生损伤。因此，原则上冷炉的进水温度不得超过90℃，进水速度也不能太快。在汽包无压力的情况下，可用疏水泵或凝结水泵上水。汽包有压力或锅炉点火后，可用电动给水泵由给水操作台的小旁路缓慢经省煤器上水。

对于自然循环锅炉，考虑到在锅炉点火以后，锅水要受热膨胀和汽化，所以最初进水的高度一般只要求到水位计低限附近。对于低倍率强制循环锅炉，由于上升管的最高点可能在汽包标准水位以上很多，所以进水高度要接近水位的上限，否则在启动循环泵时，水位可能下降到水位计可见范围以下。

2.点火及燃烧设备的启动

（1） 锅炉点火前，投入电除尘加热和振打装置，启动引风机、送风机和空气预热器，对炉膛和烟道以大于25%～30%的额定风量，进行5～10min的吹扫，以清除炉内可燃物质，防止点火时发生爆燃。对煤粉管和磨煤机，在投运前也要吹扫3～5min，以清除其中可能积存的煤粉。油枪点火前要吹扫有关油管、喷嘴，保证油路畅通。

（2） 煤粉锅炉启动，应先点油后投粉。油枪必须雾化良好，对称投运，根据燃烧及温升情况及时切换，并及时投入空气预热器的吹灰。

煤粉锅炉冷态点火后，需暖炉几十分钟或更长时间，才能投煤粉。投煤粉前，二次风温度不得低于一定数值（因炉而异）。对直吹式制粉系统，启动一次风机和磨煤机后便可开始投煤粉。调整磨煤机进口冷、热风挡板，对磨煤机及其管道加热，待磨煤机的出口温度达到要求时，暖机完成。此时，启动给煤机便可进行投粉。

在投入第一台磨煤机后，可视负荷需要增大其出力，运行中应力求各运行磨煤机出力均等。

3.升温和升压过程中的安全措施

（1） 在冷态启动前，过热器管内一般都有积水，在积水全部蒸发或排除之前，过热器或某些过热管几乎没有蒸汽流过，管壁温度接近于烟气温度。此后的一段时间内，过热器蒸汽流量很小，冷却作用不大，管壁温度仍接近烟温。因此，为保护过热器，一般在锅炉蒸发量小于10%额定值时，限制过热器入口烟温。

随着汽包压力的升高，过热器的蒸汽流量增大，冷却作用增强，这时就可逐步提高烟温，同时限制出口气温来保护过热器，此限值通常比额定负荷时低50～100℃。

（2） 自然循环汽包锅炉点火以后，应控制锅水饱和温度温升率符合制造厂家的要求。运行中要控制汽包任意两点间壁温差不超出制造厂家限额，厂家无规定时可控制在50℃及其以下。

通常以控制升压速度来控制升温速度。启动过程中如升温太快，会产生较大的热应力而危及设备的安全。一般来说，启动中除考虑燃烧安全外，还需考虑升温速度。升温速度取决于燃烧率，因此启动过程中升温速度和燃烧率都有严格的限制。但因升温升压太慢又势必拖长启动时间和增加启动损失，故应综合各种影响因素，优化锅炉的启动过程。

在升压过程中，汽包壁温差和应力是变化的。升压初期，油枪或燃烧器投入少，炉膛火焰充满程度较差，水冷壁受热的不均匀性较大；同时炉内温度以及各受热面和工质的温度都较低，而工质压力较低时汽化潜热较大，因此水冷壁内产汽量较小，自然循环不良，汽包里的水流速度也很慢。此时汽包的下部与流动缓慢的水接触传热，金属温度升高较慢；而汽包上部与饱和蒸汽接触，蒸汽对汽包壁凝结放热，放热系数比汽包下部大很多，金属温度升高较快，因此在这种条件下汽包上下壁温会产生较大偏差。为保护汽包的安全和使用寿命，在启动过程中，汽包壁任意两点间的温差不许超过50℃，这限制了启动初期锅炉的升温速度，各类锅炉允许的升温速度见表2-1。

随锅炉的受热加强，水循环渐趋正常，汽包上下壁温差也逐渐减小。但沿汽包壁径向的内外壁温差始终存在，该温差引起的热应力与温差大小呈线性关系。温差与升温速度亦呈线性关系，工质升温越快，内外壁的温差和由此而引起的热应力也越大，为保证锅炉汽包的工作寿命，升温升压速度也受到限制。

（3） 升压初期，水循环尚未建立，炉膛内热负荷分布不均，连接在同一下联箱上的水冷壁管会受热不均，管子和联箱都要承受热应力作用，严重时会使下联箱弯曲或管子受损，尤其是膜式水冷壁。所以启动过程中应监视膨胀情况，如发现异常，应立即停止升温升压，并采取相应措施进行消除。启动过程中适当更换点火油枪或燃烧器的位置，可使水冷壁受热趋于均匀。对于水循环弱、受热差的水冷壁，一种办法是可采用下联箱放水（排污）方式，把汽包中较热的水引下来，以加热水冷壁管，同时促进水循环。另外，放水可加强汽包的流动，减少汽包上下壁温差。另一种办法是用外来蒸汽通入下联箱进行炉底加热，促进水循环。

（4） 锅炉启动期间，对省煤器要有一定的保护措施。启动期间，锅炉耗水量不多，只能采取间断给水方式维持汽包水位。断水期间，省煤器内会因生成少量蒸汽在蛇形管内形成汽塞，而使管壁局部超温。此外，间断的给水会使省煤器管的温度时高时低，产生交变的应力发生疲劳损伤。为了保护省煤器，自然循环锅炉在汽包与省煤器下联箱之间装有再循环管。为了防止给水短路进入汽包，当锅炉上水时，省煤器再循环门应关闭，当锅炉不上水时开启省煤器再循环门。

4.控制循环汽包锅炉的启动特点

控制循环汽包锅炉的冷态启动过程与自然循环汽包锅炉基本相同。锅炉升温升压速度可不受汽包壁温差的限制，但必须符合制造厂家升温升压曲线的要求。一般情况下，启动时要求全部锅水循环泵投入运行。由于锅水循环泵的运行，在各种负荷下蒸发区水冷壁内工质的质量流速变化不大，而且启动初期蒸发段中工质流量相对较大，从点火开始至锅炉带满负荷，水冷壁之间温度偏差相对较小，无需采取特殊措施。

5.直流锅炉的启动特点

对于超超临界参数的锅炉，直流锅炉是唯一可以采用的一种锅炉炉型。由于直流锅炉结构和工作原理的特殊性，使其启动过程也具有一些特殊性；和汽包炉相比，其启动有相近的地方，但也具有特点，其主要特点为:

（1）为保证受热面的安全工作，直流锅炉启动一开始就必须建立启动流量和启动压力，而在启动过程中，顺次出来的工质是水、水蒸气。为了减少热量损失和工质损失，装设了启动旁路系统。

（2）自然循环锅炉和控制循环锅炉由于有汽包，升温升压过程进行得慢，否则热应力太大；而直流锅炉没有汽包，升温过程可以快一些，即直流锅炉启动快。

（三）热态启动

自然循环汽包炉、控制循环汽包炉的热态启动与冷态启动基本相同，只是起点不同，因此可以简化相应的操作。热态启动因点火前锅炉已具有一定的压力和温度，所以点火后升温升压速度可稍快些。视锅炉现有压力情况，合理调整高、低压旁路，有关疏水门开度及炉内燃烧，使蒸汽参数满足汽轮机冲转的要求。

直流锅炉热态启动当给水温度高于104℃时锅炉可上水，并严格控制上水流量。锅炉上水过程中不进行排放及冷态清洗。锅炉通过工质膨胀的操作，在汽轮机冲转前后均可进行，但应避免与冲转同时进行。在先膨胀后冲转时，应控制过热器后烟温不超过500℃。

（四）锅炉停运

锅炉机组的停运（停炉）是指对运行的锅炉切断燃料、停止向外供汽并逐步降压冷却的过程。锅炉机组的停运分为正常停运和事故停运两种情况。对于母管供汽的中小机组，机炉停运可以同时进行，也可以分开进行；对于大型单元机组，停炉和停机是同时进行的。

汽包锅炉的正常停运根据不同的停运目的，在运行操作上有定参数停运和滑参数停运两种方式。

1.定参数停运

这种方式多用于设备、系统的小缺陷修理，或调峰机组热备用时所需要的短期停运。此时，应最大限度地保持锅炉蓄热，以缩短再次启动的时间。在停运或减负荷过程中，基本上维持主蒸汽参数为定值，锅炉逐渐降低燃烧强度，汽轮机逐渐关小调速汽门减负荷。在减负荷过程中，按运行规程规定进行系统切换和附属设备的停运和旁路系统的投入。锅炉停燃料后，发电机负荷减为零时，发电机解列，打闸停机。

汽包锅炉定参数停运时，应尽量维持较高的过热蒸汽压力和温度，减少各种热损失。降负荷速率按汽机要求进行，随着锅炉燃烧率的降低，汽温逐渐下降，但应保持过热蒸汽温度符合制造厂及汽机要求，否则应适当降低过热蒸汽压力。

停运后适当开启高、低压旁路或过热器出口疏水阀一定时间（约30min），以保证过热器、再热器有适当的冷却。

2.滑参数停运

单元机组的计划检修停运，通常采用滑参数停运方式。在汽机调速汽门全开的情况下，锅炉逐渐减弱燃烧，降低蒸汽压力和温度，汽机降负荷。随着蒸汽参数和负荷的降低，机组部件得到较快和较均匀地冷却，缩短了停运后冷却的时间。

（1） 通常先将机组负荷减至80%～85%额定值，锅炉调整蒸汽参数到运行允许值下限，汽机开大调速汽门，稳定运行一段时间，并进行一些停机准备工作和系统切换，然后再按规定的滑停曲线降温、降压、降负荷。在滑停过程中锅炉必须严格控制汽温、汽压的下降速度，在整个滑停的各阶段中，蒸汽温度、压力下降速度是不同的，在高负荷时下降速度较为缓慢，低负荷时可以快些。一般锅炉主蒸汽压力下降速度不大于0.05MPa/min，主蒸汽温度不大于1.5℃/min，再热蒸汽温度不大于2.5℃/min。主蒸汽和再热蒸汽温度始终具有50℃以上过热度，以防蒸汽带水。

（2） 随着锅炉负荷降低，及时调整送、引风量，保证各类风的协调配合，保持燃烧稳定。根据负荷及燃烧情况，适时投油，稳定燃烧。

（3） 配置中间储仓式制粉系统的锅炉，应根据煤仓煤位和粉仓粉位情况，适时停用部分磨煤机。根据负荷情况，停用部分给粉机。停用磨煤机前，应将系统内煤粉抽吸干净，停用给粉机后，将一次风系统吹扫干净，然后停用排粉机或一次风机。配直吹式制粉系统的锅炉，根据负荷需要，适时停用部分制粉系统，并吹扫干净。

（4） 根据汽温情况，及时调整或解列减温器。汽轮机停机后，再热器无蒸汽通过时，控制炉膛出口烟温不大于540℃。

（5） 锅炉汽压、汽温降至停机参数、电负荷降至汽机允许的最低负荷时，锅炉熄火。

（6） 熄火后，维持正常的炉膛负压及30%以上额定负荷的风量，进行炉膛吹扫5～10min，控制循环锅炉应至少保留一台锅水循环泵运行。

（7） 在整个滑参数停炉过程中，严格监视汽包壁温，任意两点间的温差不允许超过制造厂家的规定值；严格监视汽包水位，及时调整，确保水位正常。停炉过程中，按规定记录各部膨胀值。

（五）锅炉的事故停运

当锅炉机组发生事故，若不停止锅炉运行就会损坏设备或危及运行人员安全而必须停止锅炉运行时的停运，称为事故停运。

（1） 遇有下列情况之一时，应紧急停炉。

1）锅炉具备跳闸条件而保持拒动。

2）锅炉严重满水或严重缺水时。

3）锅炉所有水位表计损坏时。

4）直流锅炉所有给水流量表损坏，造成主汽温度不正常，或主汽温度正常但30min内给水流量表未恢复时。

5）主给水管道、过热蒸汽管道或再热蒸汽管道发生爆管时。

6）水冷壁管爆管，威胁人身或设备安全时。

7）直流锅炉给水中断时，或给水流量在一定时间小于规定值时。

8）锅炉压力升高到安全阀动作压力而安全阀拒动，同时向空排汽门无法打开时。

9）所有的引风机（送风机）或回转式空气预热器停止时。

10）锅炉灭火时。

11）炉膛、烟道内发生爆燃时或尾部烟道发生二次燃烧时。

12）锅炉房内发生火灾，直接威胁锅炉的安全运行时。

13）直流锅炉安全阀动作后不回座，压力下降、或各段工质温度变化到不允许运行时。

14）热控仪表电源中断，无法监视、调整主要运行参数时。

15）再热蒸汽中断时（制造厂有规定者除外）。

16）锅水循环泵全停或出、入口差压低于规定值时。

紧急停炉时，锅炉主燃料跳闸（MFT）。如MFT未动，应将自动切换至手动操作；立即停止所有燃料，锅炉熄火；保持汽包水位（不能维持正常水位事故除外）、关闭减温水阀、开启省煤器的再循环门（省煤器爆管除外），直流锅炉应停止向锅炉进水；维持额定风量的30%，保持炉膛负压正常，进行通风吹扫；如果引风机（送风机）故障跳闸时，应在消除故障后启动引风机（送风机）通风吹扫，燃煤锅炉通风时间不小于5min，燃油或燃气锅炉不小于10min；因尾部烟道二次燃烧停炉时，禁止通风；如水冷壁爆管停炉时，只保留一台引风机运行。

（2） 遇有下列情况之一时，应请示故障停炉。

1）锅炉承压部件泄漏，运行中无法消除时。

2）锅炉给水、锅水、蒸汽品质严重恶化，经处理无效时。

3）受热面金属壁温严重超温，经调整无法恢复正常时。

4）锅炉严重结渣或严重堵灰，难以维持正常运行时。

5）锅炉安全阀有缺陷，不能正常动作时。

6）锅炉汽包水位远方指示全部损坏，短时间内又无法恢复时。

故障停炉采用逐步减负荷直至锅炉熄火方式，步骤与正常停炉相同，但停炉速度要快些。

（六）停炉后的保养

1.防腐蚀

锅炉停运后，若不采取保养措施，溶解在水中的氧以及外界漏入汽水系统的空气中所含的O₂和CO₂都会对金属产生腐蚀。为减轻锅炉的腐蚀，采用的基本原则是禁止空气进入锅炉汽水系统、保持停用锅炉汽水系统金属表面干燥、在金属表面形成具有防腐蚀作用的薄膜、使金属表面浸泡在含有除氧剂或其他保护剂的水溶液中。锅炉常用的防腐蚀保养方法有气相缓蚀剂法、氨-联胺法（干湿联合法）、热炉放水余热烘干法等。

2.冬季停炉后的防冻措施

冬季应将锅炉各部分的伴热系统、各辅机油箱加热装置、各处取暖装置投入运行。冬季停炉时，应尽可能采用热炉放水干式保养方式，备用设备的冷却水应保持畅通或将水放净，各人孔门、检查孔及所有风门挡板应关闭严密。