超超临界锅炉介绍详解
超临界锅炉参数
超临界锅炉参数
超临界压力锅炉是指主蒸汽压力超过临界压力 MPa的锅炉。
大容量超临界压力锅炉的主蒸汽压力通常定在 MPa左右。
当主蒸汽压力达到
25\~31MPa时，称为超超临界压力锅炉（ultra super critical Pressure boiler）。
超临界锅炉的主要参数包括：
1. 主蒸汽压力：超临界压力锅炉的主蒸汽压力超过 MPa，通常在 MPa左右。
当主蒸汽压力达到25\~31MPa时，则被称为超超临界压力锅炉。
2. 过热蒸汽流量：如DG1900/Ⅱ1型配600 MW发电机组的超临界直流锅炉，其过热蒸汽流量为1900 t/h。
3. 过热器出口汽压：如上述锅炉，其过热器出口汽压为 MPa。
4. 过热器出口汽温：如上述锅炉，其过热器出口汽温为571℃。
5. 再热蒸汽流量：如上述锅炉，其再热蒸汽流量为 t/h。
6. 再热器进口汽压和出口汽压：如上述锅炉，其再热器进口汽压为 MPa，出口汽压为 MPa。
7. 再热器进口汽温与出口汽温：如上述锅炉，其再热器进口汽温为322℃，出口汽温为569℃。
8. 省煤器进口给水温度：如上述锅炉，其省煤器进口给水温度为284℃。
此外，超临界锅炉的设计和结构特点也包括一次再热、前后墙对冲燃烧单炉膛、尾部双烟道结构、挡板调节再热汽温、固态排渣、全钢构架、全悬吊结构、平衡通风以及露天布置等。
如需了解更多参数或信息，建议查阅专业资料或咨询专业人士。
超超临界锅炉
超超临界锅炉一、水的临界点锅炉内的工质都是水，水的临界压力是:22.115MPa374.15℃；在这个压力和温度时，水和蒸汽转化汽化潜热等于零，不存在两相区，即水变成蒸汽是连续的，并以单相形式进行，就叫水的临界点。
二、热力锅炉分类炉内工质压力低于这个压力就叫亚临界锅炉，大于这个压力就是超临界锅炉。
目前，国内将工质压力大于26MPa被称为超超临界锅炉，准确的说应该叫高效超临界锅炉。
三、发电机组的分类亚临界机组：典型参数为16.7MPa/538℃/538℃，发电效率约为38%。
超临界机组：主蒸汽压力通常为24MPa左右，主蒸汽和再热蒸汽温度为538～560℃，发电效率约为41%。
超超临界机组：主蒸汽压力为25～31MPa，主蒸汽和再热蒸汽温度为580～610℃。
四、国内外现状我国从华能石洞口第二电厂的600MW超临界机组开始（80年代末）引进超临界发电技术，目前有引进20台，国产2台，其中最大单机容量900MW，最长运行时间10余年。
2004年11月23日凌晨1时17分,由中国东方电气集团公司东方锅炉为华能沁北电厂提供的国产首台60万千瓦超临界锅炉顺利通过168小时试运行并投入商业运行。
该项目成功填补60万千瓦超临界锅炉国产化空白。
华能玉环电厂2×1000MW超超临界变压运行直流锅炉（型号：HG-2953/27.46-YM1）是我国国内运行的首台超超临界锅炉。
锅炉蒸汽参数（MPa/℃/℃）27.46/605/603炉膛宽×深32.084m×15.67m，高度66.6m。
2006年11月28日完成168满负荷试运行同时机组动态移交生产，为全国首台投入商业运行的1000MW机组。
1998年，最早投入运行的超超临界机组安装在丹麦的Nordjyllands发电厂，由丹麦BWE公司设计生产，发电效率创造了新的世界记录，达到47%1000MW超超临界锅炉。
超超临界锅炉技术介绍(幻灯片)
超超临界锅炉技术介绍
一次风机
双级动叶调节轴流风机 技术难点：一次风机喘振问题
1000MW机组锅炉等离子技术
八角双切圆
8台等离子发生器 应用：玉环、宁海、泰州、潮州
对冲燃烧
8台等离子发生器 应用：北仑
技术难点：
1.等离子点火燃尽率和稳燃能力 2.防止尾部再燃措施
1000MW机组锅炉主保护逻辑
玉环电厂主保护逻辑
1000MW机组锅炉基本结构
π型锅炉
厂家：哈锅、东锅、北巴和上锅 应用：玉环电厂、邹县电厂、潮州电厂等 优点：投资小、安装难度小、施工调试经验丰富
塔式锅炉
厂家：上锅 应用：外高桥第三发电厂 优点：烟温偏差小、结渣特性好、受热面磨损小、 不易爆管
1000MW机组锅炉燃烧方式
八角切圆
哈锅、上锅π型炉
致谢
本文的形成得到了所里领导、潮州二期项目 部领导的有力指导，参考了许瑶和马万军两位同 志之前做的大量工作，得到了兄弟单位很多帮 助，在此一并致谢。本文对锅炉厂家的产品只是 从调试角度进行介绍，不对采购和评标承担指导 意义，特此说明。本文参考了公开发表或刊印的 文献、规程、说明书共计98篇，考虑到本文并不 准备正式发表，因此不在文后一一列出，特此说 明。
四角切圆
上锅塔式炉
对冲
东锅、北巴
1000MW机组锅炉水冷壁形式
超临界锅炉的简介
超临界锅炉的简介一. 锅炉的作用和要求1、锅炉的作用锅炉（Boiler）是指利用燃料的燃烧热能或其他热能加热给水（或其他工质）以生产规定参数和品质的蒸汽、热水（或其他工质、或其他工质蒸汽）的机械设备。
用以发电的锅炉称电站锅炉或电厂锅炉，又泛称为蒸汽发生器（Steam Generator）。
在电站锅炉中，通常将化石燃料（煤、石油、天然气等）燃烧释放出来的热能，通过受热面的金属壁面传给其中的工质——水，把水加热成具有一定压力和温度的蒸汽。
蒸汽驱动汽轮机，把热能转变为机械能；汽轮机再带动发电机，将机械能转变为电能供给用户。
电站锅炉中的“锅”指的是工质流经的各个受热面，一般包括省煤器、水冷壁、过热器及再热器等以及通流分离器件如联箱、汽包（汽水分离器）等；“炉”一般指的是燃料的燃烧场所以及烟气通道，如炉膛、水平烟道及尾部烟道等。
2、电力系统运行对电站锅炉提出的要求电力是不能大规模储存的，所以对于电站锅炉来说，它的出力要随外界的负荷需要而变化，这是发电厂生产的一个重要特点。
电站锅炉要达到这一要求，就必须按照外界负荷需要及时调整燃料量、风量以及给水量。
尤其是现在趋向于大电网运行，电力需求的峰谷差可以达到电网容量的50%左右，所以要求电站锅炉要具有很大的变负荷运行能力。
概括说来，对电站锅炉总的要求是即要安全稳定又要经济。
因此，对电站锅炉的基本要求有以下几点：1）锅炉的蒸发量要满足汽轮发电机组的要求，能够在铭牌参数下长期运行，并具有较强的调峰能力。
2）在宽负荷范围内运行时能够保持正常的汽温和汽压。
3）锅炉要具有较高的经济性。
4）耗用钢材量要少，以减少初投资，降低成本。
5）锅炉在运行中要具有较强的自稳定能力。
二. 锅炉的分类锅炉的分类可以按循环方式、燃烧方式、排渣方式、运行方式以及燃料、蒸汽参数、炉型、通风方式等进行分类，其中按循环方式和蒸汽参数的分类最为常见。
1、按循环方式分类锅炉按照循环方式可分为自然循环锅炉、控制循环锅炉和直流锅炉。
09超临界、超超临界锅炉及阀门介绍
2009.01.10
武汉锅炉集团阀门有限责任公司
目录
一、超临界、超超临界锅炉发展介绍 二、超临界、超超临界锅炉总体介绍 三、超临界、超超临界锅炉材料应用介绍 四、超临界、超超临界火电机组阀门 五ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ超临界、超超临界火电阀门研制
一、超临界、超超临界锅炉发展介绍（1）
超临界锅炉发展历程
262
568
596
2009
WAIGAOQIAO III
塔式
中国
1000
262
605
603
2008
YONGHUNG #1, #2 NIEDERAUSSEM K
型 塔式
韩国 德国
800 1000
248 271
569 580
569 600
2004 2003
WANSLEY 2
型
美国
952
247
538
538
1978
一、超临界、超超临界锅炉发展介绍（4）
§ 国际火电发展趋势
• PF-SC 超临界 • USC 超超临界机组 • IGCC 联合循环 • PFBC-CC 增压流化循环机组等。
§ 热效率
• 中小机组30%,亚临界机组38%,超临界,超超临界大型机组42%～45%
§ 2006～2020年我国电力发展产业政策:
WANSLEY 1
型
美国
952
247
538
538
1976
BOWEN 3, 4
型
美国
952
247
538
538
1975
GASTON ERNEST C 5
型
美国
超临界直流锅炉的原理
超临界直流锅炉的原理
超临界直流锅炉是一种高效的发电设备，其原理基于超临界水的特性和直流发电技术。
在传统的锅炉中，水在加热过程中会经历液态、气态两个相态的转变，而超临界直流锅炉则利用超临界水的特性，使水在高温高压下保持单一的超临界状态。
超临界水是指当水的温度和压力超过临界点时，水不再具有明确的液态和气态边界，而呈现出一种介于液态和气态之间的状态。
这种状态下的水具有较高的热导率和低的粘度，使得热能传递更加高效。
超临界直流锅炉利用超临界水的高热导率，将水加热至超临界状态后，通过喷嘴将超临界水喷入喷嘴腔，形成高速的喷射流。
喷射流通过喷嘴后，会经过一个扩散器，使其速度逐渐减小，从而将动能转化为压力能。
然后，喷射流进入涡轮机，推动涡轮机旋转，从而驱动发电机产生电能。
超临界直流锅炉的优势在于其高效率和灵活性。
由于超临界水的特性，锅炉可以在较低的温度下达到高效的热能转换，从而提高发电效率。
此外，超临界直流锅炉还具有较小的体积和重量，适用于各种规模的发电厂。
总的来说，超临界直流锅炉通过利用超临界水的特性和直流发电技术，实现了高效的热能转换和发电。
这种技术在未来的能源领域具有广阔的应用前景。
超超临界锅炉介绍详解
3. 直流锅炉的给水品质要求高
直流锅炉没有汽包，不能进行锅内水处理， 给水带来的盐分除一部分被蒸汽带走外， 其余将沉积在受热面上影响传热，使受热 面的壁温有可能超过金属的许用温度，且 这些盐分只有停炉清洗才能除去，因此为 了确保受热面的安全，直流锅炉的给水品 质要求高。
4.直流锅炉的启停和变负荷速度快
2:采用内螺纹螺旋管圈水冷壁
对于超临界变压运行锅炉，螺旋管圈水冷壁是首先应用于超临界 变压运行锅炉的水冷壁型式。
➢ 炉膛水冷壁采用螺旋管圈＋垂直管圈方式【即下部炉膛的水冷壁采 用螺旋管圈（内螺纹管），上部炉膛的水冷壁为垂直】，保证质量流 速符合要求。
➢ 水冷壁采用全焊接的膜式水冷壁 ➢ 水冷壁采用一次中间混合联箱来实现螺旋管至垂直水冷壁管的过渡
• 省煤器蛇形管由光管组成，若干根管圈绕，采用 上下两组逆流布置，上组布置在后 竖井下部环形
集箱以上包墙区域，下组布置在后竖井环形集箱 以下护板区域。
第四章 超超临界锅炉存在的主要问题
• 受热面管子管屏超温、爆管 • 安装质量问题 • 逻辑设计不合理，人员业务水平
受热面管子管屏超温、爆管
玉环电厂#1超超临界1000MW锅炉，调试期间事故与异常情况：
• 日期：2006年10月31日
• 运行方式：负荷从700MW（主汽压22.0Mpa、主汽温 587℃,CDEF磨、AB汽泵、电除尘A侧投运、炉干态。） 降至150MW后,
• 动作情况：汽机手动跳闸，电气逆功率动作自动解 列，锅炉手动MFT。
• 动作原因：二过、三过泄漏，停炉检修,二过管更换 6根、水冷壁管更换4根、更换节流孔和束孔6处，割 口检查清理19处，共焊口73个,拍片2416处，新增壁 温测点439个。
• 运行方式：主汽压7.50Mpa、主汽温520℃,燃油5支、 A、B磨、电/B汽泵、炉湿态、负荷160MW
超临界机组锅炉设备
技术发展
高效燃烧技术
采用先进的燃烧技术和控制系统 ，提高锅炉燃烧效率，降低能耗
。
清洁排放技术
采用高效脱硫、脱硝、除尘等技 术，降低锅炉排放物对环境的影
响。
智能化控制技术
利用物联网、大数据等先进技术 ，实现锅炉设备的远程监控和智
能控制。
未来趋势
高效化
未来超临界机组锅炉将进一步提高燃烧效率、热 效率等性能指标，降低运行成本。
超临界机组锅炉设备
目录
• 设备概述 • 设备运行与控制 • 设备安全与环保 • 设备应用与发展
01
设备概述
定义与特点
定义
超临界机组锅炉是一种利用超临 界压力的锅炉设备，其工作压力 超过水的临界压力（22.12 MPa ）。
特点
具有高效、低耗、低污染等优点 ，是当前火力发电厂的主流技术 之一。
工作原理
排放监测与报告
建立排放监测系统，定期 对污染物排放进行监测和 报告，确保符合国家和地 方环保标准。
事故处理与预防
事故应急预案
制定针对超临界机组锅炉可能发生的 事故的应急预案，明确应急处置流程 和责任人。
事故演练与培训
事故原因分析
对发生的事故进行深入分析，找出事 故原因，采取有效措施预防类似事故 再次发生。
清洁化
随着环保要求的提高，超临界机组锅炉将更加注 重环保减排，减少对环境的负面影响。
智能化
智能化技术将进一步应用于超临界机组锅炉，实 现远程监控、智能诊断和优化运行等功能。
THANKS
感谢观看
温度
超临界机组锅炉的运行温度需根据不同工况进行控制，以实现高效的能量转换 和减少污染物排放。运行过程中需密切关注温度的变化，及时调整燃料和风量 等参数，保持温度稳定。
600MW超(超)临界直流锅炉概述
直流锅炉
概述
600MW超（超）临界直流锅炉概述
锅炉：高效超超临界变压直流 运行、单炉膛、一次再热、平 衡通风、露天岛式布置、固态 排渣、全钢构架、全悬吊结构、 对冲燃烧方式（四角切圆燃烧 方式）、Π型锅炉，采用三分仓 回转式空预器，取消增压风机， 引风机与增压风机合并。
600MW超（超）临界直流锅炉概述
你学会了吗？
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。
600MW直流锅炉启动ຫໍສະໝຸດ 统锅炉启动系统为内置式和外 置式启动系统，采用简单疏 水扩容式启动系统，包括启 动分离器、立式一体化疏水 扩容器、疏水扩容器排汽管、 启动疏水泵、水位控制阀 （361阀）、流量测量喷嘴、 截止阀、管道及附件等组成。 在正常运行中分离器不与系 统隔离，作为系统流程的一 个部件。
600MW直流锅炉汽水流程
自给水管路出来的水由炉侧一端进入位于尾部竖井后 烟道下部的省煤器入口集箱，水流经水平布置的省煤 器蛇形管后，由省煤器出口集箱端部引出到集中下降 管进入位于锅炉下部左、右两侧的集中下降管分配头， 再通过下水连接管进入螺旋水冷壁入口集箱，经螺旋 水冷壁管、螺旋水冷壁出口集箱、混合集箱，一部分 进入垂直水冷壁入口集箱经垂直水冷壁管、垂直水冷 壁出口集箱后进入水冷壁出口混合集箱，另一部分进 入水平烟道再汇聚到水冷壁出口混合集箱，然后经引 入管引入汽水分离器进行汽水分离。循环运行时从分 离器分离出来的水从下部排进储水罐，水通过启动系 统管道接至疏水扩容器，然后通过疏水泵进入凝汽器 和循环水回水，或直接排到排水槽。分离器出来的汽 进入过热器系统内。进入直流运行时全部工质均通过 汽水分离器进入顶棚管
《超超临界锅炉介绍》课件
《超超临界锅炉介绍》PPT课件
本PPT课件将介绍超超临界锅炉，解释其定义、特点，探讨其工作原理、优点， 以及国内外应用情况和发展趋势。
一、什么是超超临界锅炉
超超临界锅炉是一种高效率燃煤发电锅炉，采用高温高压工况，提高煤燃烧效率和发电效率，并减少对环境的 污染。 超超临界锅炉的特点包括高温高压运行、高效用能、灵活操作、可脱硫、可脱硝和紧凑结构等。
国内应用情况
中国市场广泛应用超超临界锅 炉技术，提升发电效率，改善 环境保护。
国外应用情况
超超临界锅炉技术在美国、日 本等国家也得到了广泛应用， 并不断推动技术进步。
市场前景分析
超超临界锅炉市场前景广阔， 随着能源需求的增长，其应用 将继续扩大。
五、超超临界锅炉的发展趋势
1 技术趋势
超超临界锅炉技术将进一步提高效率、减少排放，并拓展适用范围。
二、超超临界锅炉的工作原理
1
原理介绍
超超临界锅炉利用高温高压水蒸汽的特性，实现高效燃煤发电，提高能源利用效 率。
2
主要部件介绍
超超临界锅炉的主要部件包括锅炉本体、燃烧系统、蒸汽轮机和控制系统等。
3
工作流程
超超临界锅炉的工作流程包括燃烧、水循环、蒸汽生成、送电和烟气处理等步骤过高温高压技术，提高燃煤发 电的效率，降低煤耗。
污染排放小
超超临界锅炉采用先进的烟气处理技术，可以 显著减少污染物的排放。
燃烧效率高
超超临界锅炉中的燃烧系统可以更充分地燃烧 煤炭，提高能源转化效率。
适用范围广
超超临界锅炉适用于各种煤种和不同规模的火 力发电厂。
四、超超临界锅炉的应用
2 市场趋势
超超临界锅炉市场将呈现增长趋势，特别是在新兴经济体和能源需求旺盛的地区。
(完整版)1000MW超超临界锅炉介绍
▪ 设计煤种和校核煤种的沾污特性严重
▪ 从灰中的SiO2、Al2O3、Fe2O3含量以及磨损指数EI等综合判断，设计煤种和 校核煤种具有轻微磨损特性；
▪ 设计煤种/校核煤种硫份和灰份含量都比较低，铁和碱金属在灰中的含量 中等，但钙含量较高可有助于减轻腐蚀，设计煤种不具有腐蚀性。对于校核 煤硫份比较低但是灰份中等，然而，灰中由于高的硅/氧化铝，非常低的铁 含量和中等程度的钠/钾含量，所以校核煤种同样也不具有高的腐蚀性。
MW
[t/h]
[bar]
[°C]
2
1,122
2,959
295
600/605
2
460
1,345
290
544/568
2
900 (980) 2,789
279
542/568
1
1,012
2,662
290
580/600
1
330
1,017
262
543/542
2
800
2,298
285
547/565
20
500
1,720
向与会的各位领导和专家致敬！
1000MW超超临界锅炉技术
上海电气上海锅炉厂有限公司 2007年5月18日
主要介绍内容
SBWL1000MW超超临界锅炉技术来源； Alstom 公司超临界锅炉技术特征及业绩； 1000MW等级超超临界直流锅炉方案简介；
➢ 塔式布置 ➢ 双烟道布置
SBWL1000MW超超临界锅炉技术来源
再热蒸汽温度 560 °C
燃料 烟煤
电厂
Neurath F/G Patnow 外高桥 尼德豪僧 K Florina 黑泵 A/B Poryong 3 & 4, … Vestkraft Unit 3 GKM Mannheim Boiler 18 Scholven Unit F, … 艾米路希 普罗旺斯 Talcher 马廷巴
超临界锅炉工作原理
超临界锅炉工作原理超临界锅炉是一种高效能的发电设备，它利用高温高压的水蒸气来驱动涡轮发电机，产生电能。
本文将详细介绍超临界锅炉的工作原理。
一、概述超临界锅炉是一种新型的发电设备，它采用了比常规锅炉更高的温度和压力条件，以提高发电效率。
超临界状态的水蒸气具有更高的热能，能够更充分地释放能量，从而提高锅炉的热效率。
二、超临界锅炉的组成1. 锅炉本体超临界锅炉的主要组成部分是锅炉本体，其内部包括水冷壁、受热面、蒸汽分离器等。
水冷壁起到了隔离锅炉内外的作用，同时也起到传热的作用。
受热面则是蒸汽从水中吸热的地方，其表面积较大，以便更有效地进行热交换。
蒸汽分离器用于将水和蒸汽分离，以保证蒸汽的纯度。
2. 循环系统超临界锅炉的循环系统包括给水系统和蒸汽系统。
给水系统负责将水从水箱中抽送至锅炉内，通过加热后转变为水蒸气。
蒸汽系统则负责将蒸汽从锅炉中输出，驱动涡轮发电机发电。
两个系统通过高压泵、高温管道等连接在一起，形成闭合循环。
三、超临界锅炉的工作原理超临界锅炉的工作原理可以简单概括为以下几个过程：1. 水的加热超临界锅炉中水通过循环系统输送至受热面，受热面通过燃料的燃烧释放热能，使水分子的运动加剧，温度不断升高。
2. 动能转换水在受热面吸热后，温度上升，从而转化为水蒸气。
水蒸气具备较大的动能，可以驱动涡轮发电机旋转。
3. 能量释放水蒸气进入涡轮发电机后，其内部的叶片受到水蒸气的推动，因此涡轮发电机开始旋转。
涡轮旋转的过程中，其动能将转化为电能，通过输出端口输出。
4. 循环回流水蒸气通过涡轮发电机后变成低温低压的水，经过蒸汽分离器分离后，再次被抽回锅炉进行循环往复，以驱动涡轮继续发电。
四、超临界锅炉的优势与传统锅炉相比，超临界锅炉具有如下优势：1. 提高热效率超临界锅炉采用高温高压的水蒸气，其具备更高的热能，能够更充分地释放能量，从而提高锅炉的热效率。
2. 减少二氧化碳排放超临界锅炉在高效发电的同时，由于温度和压力的提高，其燃烧过程更加充分，煤炭的利用率更高，从而减少了二氧化碳等有害气体的排放。
超超临界锅炉运行介绍(繁)
1.4亚临界、超临界、超超临界机组的经济性
哈汽厂优化型亚临界机组设计热耗 7746 kJ/kw.h 沁北Alstom超临界机组设计热耗 7541 kJ/kw.h 玉环电厂1000MW超超临界机组设计热耗
负荷 主汽压力 主汽温度 设计热耗 %MCR MPa ℃ kJ/kw.h 25 8.55 580 8663 35 11.45 600 8091 50 12.85 600 7654 75 19.37 600 7417 100 26.25 600 7316
4.蒸汽吹扫
4.蒸汽吹扫 4.1吹扫范围 吹扫范围包括：过热器系统、主蒸汽管 道。再热器系统、冷热再管道、小汽机 进汽管、吹灰蒸汽管路。
4.蒸汽吹扫
4.2 吹管方式 蒸汽吹管有降压吹管和稳压吹管两种方式， 又有过热器系统和再热器系统串 联的“一步法”和分段的“两步法”吹管。 稳压吹管 降压吹管 优点 操作简便，工况稳定 吹管效果好 受热面承受热冲击小 耗水量少～30t/次 可纯燃煤省油 吹管准备工作量少 缺点 耗水量达 操作频繁 输入热负荷高 减少受热面残余寿命 锅炉具备整机启动条件
超超临界机组在60%负荷以下相当于超临界机 组的经济性，40％负荷以下相当于亚临界机 组的经济性。
2. HG-MHI超超临界锅炉技术
2.1 国产超超临界锅炉技术综述 东锅 上锅 BHK ALSTOM 螺旋+垂直 螺旋+垂直 前后墙对冲 切圆 带循环泵和不带循环泵 煤水比+喷水 烟气挡板+摆动燃 烟气挡板 烟气挡板+摆动燃 烧器 烧器 25％ 25％ 30％ 哈锅 MHI 垂直 切圆
4.蒸汽吹扫
4.3吹管系数 吹管系数定义为吹扫工况和BMCR工况下两个 作用力之比。 吹管系数的计算公式如下： DF=[W2purge×Vpurge]/[W2MCR×VMCR] 式中：W：质量流量，kg/s； V：比容，m3/kg； Purge：吹扫负荷； MCR：最大连续负荷； DF：吹管系数。
超临界锅炉讲义
➢ 整体脉动 ➢ 屏间（屏带或管屏）脉动 ➢ 管间脉动
特点：
脉动危害 发生这种管间脉动时 ，热水段、蒸发段、过热段都在作周 期性波动，在交界处附近壁温周期性变化，最大波动甚 至达到150℃ ，因而使管子产生疲劳破坏 。 并联各管会出现很大的热偏差，当超过容许的热偏差值 时，也将使管子超温过热而损坏 。
有关
二、超临界直流锅炉传热恶化特点
➢ 第一类传热恶化可能出现 ➢ 第二类传热恶化一定出现 ➢ 在大比热区内，也会发生传热恶化，称为类膜态沸腾。
在大比热区，比容（密度）的变化相当大，工质的温度 几乎不变；在管子内壁面附近工质密度比中心处小3～4 倍，在流动截面上存在不均匀性，出现最小的传热系数。 当热负荷高时，出现传热额恶化。
内螺纹管: 在x=0.8时，壁温才开始飞升。充分说明 了内螺纹管具有显著的抵抗膜态沸腾、推迟传热恶化 的作用。
内螺纹管抵抗膜态沸腾、推迟传热恶化的机理
由于工质受到螺纹的作用产生旋转，增强了管子内壁 面附近的扰动，使水冷壁管内壁面上产生的汽泡可以 被旋转向上运动的液体及时带走，
水流受到旋转力的作用，紧贴内螺纹槽壁面流动，从 而避免了汽泡在管子内壁面上的积聚所形成的"汽膜"， 保证了管子内壁击上有连续的水流冷却。
亚临界参数自然循环锅炉采用内螺纹管水冷壁是具 有相当大的安全裕度的。
§2 蒸发受热面主要形式 由于锅炉向大容量、高参数发展；采用了膜式水冷 壁；滑参数运行和给水处理技术发展。因此直流锅 炉形式有了很大的变化。
➢ 一次垂直上升管屏式（UP型） ➢ 炉膛下部多次上升、炉膛上部一次上升管屏式（FW型） ➢ 螺旋围绕上升管屏式
一次垂直上升管屏式（UP型）
FW型
螺旋围绕上升管屏式
火力发电厂超临界锅炉综合介绍
02
火力发电厂中超临界锅 炉应用现状
国内外发展概况
国际发展
自20世纪50年代起，超临界锅炉技术在发达国家开始得到应用，随着技术进步和环保要求提高，超临界锅炉逐渐 成为火力发电厂的主流选择。目前，国际上超临界锅炉技术已经非常成熟，并在不断提高效率和环保性能。
国内发展
我国自20世纪80年代开始引进超临界锅炉技术，经过消化吸收和自主创新，目前已经形成了具有自主知识产权的 超临界锅炉设计制造能力。近年来，随着国内火电市场的快速发展和环保要求的提高，超临界锅炉在国内的应用 也越来越广泛。
关键技术与优化措施
超临界技术
燃烧优化技术
通过提高锅炉的运行压力和温度，使水在 临界点以上进行加热，从而提高蒸汽的做 功能力和机组的热效率。
采用先进的燃烧控制技术，实现燃料与空 气的精确配比和充分混合，提高燃烧效率 并减少污染物排放。
传热强化技术
节能减排技术
通过改进受热面的结构和布置方式，增加 受热面积和传热系数，提高锅炉的传热效 率。
主要参数及性能指标
主要参数
超临界锅炉的主要参数包括蒸汽压力、蒸汽温度、给水温度、排烟温度、热效率 等。这些参数直接影响锅炉的性能和经济性。
性能指标
超临界锅炉的性能指标主要包括热效率、污染物排放、负荷适应性等。热效率是 衡量锅炉能量转换效率的重要指标，污染物排放反映了锅炉环保性能，负荷适应 性则体现了锅炉在不同负荷下的运行稳定性。
性能评价指标体系建立
热效率Βιβλιοθήκη 01衡量锅炉能量转换效率的重要指标，超临界锅炉热效率通常高
于亚临界锅炉。
污染物排放
02
包括氮氧化物、硫氧化物、颗粒物等排放物的浓度和总量，需
要符合国家或地区的环保标准。
第一讲 超临界锅炉概述
厂用电 率% 4.53
4.90 5.55
华能南京电厂
华能营口电厂 华能伊敏电厂
国华盘山电厂
石洞口电厂 绥中电厂
500
600 800
331.O
308.2 329.2
3l1.1
297.1 3l2.9
6.0
3.6 4.93
二、污染排放低，保护环境
– 低NOx排放 – 低CO2排放
主 • 要用于褐煤型锅炉 -高灰份 缺 • 乏1000MW超临界燃煤变压锅炉经验 需 • 研究大容量超临界锅炉可靠性
业绩
结构与安装
具 • 备成熟的结构技术及众多业绩， 可靠性高 煤 • 适应性好（采挡板调节再热汽温）
性能及运行
再 • 热器采用喷水及燃烧器摆动调温，对经 济性和煤适应性有影响。
DBC/BHK/BHDB
16.给水品质要求高
直流锅炉要求的给水品质高，要求凝结 水进行100％的除盐处理。
17.控制系统复杂
控制系统复杂，调节装置的费用较高。
六、国产超临界锅炉主要特点
1.采用П型布置形式 2.螺旋管圈水冷壁 ３.采用前后墙对冲燃烧方式
４.采用新型低氮旋流燃烧器 ５.采用回转式空气预热器
６.采用直吹式制粉系统 ７.采用轴流式风机
4.水泵压头高
水冷壁的流动阻力全部要靠给水泵来克 服，这部分阻力约占全部阻力的25％～ 30％。所需的给水泵压头高，既提高了 制造成本，又增加了运行耗电量。
5.需要专门的启动系统
直流锅炉启动时约有30％额定流量的工 质经过水冷壁并被加热，为了回收启动 过程的工质和热量并保证低负荷运行时 水冷壁管内有足够的重量流速，直流锅 炉需要设置专门的启动系统，而且需要 设置过热器的高压旁路系统和再热器的 低压旁路系统。加上直流锅炉的参数比 较高，需要的金属材料档次相应要提高， 其总成本不低于自然循环锅炉。
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变压运行锅炉的水冷壁型式。
炉膛水冷壁采用螺旋管圈＋垂直管圈方式【即下部炉膛的水冷壁采 用螺旋管圈（内螺纹管），上部炉膛的水冷壁为垂直】，保证质量流 速符合要求。 水冷壁采用全焊接的膜式水冷壁
水冷壁采用一次中间混合联箱来实现螺旋管至垂直水冷壁管的过渡
垂直水冷壁
螺旋管圈+内螺纹管
漩涡效果 > 重力作用
第三章 主要受热面介绍
• • • • 水冷壁 过热器 再热器 省煤器
• 炉膛四周为全焊式膜式水冷壁，炉膛由下部螺旋 盘绕上升水冷壁和上部垂直上升水 冷壁两个不同 的结构组成，两者间由过渡水冷壁和混合集箱转 换连接。 • 炉膛下部水冷壁（包括冷灰斗水冷壁、中部螺旋 水冷壁）都采用螺旋盘绕膜式管圈。 螺旋水冷壁 管（除冷灰斗采用光管外）采用六头、上升角 60°的内螺纹管。 • 由垂直水冷壁进口集箱拉出三倍于引入螺旋管数 量的管子 进入垂直水冷壁，垂直管与螺旋管的管 数比为 3：1。这种结构的过渡段水冷壁可以把 螺旋水冷壁的荷载平稳地传递到上部水冷壁。
管子内表面充满了液体
垂直水冷壁进口 螺旋水冷壁出口 螺旋水冷壁
• •
采用内螺纹管，提高水冷壁安全裕度 管间吸热偏差小，适应变压运行
3：采用前后墙对冲燃烧方式: 锅炉水冷壁出口温度偏差小 技术特点：
上部炉膛宽度方向上的烟气温度和速度分布
比较均匀，使水冷壁出口温度偏差较小，也 就有利于降低过热蒸汽温度偏差，保证过热
左侧墙
器和再热器的安全性。
左侧墙 4ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ0 前墙 右侧墙 后墙
右侧墙 燃尽风口 流体温度(oC) 400
100%MCR
390
燃烧器
380
最大温差 燃烧方式 切圆燃烧 切圆燃烧(设置节流圈) 对冲燃烧方式
20oC 10oC 7oC
前后墙对冲燃烧方式:热空气配风简单可靠
燃尽风
燃烧器 来自AH 来自AH 燃烧器
第一章 超临界基本概念 及直流锅炉的特点
• 热力学理论认为，在22.129MPa、温度374℃时，水的汽化会在一瞬间 完成，即在临界点时饱和水和饱和蒸汽之间不再有汽、水共存的两相 区存在，两者的参数不再有区别。由于在临界参数下汽水密度相等， 因此在临界压力下无法维持自然循环，只能采用直流炉。超临界直流 炉的汽水行程如图所示。
2．超临界直流锅炉蓄能小且呈分布特性
在超临界直流炉中，由于没有汽包，汽水容积小，所 用金属也少，锅炉蓄能显著减小且呈分布特性。蓄 能以二种形式存在——工质储量和热量储量。工质 储量是整个锅炉管道长度中工质总质量，它随着压 力而变化，压力越高，工质的比容越小，必需泵入 锅炉更多的给水量。在工质和金属中存在一定数量 的蓄热量，它随着负荷非线性增加。由于锅炉的蓄 质量和蓄热量整体较小，负荷调节的灵敏性好，可 实现快速启停和调节负荷。另一方面，也因为锅炉 蓄热量小，汽压对被动负荷变动反映敏感，这种情 况下机组变负荷性能差，保持汽压比较困难。
第二章 锅炉整体布置介绍
• 型号 DG2000/26.15-Ⅱ2 型 • 型式 超超临界参数燃煤汽轮发电机组， 锅炉为超超临界参数 变压直流炉、一次再热、 平衡通风、露天布置、固态排渣、全钢构架、 全悬吊结构 Π 型 锅炉。 • 锅炉宽度22162.4mm,锅炉深度15456.8mm,顶 棚标高72500mm。 • 燃烧方式：前后墙对冲燃烧方式，36只低 NOx 旋流式煤粉燃烧器
3. 直流锅炉的给水品质要求高 直流锅炉没有汽包，不能进行锅内水处理， 给水带来的盐分除一部分被蒸汽带走外， 其余将沉积在受热面上影响传热，使受热 面的壁温有可能超过金属的许用温度，且 这些盐分只有停炉清洗才能除去，因此为 了确保受热面的安全，直流锅炉的给水品 质要求高。
4.直流锅炉的启停和变负荷速度快 直流锅炉由于没有汽包，在启停过程及变 负荷运行过程中的升、降温速度可快些， 锅炉启停时间可大大缩短，锅炉变负荷速 度提高。
燃烧器 大风箱
4：锅炉旁路系统采用带炉水再循环泵的启动 系统，虽然系统相对复杂，但在锅炉启动和 低负荷运行时可以回收大量的工质和热量， 同时保证启动系统的运行更加安全可靠。 5：过热汽温调温方式为煤水比和二级喷水减 温来控制，再热汽为烟气挡板调温、燃烧器 摆动并装有事故紧急喷水。过热器正常喷水 水源来自省煤器出口的水，这样可减少喷水 减温器在喷水点的温度差和热应力，再热器 喷水水源来自给水泵中间抽头。
直流锅炉的特点
1．超临界直流炉没有汽包 超临界直流炉没有汽包环节，给水经加热、蒸 发和变成过热蒸汽是一次性连续完成的，随着 运行工况的不同，锅炉将运行在亚临界或超临 界压力下，蒸发点会自发地在一个或多个加热 区段内移动。因此，为了保持锅炉汽水行程中 各点的温度、湿度及水汽各区段的位置为一规 定的范围，要求燃水比、风煤比及减温水等的 调节品质相当高。
• 直流锅炉没有汽包，整个锅炉是由许多管子 并联，然后用联箱连接串联而成。在给水泵 的压头作用下，工质顺序一次通过加热、蒸 发和过热受热面。进口工质为水，出口工质 为过热蒸汽。由于没有汽包，所以在加热和 蒸发受热面之间，以及在蒸发和过热受热面 之间都没有固定的分界线。加热区和过热区 中的参数变化同自然循环锅炉相同；在蒸发 区中由于流动阻力，压力有所降低，相应的 饱和温度也有所下降。
东锅超超临界锅炉主要技术特点
1： П型布置是传统普遍采用的方式， 烟气由炉膛经水平烟道进入尾部烟道，在 尾部烟道通过各受热面后排出。 其主要优点是锅炉高度较低，尾部烟 道烟气向下流动有自生吹灰作用，各受热 面易于布置成逆流形式，对传热有利等。
2:采用内螺纹螺旋管圈水冷壁
对于超临界变压运行锅炉，螺旋管圈水冷壁是首先应用于超临界
锅炉主要参数（B-MCR ）
• • • • • • • • • • • 过热蒸汽流量t / h 过热蒸汽出口压力MPa 过热蒸汽出口温度℃ 再热蒸汽流量t / h 再热蒸汽进口压力MPa 再热蒸汽出口压力MPa 再热蒸汽进口温度℃ 再热蒸汽出口温度℃ 给水温度℃ 排烟温度（修正前）℃ 保证热效率％ 2060 26.15 605 1638.8 4.62 4.67 349 603 292 132 93