直流锅炉点火启动时，为减少流动的不稳定和保持水冷壁管壁温低于允许值，一定要保证炉膛水冷壁管中的流量不低于最小流量值。但在锅炉启动和产汽量低于炉膛所需的最小流量负荷区间运行时，多余的水又不希望进入过热器系统，此时就需要在过热器前设置一个启动旁路系统来将多余的水排掉。因此直流锅炉启动系统的最大的作用就是在锅炉启动、低负荷运行（蒸汽流量低于炉膛所需的最小流量时）及停炉过程中，维持炉膛内的最小流量，以保护炉膛水冷壁管，同时满足机组启、停及低负荷运行时对蒸汽流量的要求。

  直流锅炉对给水品质有严格的要求，在锅炉点火时，给水品质一定要满足要求。因此启动系统的另一个作用就是在锅炉冷态清洗时为清洗水返回给水系统提供了一个流通通道。

  启动压力指启动前在锅炉水冷壁系统中建立的初始压力，它的选取与下列因素有关：

  （1）受热面的水动力特性。随着压力的提高，能改善或避免水动力不稳定，减轻或消除管间脉动。

  （2）工质膨胀现象。启动压力越高，汽水比容差越小，工质膨胀量越小，可以缩小启动分离器的容量。

  为了水动力稳定，避免脉动，希望启动压力高，但从减少给水泵电耗考虑又不宜过高。启动系统设置了循环管路和启动系统管路，可满足超临界直流锅炉启动过程中各种状况下疏水排量控制。

  锅炉启动流量直接影响启动的安全性和经济性。启动流量越大，工质流经受热面的质量流速也大，对受热面的冷却，改善水动力特性有利，但工质损失及热量损失也相应增加，同时启动旁路系统的设计容量也要加大。但启动流量过小，受热面冷却和水动力稳定就得不到保证，因此，选用启动流量的原则是在保证受热面得到可靠冷却和工质流动稳定的条件下，启动流量尽可能选择得小一些。我厂锅炉采用内螺纹管水冷壁，启动流量选取为25%（498T/h），由于带有炉水循环泵，启动流量可由炉水循环泵提供20%，给水泵仅提供5%的流量，因此，带炉水循环泵的锅炉在启停或低负荷运行过程中，工质和热量损失较小。

  直流锅炉的启动过程中工质加热、蒸发和过热三个区段是逐步形成的。启动初期，分离器前的受热面都起加热水的作用，水温逐渐升高，而工质相态没发生变化，锅炉出来的是加热水，其体积流量基本等于给水流量。随着燃料量的增加，炉膛温度提高，换热增强，当水冷壁内某点工质温度达到饱和温度时开始产生蒸汽，但在开始蒸发点到水冷壁出口的受热面中的工质仍然是水，由于蒸汽比容比水大很多，引起局部压力升高，将这一段水冷壁管中的水向出口挤出去，使出口工质流量大大超过给水流量。这种现象称为工质膨胀现象。当这段水冷壁中的水被汽水混合物替代后，出口工质流量才回复到和给水流量一致。

  因此，在本工程启动系统的启动分离器、储水罐、水位控制阀及大气式扩容器等设备的设计中最大限度地考虑了工质膨胀量，使其容量能满足工质的膨胀要求。

  变压运行锅炉启动过程中，锅炉压力经历了从低压、高压、超高压到亚临界，再到超临界的过程，工质从水、汽水混合物、饱和蒸汽到过热蒸汽。从启动开始到临界点，工质经过加热、蒸发和过热三个阶段；机组进入超临界范围内运行，工质只经过加热和过热两个阶段，呈单相流体变化。工质在临界点附近，存在着相变点（最大比热区），汽水性质发生剧变，比容和热焓飞速增加，定压比热达到最大值。

  锅炉没有汽包，受热部件厚壁元件少，因此，启停过程中元件受热、冷却容易达到均匀，升温和冷却速度可加快，可快速缩短启动时间。

  1、完成机组启动时锅炉省煤器和水冷壁的冷、热态循环清洗，清洗水量为25%BMCR，清洗水排入凝汽器（水质合格时）或机组排水槽（水质不合格时）。

  直流锅炉的启动系统主要有内置式和外置式启动分离器两种。在超临界锅炉发展初期，基本上采用外置式启动分离系统。随着锅炉超临界技术的发展，目前大型超临界锅炉均采用内置式启动分离器系统。

  外置式启动分离器系统仅在机组启动和停运过程中投入运行,而在机组正常运行时解列于系统之外。外置式启动分离器系统设计制造简单，投资所需成本低，适于定压运行的基本负荷机组。其主要缺点在于在启动系统解列或投运前后过热蒸汽温度波动较大，难以控制，对汽轮机运行不利；切除或投运分离器时操作很复杂，不适应快速启停的要求；机组正常运行时，外置式分离器处于冷态，在停炉进行到一定阶段要投入分离器时，就必然要对分离器产生较大的热冲击；系统复杂，阀门多，维修工作量大。因此，欧洲国家、日本及我国运行的超临界锅炉均未采用外置式启动分离器系统。

  内置式启动分离器系统在锅炉启停及正常运行过程中，汽水分离器均投入运行，所不同的是在锅炉启停及低负荷运行期间，汽水分离器呈湿态运行，起汽水分离作用；而在锅炉正常运行期间，汽水分离器只作为蒸汽通道使用。

  内置式启动分离器设在蒸发区段和过热区段之间，与外置式分离器启动系统相比，具有以下特点：

  （1）汽水分离器与蒸发段、过热器之间没有一点阀门，不需要外置式启动系统所涉及的分离器解列或投运操作，从根本上消除了分离器解列或投运操作所带来的汽温波动问题。

  （2）在锅炉启停过程和低负荷运行时，分离器同汽包炉的汽包一样，起到汽水分离的作用，避免了过热器带水运行。

  （4）由于分离器强度要求很高，同时对启动分离器的热应力控制较严，将影响升负荷率。同时分离器壁厚相对增加，材料及加工费用增加，但阀门数量减少，又降低了投资，使系统总投资降低。

  内置式分离器启动系统由于疏水回收系统不同，基本可分为大气扩容器式、循环泵式和热交换器式三种。

  对于大气扩容器式，分离器疏水流到扩容器回收箱，在机组启动疏水不合格时，将水放入地沟；疏水合格后，排入凝汽器进行工质回收。同时，分离器疏水还可以排入除氧器，一方面能够回收工质，另一方面也可用来加热除氧器水回收热量。

  带疏水热交换器内置式启动系统如图2所示，它通过热交换器用疏水加热锅炉给水，通过热交换器疏水排入除氧器水箱，回收热量和工质。

  带疏水循环泵式内置式启动系统如图3所示，在疏水合格后，用循环泵将疏水排入水冷壁进行再循环，实现工质和热量的回收，启动流量由锅炉给水泵调节。

  （1）缩短启动时间。配置了循环泵的启动系统，由于能大大的提升省煤器入口的给水温度，因此能缩短启动时间。

  （2）在启动过程中回收热量。由于在启动过程中水冷壁最低流量为25%BMCR，对于不带炉水循环泵的系统，在机组启动初期，由汽水分离器分离出的饱和水的流量很大，只能进入凝汽器，造成大量的热量损失。

  （3）在启动过程中回收工质。采用炉水循环泵后，分离器分离的饱和水通过炉水循环泵与给水混合后重新进入省煤器，能够尽可能的防止这部分工质损失。

  1、锅炉冷态清洗。为了能够更好的保证锅炉受热面内表面清洁，对首次启动或停运时间超过150小时之后的机组应进行锅炉清洗。锅炉清洗前应进行炉前管路系统的清洗（包括凝结水管路和给水管路等）。

  用锅炉给水泵以约10%BMCR的流量向锅炉上水，直至贮水箱中水位升至正常水位区间6.5m以上。上水完成后，开始锅炉冷态开式清洗。锅炉冷态开式清洗过程中，启动疏水泵出口至冷凝器管路电动闸阀关闭，启动疏水泵出口至机组排水槽管路电动闸阀开启，储水罐水位调节阀后清洗水流经疏水扩容器、疏水泵后由此管路排出，直至储水罐下部出口水质优于下列指标值后，冷态开式清洗结束：Fe＜500ppb或混浊度≤3ppm；油脂≤1ppm；PH值≤9.5。

  开式清洗结束后，转为冷态闭式循环清洗。启动锅炉炉水循环泵，调整锅炉循环水流量20%BMCR，此时循环泵出口调节阀全开。储水箱水位变化时，依靠361阀的调节维持储水箱水位。在水质合格后可开启疏水泵出口至凝汽器管路电动闸阀，同时关闭疏水泵出口至机组排水槽管路电动闸阀，启动系统清洗水由排往系统外切换至冷凝器。当水质达到以下标准，冷态清洗结束：水的电导率＜1μS/cm；Fe＜100ppb；PH值9.3～9.5。

  2、锅炉热态清洗。锅炉冷态清洗结束后，随后锅炉点火，提高温度的清洗过程称为热态清洗。由于水中的沉积物在190℃时达到最大，因此升温至190℃（顶棚出口）时应进行水质检查，检测水质时停止锅炉升温升压。热态清洗时，清洗水全部排至冷凝器，再循环管路流量维持在20%MCR，循环泵出口调节阀全开。当工质满足下面条件时，锅炉热态清洗结束：省煤器入口给水全铁：50ppb以下。锅炉点火后，应注意出现汽水受热膨胀会导致储水罐水位突然升高，应保证储水罐水位调节阀能正常控制储水罐水位

  3、锅炉升温升压。汽水膨胀过后，随着更多蒸汽的产生，水位开始下降，储水箱361阀逐渐关小以保持一定的高水位。一部分蒸汽用来升压，其余的蒸汽经疏水、放气和汽机旁路用于暖管和再热器保护。当离开分离器的蒸汽量超过总给水流量（7%BMCR）时，贮水箱中的水位下降至高水位的下限值以下，储水箱361阀关闭，循环泵出口调节阀开始控制贮水箱水位，但储水箱361阀前隔离阀仍然开着，以备储水箱361阀随时开启来处理由扰动引起的储水箱水位升高。随着产汽量的继续增加， 循环泵出口调节阀不断关小，使循环泵至省煤器的循环流量不断减小，同时给水泵流量将相应地增加，维持炉膛水冷壁的流量≮最小流量。在分离器出口蒸汽流量大约为23%BMCR时，循环泵的流量接近其最小流量，此时再循环阀阀将开启来维持循环泵的流量＞其所需的最小流量。当分离器出口蒸汽流量达至25%BMCR时，进入分离器的介质将全部是蒸汽，水位继续下降，当贮水箱水位＜正常水位下限值时，循环泵出口调节阀门关闭。此时锅炉进入直流运行模式，循环泵停运，启动系统停运。

  4、启动系统热备用：当锅炉达到直流状态后，启动系统转入热备用状态，361水位调节阀和电动截止阀全部关闭。为使启动系统管道、阀门以及炉水循环泵保持在热备用状态，省煤器出口到炉水循环泵、361阀的加热管道上的截止阀始终开启，可拿来加热炉水循环泵、361阀及相关管道。