超临界锅炉介绍课件

超临界机组

(3)-锅炉部分超临界机组

(3)-锅炉部分

内容简介超临界机组（2）－锅炉部分1.超临界锅炉的水动力及传热特性2.螺旋管圈和垂直管屏水冷壁的特点3.超临界锅炉的中间点温度控制4.超临界锅炉的受热面布置5.超临界锅炉的汽温特性及控制6.超临界锅炉的启动系统7.超临界锅炉的燃烧技术

内容简介1.超临界锅炉的水动力及传热特性2022/11/11超临界锅炉的水动力

及传热特性2022/10/231超临界锅炉的水动力

1.1超临界锅炉运行的主要特点(1)超临界压力下，水冷壁管内工质温度不像亚临界那样具有恒定的饱和温度，而是随吸热量增加，温度升高，水冷壁金属温度变化较大。(2)控制下辐射区水冷壁出口温度不高于工作压力对应的拟临界温度，将工质吸热能力最强的大比热区避开热负荷最高的燃烧器区。(3)汽温控制应有超前信号，分离器出口温度作为中间点信号，以中间点温度为参考调节煤水比。(4)最佳煤水比随燃料燃烧特性和工作压力而变化，单烧煤粉时煤水比较大，煤油混烧时煤水比较小。1.1超临界锅炉运行的主要特点(1)超临界压力下，水冷壁蒸汽参数为25.4MPa/570℃/570℃的超临界锅炉水冷壁出口温度在额定负荷时为427℃，工质在水冷壁中的温升大约为94.1℃。在过热器中的温升为144℃，在省煤器中的温升为53℃。可见工质从进入锅炉开始，在包括水冷壁之前的受热面中温度提高幅度占工质总温升的50％以上，而水冷壁是吸热变化最大的区域。

1.2600MW超临界锅炉特性蒸汽参数为25.4MPa/570℃/570℃的超临界锅炉水冷超临界锅炉介绍课件超临界锅炉介绍课件

1.3水冷壁工质温度随吸热量变化因为水冷壁中工质温度随吸热量变化，而水冷壁出口工质温度的变化必然首先直接影响到过热汽温。超临界锅炉中间点温度是指水冷壁出口汽水分离器中工质的温度。水冷壁在超临界压力下工作，管内工质温度随着吸热量的增加而提高。当中间点温度变化时，实际上反映的是水冷壁吸热量的变化，这与亚临界压力的汽包锅炉是不同的。1.3水冷壁工质温度随吸热量变化因为水冷壁中工质温度随

1.4

热强度越大的管子流量越小

超临界锅炉水冷壁为强制流动。强制流动的水冷壁管中工质流量的自调节特性在正常情况下与自然循环汽包锅炉相反，即受热越强的管子中流量越小。这是因为，超临界锅炉水冷壁中随吸热量增加，工质温度上升。而温度上升引起工质比容增大，流速提高，流动阻力相应增加，当工质流动阻力增加到与管组两端的压差相同时，受热强的管中工质流量就会自动减少。

1.4热强度越大的管子流量越小超临界锅炉水冷壁为1.5超临界锅炉水动力及传热在超临界压力工作的水冷壁，管内工质温度处于对应压力下的大比热区范围，随着工质吸热量增加，工质温度变化不大，而工质比容急剧增大，温导系数急剧减小，容易引起水动力不稳定或流量分配不均，同时可能引起工质对管壁的传热变差，导致类膜态沸腾1.5超临界锅炉水动力及传热在超临界压力工作的水冷壁(1)对应每一个压力状态，存在一个拟临界温度；在拟临界温度附近，存在一个大比热区；在拟临界温度左边，工质是水，右边是汽；在大比热区内，水和水蒸汽的热物理特性变化很大，即比容、黏度、温导系数等热物性参数变化很大。(2)超临界压力下，水冷壁可能产生类膜态沸腾。主要原因是：吸热增加时，工质温度提高，靠近管壁处的工质比容增大，温导系数下降，使水冷壁传热出现类似于亚临界压力下的膜态沸腾。

1.6

超临界压力下水和水蒸汽的热物性(1)对应每一个压力状态，存在一个拟临界温度；在拟临界温度工质热物性是决定水冷壁传热的重要因素：①对应一定压力，工质存在一个大比热区。对应比热最大的温度点叫拟临界温度。在大比热区内，工质温度随吸热量变化不大；在大比热区外，工质温度随吸热量变化很大。②工质比容和温导系数在拟临界温度附近的大比热区内发生急剧变化。③压力越高，拟临界温度向高温区推移，影响水冷壁工作特性的工质热物理特性参数变化(即比热、比容、温导系数)逐渐减弱。

1.7超临界压力下水和水蒸汽的热物性－1工质热物性是决定水冷壁传热的重要因素：1.7超临界压力下水超临界压力下的工质大比热特性超临界压力下的工质大比热特性超临界压力下工质的温导系数超临界压力下工质的温导系数超临界压力下工质的比容超临界压力下工质的比容超临界压力下工质的黏度超临界压力下工质的黏度1.8热物性对水冷壁传热特性的影响－2由于管子贴壁处流体温度较高导热系数却降低，使导热性差的流体与管壁接触。对于蒸汽参数为25MPa的超临界锅炉，水冷壁中工质压力大约为30MPa。对这一压力下的工质，温度在400℃左右，正好处于比热最大的拟临界温度。在320℃～440℃的变化范围内，温导系数降低了80％左右，发生传热恶化的机会就会增加。1.8热物性对水冷壁传热特性的影响－2由于管子贴壁处1.9热物性对水冷壁传热特性的影响3.4大比热区内工质比容的急剧变化必然导致工质的膨胀量增大，从而引起水动力不稳定或类膜态沸腾。密度降低时比热同时减小，导致贴壁处的工质温度上升。这种问题主要发生在光管水冷壁，内螺纹管一般不会出现。在大比热区外，工质比热很小，工质温度随吸热变化很大，容易直接引起管壁过热。1.9热物性对水冷壁传热特性的影响3.4大比热区内工质超临界锅炉介绍课件

超临界锅炉的水动力多值性G△Pab单相气单相液超临界锅炉的水动力多值性G△Pab单相气单相液超临界锅炉介绍课件超临界锅炉介绍课件超临界锅炉介绍课件超临界锅炉介绍课件

(1)需要耐高温、抗蠕变、高强度金属材料,高蒸汽参数部件采用9%Cr、12%Cr新材料。蒸汽温度为580~600℃时，采用新钢材。(2)化学水处理：高参数工质的热力动力特性使水管内部氧化层增厚速度加快，管道温度升高，压降增大。采用氧化处理调整给水含氧量；加强给水质量监督；凝结水必须精处理。(3)锅炉水冷壁的变压运行技术。成熟的技术是螺旋管，采用内螺纹管垂直管屏的锅炉将投入运行。1.10超临界锅炉的特殊问题

(1)需要耐高温、抗蠕变、高强度金属材料,高蒸汽2022/11/12.螺旋管圈和垂直管屏水冷壁2022/10/232.螺旋管圈2022/11/12022/10/232022/11/1螺旋管圈和垂直管屏2022/10/23螺旋管圈和垂直管屏2022/11/12022/10/232022/11/12022/10/232022/11/12022/10/232022/11/12022/10/232022/11/1内螺纹管光管2022/10/23内螺纹管光管超临界锅炉介绍课件超临界锅炉介绍课件2022/11/12022/10/232022/11/12022/10/232022/11/12022/10/232022/11/12022/10/232022/11/12022/10/232022/11/12022/10/232022/11/12022/10/232022/11/12022/10/232022/11/12022/10/232022/11/12022/10/232022/11/12022/10/232022/11/12022/10/232022/11/12022/10/232022/11/12022/10/232022/11/12022/10/232022/11/1水冷壁中间混合集箱2022/10/23水冷壁中间混合集箱2022/11/12022/10/232022/11/12022/10/232022/11/12022/10/232022/11/1

垂直管屏水冷壁2022/10/23垂直管屏水冷壁2022/11/12022/10/232022/11/12022/10/23

垂直管屏水冷壁结构简单，容易实现膜式壁结构，形成气密式水冷壁，且容易悬吊，检修方便。为了提高炉膛下辐射区水冷壁管内的重量流速[MCR负荷时2800kg/(m2s)，30%MCR负荷时不低于800kg/(m2s)]，避免产生较大的热偏差，下辐射区水冷壁采用二次垂直上升管屏的型式，两个流路之间用不受热的下降管相连接。同时，两个流路之间出现进行工质再分配的中间联箱。

2.1垂直管屏水冷壁特点分析

垂直管屏水冷壁结构简单，容易实现膜式壁2022/11/1

垂直管屏有中间联箱，使工质重新分配且第一流路出口的工质温度升高，比容增大，故进入第二流路的工质流量分配就可能不均匀，低负荷变压运行时，这种现象更明显。主要原因是：

(1)工质经过亚临界压力区，工质比容变化很大，导致流量分配不均；

(2)工质流量减少，质量流速降低，使得工质流量分配的不均匀程度增大。导致受热较强的水冷壁管中流量反而减少，使个别管子处于危险的工作状态。

传统垂直管屏水冷壁对变压运行的适应性较差。

2.2

传统技术垂直管屏不适应变压运行2022/10/23垂直管屏有中间联箱，使工质重新分配2022/11/12022/10/232022/11/12022/10/232022/11/12.3

垂直管屏变压运行新技术1.2水冷壁采用内螺纹管、低质量流速、一次垂直上升管屏。设计低质量流速的意图：降低流动阻力压降，提高重位压降所占比例，将强制流动的负流量补偿特性转变为正流量补偿特性，部分抵销热偏差对管壁温度的影响。2022/10/232.3垂直管屏变压运行新技术1.22022/11/1

(13-21)上升流动：2022/10/232022/11/1下降流动：2022/10/23下降流动：2022/11/1垂直管屏和螺旋管圈比较2022/10/23垂直管屏和螺旋管圈比较2022/11/12.4

垂直管屏变压运行新技术3.4.5采用内螺纹管抵抗亚临界压力范围内可能出现的膜态沸腾。下辐射区和上辐射区水冷壁之间采用混合集箱，消除下辐射区水冷壁出口的工质温度偏差。采用无双面曝光水冷壁的单炉膛炉型结构，独立的反向双切圆燃烧方式，用辐射热偏差部分抵销对流热偏差的影响，减小水冷壁的吸热偏差，减小水冷壁的壁温偏差。2022/10/232.4垂直管屏变压运行新技术3.42022/11/12.5

垂直管屏变压运行新技术6.7在低温烟道内布置蒸发器，解决低压下蒸发不足和水冷壁进口水欠焓过大的问题，保证进入水冷壁的工质处于湿蒸汽区。根据热负荷分配，在水冷壁进口部位加不同孔径的节流圈，减小流量分配偏差。2022/10/232.5垂直管屏变压运行新技术6.72022/11/12022/10/232022/11/12022/10/232022/11/12.6垂直管屏内螺纹管水冷壁的主要优点结构简单，易于实现膜式壁结构；炉型设计灵活，符合各种燃料燃烧的要求；当水冷壁设计成低质量流速时，还具有自补偿特性，可以部分抵消强制流动的流量偏差；垂直管屏内螺纹管水冷壁技术可以降低质量流速,减小了水冷壁的阻力损失，降低了给水泵的功率消耗。2022/10/232.6垂直管屏内螺纹管水冷壁的主要优点2022/11/12.7垂直管屏内螺纹管水冷壁的主要优点制造工艺和悬吊结构简单；安装现场的焊接工作量小；检修工艺简单快速；运行中灰渣容易脱落，积灰结渣减少；水冷壁吸热变化时，管内流量变化较小；2022/10/232.7垂直管屏内螺纹管水冷壁的主要优点2022/11/1积灰、结渣情况：2022/10/23积灰、结渣情况：

2.8垂直管屏变压运行实例哈尔滨锅炉厂1000MW超超临界直流锅炉采用了一次上升内螺纹管垂直管屏水冷壁，质量流速为450～1800kg/(m2.s)。而采用螺旋管圈水冷壁的600MW超临界直流锅炉，在额定负荷下的质量流速为2200～2800kg/(m2.s)。2.8垂直管屏变压运行实例哈尔滨锅炉厂1002022/11/12022/10/232022/11/1

螺旋管圈水冷壁2022/10/23螺旋管圈水冷壁

2.9螺旋管圈水冷壁适合变压运行(1)工作在下辐射区的水冷壁同步经过受热最强的区域和受热最弱的区域。

(2)工质在下辐射区一次性沿着螺旋管圈上升，没有中间联箱，在工质比容变化最大的阶段避免了再分配。

(3)不受炉膛周界的限制,可灵活选择并列工作的水冷壁管子根数和管径，保证较大的重量流速(下辐射区水冷壁达2800kg/m2s,上辐射区2000kg/m2s)。

(4)水冷壁能够工作在热偏差最小和流量偏差最小的良好状态。因此，其水动力稳定性较高，不会产生停滞和倒流，可以不装节流圈，最适合变压运行。

2.9螺旋管圈水冷壁适合变压运行(1)工作在下辐射2022/11/12.10螺旋管圈水冷壁的缺点需要专门的悬吊架，安装、检修工艺复杂。水冷壁热偏差与螺旋管圈盘旋圈数有关，600MW锅炉盘旋圈数1.74圈。盘旋圈数越少，并列工作的水冷壁管数越多，在低负荷运行时，热偏差较大，且流量偏差增大，同样出现水冷壁超温现象。质量流速提高，流动阻力增大，给水泵压头提高。2022/10/232.10螺旋管圈水冷壁的缺点需要专门2022/11/1

2.11螺旋管圈水冷壁变压运行特性1.2超临界参数锅炉变压运行时，工作压力随负荷变化。在70％MCR负荷以下时，水冷壁在亚临界压力区工作，管内工质是汽水混合物，比容变化较大。此时如果管外热流密度过高，不仅容易引起膜态沸腾，还会引起较大的工质热膨胀。超临界压力锅炉在低负荷变压运行时，下辐射区出口的压力比较低，50％MCR负荷时的中间点压力为13ＭPa，这时饱和汽的比容是水的比容的8.1倍以上，汽水的比容差显著增大。2022/10/232.11螺旋管圈水冷壁变压运行2022/11/1

2.12螺旋管圈水冷壁变压运行特性3低负荷运行时,螺旋管圈进口工质温度降低，工质欠焓增大，当部分水冷壁结渣或积灰或火焰偏移时，将使各水冷壁管的沸腾点不同步地推迟，此时尽管水冷壁的总流量是不变的，但是各管内工质流量分配不均或流量时大时小，出现流动不稳定现象。因此应特别注意低负荷下的水动力不稳定性。负荷越低压力越低，越容易出现水动力不稳定性。2022/10/232.12螺旋管圈水冷壁变压2022/11/12.13

螺旋管圈水冷壁变压运行特性4变压运行的超临界直流锅炉启动时处于无压或低压状态,随着燃烧率的增加,工质温度和压力不断提高，水冷壁管中的汽水膨胀使得水冷壁出口的流量远大于给水量，这将影响到分离器的水位变化特性和系统的水动力稳定性。70％MCR负荷以上时，水冷壁进入临界压力和超临界压力区工作，影响水动力稳定性和传热特性的主要因素是工质的大比热特性。2022/10/232.13螺旋管圈水冷壁变压运行特性3中间点温度控制控制中间点温度的目标作为汽温控制的超前信号防止水冷壁发生类膜态沸腾以及过热保护水冷壁的报警信号保证汽轮机正常运行的重要条件3中间点温度控制控制中间点温度的目标超临界锅炉介绍课件3.1防止水冷壁发生类膜态沸腾以及过热变压运行的600MW超临界锅炉在70%负荷以下时，水冷壁在亚临界压力范围内工作，水冷壁中工质温度随压力提高而上升。在70%负荷以上，水冷壁进入超临界压力范围工作，水冷壁中工质温度随吸热量增加而上升。控制水冷壁中工质温度，可以防止超临界压力时的类膜态沸腾和管壁过热超温。更多的技术措施：采用内螺纹管，控制质量流速，增加管圈倾角，控制水冷壁热负荷，抵消热偏差等。3.1防止水冷壁发生类膜态沸腾以及过热变压运行的6003.2保护水冷壁的报警信号对于内螺纹管水冷壁，由于流体在管内受到旋转作用力，密度高的流体总是贴壁流动，因而可以防止膜态沸腾或类膜态沸腾，但是当热负荷过高或水冷壁流量低于限制发生传热恶化的最低质量流速(例如723.6Kg/m2s)时，管壁过热的可能性仍然存在。因此当锅炉进入纯直流运行状态后，中间点温度超过允许值时应发出警报。3.2保护水冷壁的报警信号对于内螺纹管水冷壁，由于流体3.3

优化控制中间点温度的重要性在超临界压力下运行的锅炉，水冷壁中工质温度随吸热量的变化而变化，而水冷壁出口工质温度的变化必然首先直接影响到过热汽温。中间点温度作为控制过热汽温的超前信号或首要参考温度显然是十分关键的。中间点温度的变化不仅与水冷壁的吸热量有关，而且与水冷壁进口工质温度和给水流量调节有关。中间点温度的控制对于防止水冷壁发生膜态沸腾或类膜态沸腾以及防止水冷壁管壁过热是十分重要的。3.3优化控制中间点温度的重要性在超临界压力下运3.4

优化控制中间点温度的重要性合理控制中间点温度可以使烟气温度最高的区域中保持较低的金属管壁温度，可减轻金属的高温腐蚀，减轻积灰和结渣等，提高水冷壁管子的寿命和运行可靠性。3.4优化控制中间点温度的重要性合理控制中间点温度3.5优化控制中间点温度的重要性对于蒸汽参数接近于25MPa/540/540或25MPa/570℃/570℃的超临界锅炉，水冷壁出口温度的设计值大约都在420℃～430℃范围内，处于微过热状态，参数略有波动，布置在高热负荷区域的出口段水冷壁就可能过热，引起管子超温，800MW超临界锅炉炉膛折焰角上部的费斯顿管爆管事故已经证明了这一问题的存在。因此水冷壁出口管段最好布置在热负荷较低的炉顶或低温烟道中。3.5优化控制中间点温度的重要性对于蒸汽参数接近于

3.6

中间点温度宁低勿高，但不可过低超临界锅炉在临界压力以上运行时，如遇到煤质变化等影响不易控制时，中间点温度控制值宁低勿高。但最低不超过设计值－10℃。在亚临界压力以下运行时，中间点温度不宜过低，否则会引起分离器带水运行和过热器进水以及蒸汽欠温，影响汽轮机正常运行。3.6中间点温度宁低勿高，但不可过低超临界锅炉在临3.7影响中间点温度的主要因素

燃料品质变化引起炉内辐射换热量变化，导致水冷壁管内工质温度变化。超临界锅炉水冷壁系统工质和金属的储热量减小，热敏感性增强，从而燃烧工况变化对水冷壁传热的影响要比自然循环锅炉大得多。3.7影响中间点温度的主要因素燃料品质变化引起炉3.8影响中间点温度的主要因素超临界锅炉省煤器出口工质温度直接影响下辐射区水冷壁中工质吸热量和出口工质温度，省煤器中工质温升几乎占锅炉给水至蒸发结束的30％，因而成为影响锅炉整体运行调节的重要部分。而省煤器的工作参数不仅与自身传热特性有关，还和加热器尤其是高压加热器的运行有关，致使影响水冷壁工质温度的因素更加复杂化。3.8影响中间点温度的主要因素超临界锅炉省煤器出口

3.9

控制中间点温度的关键点以水煤比控制为主。运行压力决定工质热物性的变化。控制下辐射区水冷壁出口温度不超过400℃。受热面积灰结渣。高加及给水温度控制影响水冷壁进口水温。3.9控制中间点温度的关键点以水煤比控制为主。2022/11/12022/10/232022/11/12022/10/234超临界锅炉受热面布置摆动式燃烧器烟气挡板摆动式燃烧器+烟气挡板4超临界锅炉受热面布置摆动式燃烧器超临界锅炉介绍课件超临界锅炉介绍课件超临界锅炉介绍课件超临界锅炉介绍课件超临界锅炉介绍课件超临界锅炉介绍课件高过高再低再省煤器炉膛水冷壁低过省煤器屏式过热器高过高再低再省煤器炉膛水冷壁低过省煤器高过高再低再省煤器炉膛水冷壁低过省煤器屏式过热器高过高再低再超临界锅炉

的汽温调节

超临界锅炉

的汽温调节2022/11/12022/10/232022/11/12022/10/232022/11/12022/10/232022/11/12022/10/232022/11/12022/10/232022/11/12022/10/232022/11/12022/10/232022/11/12022/10/232022/11/12022/10/232022/11/12022/10/232022/11/12022/10/232022/11/12022/10/232022/11/12022/10/232022/11/12022/10/232022/11/12022/10/232022/11/12022/10/235.1水煤比作为主调手段超临界锅炉过热汽温的调节以水煤比作为主调手段。调节水煤比最关键的仍然首先是控制中间点的温度。因为超临界锅炉水冷壁中工质温度的变化与过热器类似，超临界锅炉的水冷壁多吸收热量的结果是工质温度升高，等于过热器多吸收热量。而不像汽包锅炉那样，水冷壁多吸收热量反映出来的参数变化首先是压力变化，而温度变化并不剧烈。5.1水煤比作为主调手段5.2喷水减温作为微调超临界锅炉的汽温调节不宜采用大量喷水减温方式，喷水减温只作为细调，100%MCR负荷的过热器总减温水量一般不超过总蒸发量的4～8％。减温水量增大时，喷水点前的受热面，尤其是水冷壁和省煤器中的工质流量必然减小，加剧下辐射区出口工质温度提升，使得水冷壁出口工质温度升高，加大汽温调节幅度，引起喷水点前的过热器超温。另外温度很低的给水对于温度很高的蒸汽联箱或过热器管子造成冷冲击，影响寿命。5.2喷水减温作为微调超临界锅炉的汽温调节不宜采5.3调节再热汽温必然影响过热汽温超临界锅炉的再热汽温调节多数采用烟气挡板或摆动式燃烧器，调节再热汽温，必然影响过热汽温。因此主汽温调节还需要掌握再热汽温调节与主汽温调节之间的静态关系和动态特性，但主要取决于锅炉过热器和再热器的辐射和对流传热比例。烟气挡板调节再热汽温的锅炉，主蒸汽侧减温水量随负荷升高而单调增加。摆动式燃烧器调节再热汽温的锅炉，主蒸汽侧减温水量的变化比较复杂，减温水量与负荷变化、过热器系统传热特性、燃烧器摆角、煤质特性、变压运行参数等多种因素的耦合结果有关。5.3调节再热汽温必然影响过热汽温超临界锅炉的再热汽温调超临界锅炉介绍课件超临界锅炉介绍课件5.4影响汽温调节的因素－1燃用煤质变化导致的辐射、对流传热比例变化和变压运行时工质参数变化导致的热物性剧烈变化是运行调节的主导因素。此外，直吹式磨煤机制粉系统的调节滞后性、省煤器出口水温以及蒸发系统的储热量都会影响调节效果。5.4影响汽温调节的因素－1燃用煤质变化导致的辐射、5.4影响汽温调节的因素－2对于超临界600MW锅炉，影响汽温的因素和变量耦合复杂化，不像汽包锅炉那样有调节缓冲带，即对给水调节与燃料以及燃烧调节的动态配合要求更高。由于给水调节反应快，而燃料和燃烧调节反应慢，因此水煤比调节既要比较准确的掌握与主机和附机系统范围内的静态关系，又要定量掌握有关煤、水系统之间的动态响应特性。5.4影响汽温调节的因素－2对于超临界600MW锅炉，5.5过热器的湿态与直流运行末级过热器出口汽温控制分两个运行区间，一个是湿态运行区，一个是直流运行区。湿态运行发生在机组启动期间，此时通过炉膛的水流量大于通过过热器的蒸汽流量，多余的水被收集在贮水箱中。当通过炉膛的工质全部进入过热器时，则锅炉进入直流运行区，此时除了要控制末级过热器出口汽温外，还要防止每个过热器管组入口进入饱和状态。

5.5过热器的湿态与直流运行末级过热器出口汽温控制分两个

5.6湿态与直流运行的汽温调节在湿态运行期间，通过炉膛的工质流量是固定的，此时过热器减温器的运行类似于汽包炉的减温器运行，用它来控制汽温的升高。在直流运行区，过热器减温器仅用作瞬时的汽温控制，而长期的汽温控制是通过给水流量控制调节燃料∕给水比来实现的。在直流运行区，每级减温器的温降都控制在一个目标值，这样当汽温在整定值时，就能使减温水量维持在设计值，使减温器能对每个方向的汽温偏差都作出响应。5.6湿态与直流运行的汽温调节在湿态运行期间，通过2022/11/16.超临界锅炉的启动系统

2022/10/236.超临界锅炉2022/11/1

6.1超临界锅炉启动过程问题之一超临界压力直流锅炉无储存汽水的汽包，启动一开始就必须不间断地向锅炉送进给水。如果启动流量按30％额定流量计算，一台容量为2000T/h的600ＭＷ锅炉启动初期就需要600T/h的启动流量。由于给水既要经过水质的化学处理，又要在锅炉内吸收燃料燃烧放出的热量，如果不利用，就会造成热量浪费和水质处理过程运行费用以及工质浪费。因此，直流锅炉有必要设置专门的回收工质与热量的系统，这种系统就是直流锅炉的启动系统。2022/10/236.1超临界锅炉启动过程问题之2022/11/16.2

超临界直流锅炉启动过程问题之二

超临界压力直流锅炉启动过程中，存在强烈的汽水热膨胀现象，汽水膨胀会导致水冷壁管内的水动力不稳定性，即并列工作的管屏中有的管子流量多，有的管子流量少；或同一根管子中，瞬间流量有时大，有时小。

汽水膨胀还会导致过热器出口的蒸汽达不到额定参数，甚至引起蒸汽带水，危及机组的安全运行。2022/10/236.2超临界直流锅炉启动过程问题之二2022/11/16.3超临界锅炉启动过程问题之三同亚临界锅炉一样，超临界锅炉启动过程也需要使锅炉生产的蒸汽符合汽轮机的进汽要求；在启动过程中保护再热器；缩短启动时间，尽快实现机、炉联合运行；启动过程中，防止温度不高的蒸汽进入汽轮机而凝结成水，启动系统应固定蒸发受热面的终点，进行汽水分离，使给水调节、汽温调节和燃烧调节相互独立，互不干扰。2022/10/236.3超临界锅炉启动过程问题之三同亚2022/11/16.4启动系统的作用（1.2.3）建立启动压力和启动流量，保证给水连续地通过省煤器和水冷壁，尤其是保证水冷壁的足够冷却和水动力的稳定性。回收锅炉启动初期排出的热水、汽水混合物、饱和蒸汽以及过热度不足的过热蒸汽，以实现工质和热量的回收。启动初期，将含铁量不合格的蒸汽直接排到凝汽器，防止Fe2O3固体颗粒对汽轮机的冲击，以使汽轮机叶片免受侵蚀。2022/10/236.4启动系统的作用（1.2.3）2022/11/16.5启动系统的作用（4）设置保护再热器的旁路系统。在机组启动过程中，实现锅炉各受热面之间和锅炉与汽轮机之间工质状态的配合。尽快实现机、炉联合运行。2022/10/236.5启动系统的作用（4）设置保护2022/11/1内置闸阀启动分离器点火启动快速旁路调压阀疏水阀节流阀启动扩容器水冷壁省煤器再热器凝结水泵除氧器给水泵凝汽器除盐装置高加低加6.6800

MW超临界锅炉启动系统2022/10/23内置闸阀启动分离器点火启动快速旁路调压阀超临界锅炉介绍课件超临界锅炉介绍课件2022/11/12022/10/232022/11/12022/10/232022/11/12022/10/232022/11/1

6.7超临界600MW锅炉启动系统凝汽器来经凝结泵和低加去凝汽器旁路2022/10/236.7超临界600MW2022/11/1

6.8橘湾1号启动及旁路系统水冷壁省煤器顶棚包墙1234高压卧再立再低压低加高加汽水分离器冷凝水除盐装置冷凝泵凝汽器除氧器冷凝增压泵主蒸汽疏水M排水调节阀循环水调节阀循环水泵给水泵旁路阀再热器喷水再热器旁路低压旁路高压旁路2022/10/232022/11/12022/10/232022/11/12022/10/232022/11/1FTPTTFT35%BMCR35%6.0m0%100%0%LTT2022/10/23FTPTTFT35%BMCR35%2022/11/1PTTT100%2.0m100%100%0%0%0%LT2022/10/23PTTT100%2.0m100%1002022/11/12022/10/232022/11/12022/10/232022/11/12022/10/232022/11/1主要设备：启动分离器功能和特点：在锅炉启停及低负荷运行期间，汽水分离器湿态运行，起汽水分离作用；在锅炉正常运行期间，汽水分离器只作为蒸汽通道。在启动时将蒸汽从水中分离出来收集的水排入储水罐超临界锅炉的典型结构.在锅炉启停及正常运行过程中，汽水分离器均投入运行。序号名称1筒身2汽侧封头3水侧封头4管接头5手孔管接头6热电偶插座2022/10/23主要设备：启动分离器功能和特点：在锅炉启2022/11/12022/10/232022/11/12022/10/232022/11/12022/10/232022/11/12022/10/232022/11/12022/10/232022/11/12022/10/232022/11/1361阀去凝汽器去扩容器2022/10/23361阀去凝汽器去扩容器2022/11/12022/10/232022/11/12022/10/23知识回顾KnowledgeReview祝您成功！知识回顾KnowledgeReview祝您成功！

超临界机组

(3)-锅炉部分超临界机组

(3)-锅炉部分

内容简介超临界机组（2）－锅炉部分1.超临界锅炉的水动力及传热特性2.螺旋管圈和垂直管屏水冷壁的特点3.超临界锅炉的中间点温度控制4.超临界锅炉的受热面布置5.超临界锅炉的汽温特性及控制6.超临界锅炉的启动系统7.超临界锅炉的燃烧技术

内容简介1.超临界锅炉的水动力及传热特性2022/11/11超临界锅炉的水动力

及传热特性2022/10/231超临界锅炉的水动力

1.1超临界锅炉运行的主要特点(1)超临界压力下，水冷壁管内工质温度不像亚临界那样具有恒定的饱和温度，而是随吸热量增加，温度升高，水冷壁金属温度变化较大。(2)控制下辐射区水冷壁出口温度不高于工作压力对应的拟临界温度，将工质吸热能力最强的大比热区避开热负荷最高的燃烧器区。(3)汽温控制应有超前信号，分离器出口温度作为中间点信号，以中间点温度为参考调节煤水比。(4)最佳煤水比随燃料燃烧特性和工作压力而变化，单烧煤粉时煤水比较大，煤油混烧时煤水比较小。1.1超临界锅炉运行的主要特点(1)超临界压力下，水冷壁蒸汽参数为25.4MPa/570℃/570℃的超临界锅炉水冷壁出口温度在额定负荷时为427℃，工质在水冷壁中的温升大约为94.1℃。在过热器中的温升为144℃，在省煤器中的温升为53℃。可见工质从进入锅炉开始，在包括水冷壁之前的受热面中温度提高幅度占工质总温升的50％以上，而水冷壁是吸热变化最大的区域。

1.2600MW超临界锅炉特性蒸汽参数为25.4MPa/570℃/570℃的超临界锅炉水冷超临界锅炉介绍课件超临界锅炉介绍课件

1.3水冷壁工质温度随吸热量变化因为水冷壁中工质温度随吸热量变化，而水冷壁出口工质温度的变化必然首先直接影响到过热汽温。超临界锅炉中间点温度是指水冷壁出口汽水分离器中工质的温度。水冷壁在超临界压力下工作，管内工质温度随着吸热量的增加而提高。当中间点温度变化时，实际上反映的是水冷壁吸热量的变化，这与亚临界压力的汽包锅炉是不同的。1.3水冷壁工质温度随吸热量变化因为水冷壁中工质温度随

1.4

热强度越大的管子流量越小

超临界锅炉水冷壁为强制流动。强制流动的水冷壁管中工质流量的自调节特性在正常情况下与自然循环汽包锅炉相反，即受热越强的管子中流量越小。这是因为，超临界锅炉水冷壁中随吸热量增加，工质温度上升。而温度上升引起工质比容增大，流速提高，流动阻力相应增加，当工质流动阻力增加到与管组两端的压差相同时，受热强的管中工质流量就会自动减少。

1.4热强度越大的管子流量越小超临界锅炉水冷壁为1.5超临界锅炉水动力及传热在超临界压力工作的水冷壁，管内工质温度处于对应压力下的大比热区范围，随着工质吸热量增加，工质温度变化不大，而工质比容急剧增大，温导系数急剧减小，容易引起水动力不稳定或流量分配不均，同时可能引起工质对管壁的传热变差，导致类膜态沸腾1.5超临界锅炉水动力及传热在超临界压力工作的水冷壁(1)对应每一个压力状态，存在一个拟临界温度；在拟临界温度附近，存在一个大比热区；在拟临界温度左边，工质是水，右边是汽；在大比热区内，水和水蒸汽的热物理特性变化很大，即比容、黏度、温导系数等热物性参数变化很大。(2)超临界压力下，水冷壁可能产生类膜态沸腾。主要原因是：吸热增加时，工质温度提高，靠近管壁处的工质比容增大，温导系数下降，使水冷壁传热出现类似于亚临界压力下的膜态沸腾。

1.6

超临界压力下水和水蒸汽的热物性(1)对应每一个压力状态，存在一个拟临界温度；在拟临界温度工质热物性是决定水冷壁传热的重要因素：①对应一定压力，工质存在一个大比热区。对应比热最大的温度点叫拟临界温度。在大比热区内，工质温度随吸热量变化不大；在大比热区外，工质温度随吸热量变化很大。②工质比容和温导系数在拟临界温度附近的大比热区内发生急剧变化。③压力越高，拟临界温度向高温区推移，影响水冷壁工作特性的工质热物理特性参数变化(即比热、比容、温导系数)逐渐减弱。

1.7超临界压力下水和水蒸汽的热物性－1工质热物性是决定水冷壁传热的重要因素：1.7超临界压力下水超临界压力下的工质大比热特性超临界压力下的工质大比热特性超临界压力下工质的温导系数超临界压力下工质的温导系数超临界压力下工质的比容超临界压力下工质的比容超临界压力下工质的黏度超临界压力下工质的黏度1.8热物性对水冷壁传热特性的影响－2由于管子贴壁处流体温度较高导热系数却降低，使导热性差的流体与管壁接触。对于蒸汽参数为25MPa的超临界锅炉，水冷壁中工质压力大约为30MPa。对这一压力下的工质，温度在400℃左右，正好处于比热最大的拟临界温度。在320℃～440℃的变化范围内，温导系数降低了80％左右，发生传热恶化的机会就会增加。1.8热物性对水冷壁传热特性的影响－2由于管子贴壁处1.9热物性对水冷壁传热特性的影响3.4大比热区内工质比容的急剧变化必然导致工质的膨胀量增大，从而引起水动力不稳定或类膜态沸腾。密度降低时比热同时减小，导致贴壁处的工质温度上升。这种问题主要发生在光管水冷壁，内螺纹管一般不会出现。在大比热区外，工质比热很小，工质温度随吸热变化很大，容易直接引起管壁过热。1.9热物性对水冷壁传热特性的影响3.4大比热区内工质超临界锅炉介绍课件

超临界锅炉的水动力多值性G△Pab单相气单相液超临界锅炉的水动力多值性G△Pab单相气单相液超临界锅炉介绍课件超临界锅炉介绍课件超临界锅炉介绍课件超临界锅炉介绍课件

(1)需要耐高温、抗蠕变、高强度金属材料,高蒸汽参数部件采用9%Cr、12%Cr新材料。蒸汽温度为580~600℃时，采用新钢材。(2)化学水处理：高参数工质的热力动力特性使水管内部氧化层增厚速度加快，管道温度升高，压降增大。采用氧化处理调整给水含氧量；加强给水质量监督；凝结水必须精处理。(3)锅炉水冷壁的变压运行技术。成熟的技术是螺旋管，采用内螺纹管垂直管屏的锅炉将投入运行。1.10超临界锅炉的特殊问题

(1)需要耐高温、抗蠕变、高强度金属材料,高蒸汽2022/11/12.螺旋管圈和垂直管屏水冷壁2022/10/232.螺旋管圈2022/11/12022/10/232022/11/1螺旋管圈和垂直管屏2022/10/23螺旋管圈和垂直管屏2022/11/12022/10/232022/11/12022/10/232022/11/12022/10/232022/11/12022/10/232022/11/1内螺纹管光管2022/10/23内螺纹管光管超临界锅炉介绍课件超临界锅炉介绍课件2022/11/12022/10/232022/11/12022/10/232022/11/12022/10/232022/11/12022/10/232022/11/12022/10/232022/11/12022/10/232022/11/12022/10/232022/11/12022/10/232022/11/12022/10/232022/11/12022/10/232022/11/12022/10/232022/11/12022/10/232022/11/12022/10/232022/11/12022/10/232022/11/12022/10/232022/11/1水冷壁中间混合集箱2022/10/23水冷壁中间混合集箱2022/11/12022/10/232022/11/12022/10/232022/11/12022/10/232022/11/1

垂直管屏水冷壁2022/10/23垂直管屏水冷壁2022/11/12022/10/232022/11/12022/10/23

垂直管屏水冷壁结构简单，容易实现膜式壁结构，形成气密式水冷壁，且容易悬吊，检修方便。为了提高炉膛下辐射区水冷壁管内的重量流速[MCR负荷时2800kg/(m2s)，30%MCR负荷时不低于800kg/(m2s)]，避免产生较大的热偏差，下辐射区水冷壁采用二次垂直上升管屏的型式，两个流路之间用不受热的下降管相连接。同时，两个流路之间出现进行工质再分配的中间联箱。

2.1垂直管屏水冷壁特点分析

垂直管屏水冷壁结构简单，容易实现膜式壁2022/11/1

垂直管屏有中间联箱，使工质重新分配且第一流路出口的工质温度升高，比容增大，故进入第二流路的工质流量分配就可能不均匀，低负荷变压运行时，这种现象更明显。主要原因是：

(1)工质经过亚临界压力区，工质比容变化很大，导致流量分配不均；

(2)工质流量减少，质量流速降低，使得工质流量分配的不均匀程度增大。导致受热较强的水冷壁管中流量反而减少，使个别管子处于危险的工作状态。

传统垂直管屏水冷壁对变压运行的适应性较差。

2.2

传统技术垂直管屏不适应变压运行2022/10/23垂直管屏有中间联箱，使工质重新分配2022/11/12022/10/232022/11/12022/10/232022/11/12.3

垂直管屏变压运行新技术1.2水冷壁采用内螺纹管、低质量流速、一次垂直上升管屏。设计低质量流速的意图：降低流动阻力压降，提高重位压降所占比例，将强制流动的负流量补偿特性转变为正流量补偿特性，部分抵销热偏差对管壁温度的影响。2022/10/232.3垂直管屏变压运行新技术1.22022/11/1

(13-21)上升流动：2022/10/232022/11/1下降流动：2022/10/23下降流动：2022/11/1垂直管屏和螺旋管圈比较2022/10/23垂直管屏和螺旋管圈比较2022/11/12.4

垂直管屏变压运行新技术3.4.5采用内螺纹管抵抗亚临界压力范围内可能出现的膜态沸腾。下辐射区和上辐射区水冷壁之间采用混合集箱，消除下辐射区水冷壁出口的工质温度偏差。采用无双面曝光水冷壁的单炉膛炉型结构，独立的反向双切圆燃烧方式，用辐射热偏差部分抵销对流热偏差的影响，减小水冷壁的吸热偏差，减小水冷壁的壁温偏差。2022/10/232.4垂直管屏变压运行新技术3.42022/11/12.5

垂直管屏变压运行新技术6.7在低温烟道内布置蒸发器，解决低压下蒸发不足和水冷壁进口水欠焓过大的问题，保证进入水冷壁的工质处于湿蒸汽区。根据热负荷分配，在水冷壁进口部位加不同孔径的节流圈，减小流量分配偏差。2022/10/232.5垂直管屏变压运行新技术6.72022/11/12022/10/232022/11/12022/10/232022/11/12.6垂直管屏内螺纹管水冷壁的主要优点结构简单，易于实现膜式壁结构；炉型设计灵活，符合各种燃料燃烧的要求；当水冷壁设计成低质量流速时，还具有自补偿特性，可以部分抵消强制流动的流量偏差；垂直管屏内螺纹管水冷壁技术可以降低质量流速,减小了水冷壁的阻力损失，降低了给水泵的功率消耗。2022/10/232.6垂直管屏内螺纹管水冷壁的主要优点2022/11/12.7垂直管屏内螺纹管水冷壁的主要优点制造工艺和悬吊结构简单；安装现场的焊接工作量小；检修工艺简单快速；运行中灰渣容易脱落，积灰结渣减少；水冷壁吸热变化时，管内流量变化较小；2022/10/232.7垂直管屏内螺纹管水冷壁的主要优点2022/11/1积灰、结渣情况：2022/10/23积灰、结渣情况：

2.8垂直管屏变压运行实例哈尔滨锅炉厂1000MW超超临界直流锅炉采用了一次上升内螺纹管垂直管屏水冷壁，质量流速为450～1800kg/(m2.s)。而采用螺旋管圈水冷壁的600MW超临界直流锅炉，在额定负荷下的质量流速为2200～2800kg/(m2.s)。2.8垂直管屏变压运行实例哈尔滨锅炉厂1002022/11/12022/10/232022/11/1

螺旋管圈水冷壁2022/10/23螺旋管圈水冷壁

2.9螺旋管圈水冷壁适合变压运行(1)工作在下辐射区的水冷壁同步经过受热最强的区域和受热最弱的区域。

(2)工质在下辐射区一次性沿着螺旋管圈上升，没有中间联箱，在工质比容变化最大的阶段避免了再分配。

(3)不受炉膛周界的限制,可灵活选择并列工作的水冷壁管子根数和管径，保证较大的重量流速(下辐射区水冷壁达2800kg/m2s,上辐射区2000kg/m2s)。

(4)水冷壁能够工作在热偏差最小和流量偏差最小的良好状态。因此，其水动力稳定性较高，不会产生停滞和倒流，可以不装节流圈，最适合变压运行。

2.9螺旋管圈水冷壁适合变压运行(1)工作在下辐射2022/11/12.10螺旋管圈水冷壁的缺点需要专门的悬吊架，安装、检修工艺复杂。水冷壁热偏差与螺旋管圈盘旋圈数有关，600MW锅炉盘旋圈数1.74圈。盘旋圈数越少，并列工作的水冷壁管数越多，在低负荷运行时，热偏差较大，且流量偏差增大，同样出现水冷壁超温现象。质量流速提高，流动阻力增大，给水泵压头提高。2022/10/232.10螺旋管圈水冷壁的缺点需要专门2022/11/1

2.11螺旋管圈水冷壁变压运行特性1.2超临界参数锅炉变压运行时，工作压力随负荷变化。在70％MCR负荷以下时，水冷壁在亚临界压力区工作，管内工质是汽水混合物，比容变化较大。此时如果管外热流密度过高，不仅容易引起膜态沸腾，还会引起较大的工质热膨胀。超临界压力锅炉在低负荷变压运行时，下辐射区出口的压力比较低，50％MCR负荷时的中间点压力为13ＭPa，这时饱和汽的比容是水的比容的8.1倍以上，汽水的比容差显著增大。2022/10/232.11螺旋管圈水冷壁变压运行2022/11/1

2.12螺旋管圈水冷壁变压运行特性3低负荷运行时,螺旋管圈进口工质温度降低，工质欠焓增大，当部分水冷壁结渣或积灰或火焰偏移时，将使各水冷壁管的沸腾点不同步地推迟，此时尽管水冷壁的总流量是不变的，但是各管内工质流量分配不均或流量时大时小，出现流动不稳定现象。因此应特别注意低负荷下的水动力不稳定性。负荷越低压力越低，越容易出现水动力不稳定性。2022/10/232.12螺旋管圈水冷壁变压2022/11/12.13

螺旋管圈水冷壁变压运行特性4变压运行的超临界直流锅炉启动时处于无压或低压状态,随着燃烧率的增加,工质温度和压力不断提高，水冷壁管中的汽水膨胀使得水冷壁出口的流量远大于给水量，这将影响到分离器的水位变化特性和系统的水动力稳定性。70％MCR负荷以上时，水冷壁进入临界压力和超临界压力区工作，影响水动力稳定性和传热特性的主要因素是工质的大比热特性。2022/10/232.13螺旋管圈水冷壁变压运行特性3中间点温度控制控制中间点温度的目标作为汽温控制的超前信号防止水冷壁发生类膜态沸腾以及过热保护水冷壁的报警信号保证汽轮机正常运行的重要条件3中间点温度控制控制中间点温度的目标超临界锅炉介绍课件3.1防止水冷壁发生类膜态沸腾以及过热变压运行的600MW超临界锅炉在70%负荷以下时，水冷壁在亚临界压力范围内工作，水冷壁中工质温度随压力提高而上升。在70%负荷以上，水冷壁进入超临界压力范围工作，水冷壁中工质温度随吸热量增加而上升。控制水冷壁中工质温度，可以防止超临界压力时的类膜态沸腾和管壁过热超温。更多的技术措施：采用内螺纹管，控制质量流速，增加管圈倾角，控制水冷壁热负荷，抵消热偏差等。3.1防止水冷壁发生类膜态沸腾以及过热变压运行的6003.2保护水冷壁的报警信号对于内螺纹管水冷壁，由于流体在管内受到旋转作用力，密度高的流体总是贴壁流动，因而可以防止膜态沸腾或类膜态沸腾，但是当热负荷过高或水冷壁流量低于限制发生传热恶化的最低质量流速(例如723.6Kg/m2s)时，管壁过热的可能性仍然存在。因此当锅炉进入纯直流运行状态后，中间点温度超过允许值时应发出警报。3.2保护水冷壁的报警信号对于内螺纹管水冷壁，由于流体3.3

优化控制中间点温度的重要性在超临界压力下运行的锅炉，水冷壁中工质温度随吸热量的变化而变化，而水冷壁出口工质温度的变化必然首先直接影响到过热汽温。中间点温度作为控制过热汽温的超前信号或首要参考温度显然是十分关键的。中间点温度的变化不仅与水冷壁的吸热量有关，而且与水冷壁进口工质温度和给水流量调节有关。中间点温度的控制对于防止水冷壁发生膜态沸腾或类膜态沸腾以及防止水冷壁管壁过热是十分重要的。3.3优化控制中间点温度的重要性在超临界压力下运3.4

优化控制中间点温度的重要性合理控制中间点温度可以使烟气温度最高的区域中保持较低的金属管壁温度，可减轻金属的高温腐蚀，减轻积灰和结渣等，提高水冷壁管子的寿命和运行可靠性。3.4优化控制中间点温度的重要性合理控制中间点温度3.5优化控制中间点温度的重要性对于蒸汽参数接近于25MPa/540/540或25MPa/570℃/570℃的超临界锅炉，水冷壁出口温度的设计值大约都在420℃～430℃范围内，处于微过热状态，参数略有波动，布置在高热负荷区域的出口段水冷壁就可能过热，引起管子超温，800MW超临界锅炉炉膛折焰角上部的费斯顿管爆管事故已经证明了这一问题的存在。因此水冷壁出口管段最好布置在热负荷较低的炉顶或低温烟道中。3.5优化控制中间点温度的重要性对于蒸汽参数接近于

3.6

中间点温度宁低勿高，但不可过低超临界锅炉在临界压力以上运行时，如遇到煤质变化等影响不易控制时，中间点温度控制值宁低勿高。但最低不超过设计值－10℃。在亚临界压力以下运行时，中间点温度不宜过低，否则会引起分离器带水运行和过热器进水以及蒸汽欠温，影响汽轮机正常运行。3.6中间点温度宁低勿高，但不可过低超临界锅炉在临3.7影响中间点温度的主要因素

燃料品质变化引起炉内辐射换热量变化，导致水冷壁管内工质温度变化。超临界锅炉水冷壁系统工质和金属的储热量减小，热敏感性增强，从而燃烧工况变化对水冷壁传热的影响要比自然循环锅炉大得多。3.7影响中间点温度的主要因素燃料品质变化引起炉3.8影响中间点温度的主要因素超临界锅炉省煤器出口工质温度直接影响下辐射区水冷壁中工质吸热量和出口工质温度，省煤器中工质温升几乎占锅炉给水至蒸发结束的30％，因而成为影响锅炉整体运行调节的重要部分。而省煤器的工作参数不仅与自身传热特性有关，还和加热器尤其是高压加热器的运行有关，致使影响水冷壁工质温度的因素更加复杂化。3.8影响中间点温度的主要因素超临界锅炉省煤器出口

3.9

控制中间点温度的关键点以水煤比控制为主。运行压力决定工质热物性的变化。控制下辐射区水冷壁出口温度不超过400℃。受热面积灰结渣。高加及给水温度控制影响水冷壁进口水温。3.9控制中间点温度的关键点以水煤比控制为主。2022/11/12022/10/232022/11/12022/10/234超临界锅炉受热面布置摆动式燃烧器烟气挡板摆动式燃烧器+烟气挡板4超临界锅炉受热面布置摆动式燃烧器超临界锅炉介绍课件超临界锅炉介绍课件超临界锅炉介绍课件超临界锅炉介绍课件超临界锅炉介绍课件超临界锅炉介绍课件高过高再低再省煤器炉膛水冷壁低过省煤器屏式过热器高过高再低再省煤器炉膛水冷壁低过省煤器高过高再低再省煤器炉膛水冷壁低过省煤器屏式过热器高过高再低再超临界锅炉

的汽温调节

超临界锅炉

的汽温调节2022/11/12022/10/232022/11/12022/10/232022/11/12022/10/232022/11/12022/10/232022/11/12022/10/232022/11/12022/10/232022/11/12022/10/232022/11/12022/10/232022/11/12022/10/232022/11/12022/10/232022/11/12022/10/232022/11/12022/10/232022/11/12022/10/232022/11/12022/10/232022/11/12022/10/232022/11/12022/10/235.1水煤比作为主调手段超临界锅炉过热汽温的调节以水煤比作为主调手段。调节水煤比最关键的仍然首先是控制中间点的温度。因为超临界锅炉水冷壁中工质温度的变化与过热器类似，超临界锅炉的水冷壁多吸收热量的结果是工质温度升高，等于过热器多吸收热量。而不像汽包锅炉那样，水冷壁多吸收热量反映出来的参数变化首先是压力变化，而温度变化并不剧烈。5.1水煤比作为主调手段5.2喷水减温作为微调超临界锅炉的汽温调节不宜采用大量喷水减温方式，喷水减温只作为细调，100%MCR负荷的过热器总减温水量一般不超过总蒸发量的4～8％。减温水量增大时，喷水点前的受热面，尤其是水冷壁和省煤器中的工质流量必然减小，加剧下辐射区出口工质温度提升，使得水冷壁出口工质温度升高，加大汽温调节幅度，引起喷水点前的过热器超温。另外温度很低的给水对于温度很高的蒸汽联箱或过热器管子造成冷冲击，影响寿命。5.2喷水减温作为微调超临界锅炉的汽温调节不宜采5.3调节再热汽温必然影响过热汽温超临界锅炉的再热汽温调节多数采用烟气挡板或摆动式燃烧器，调节再热汽温，必然影响过热汽温。因此主汽温调节还需要掌握再热汽温调节与主汽温调节之间的静态关系和动态特性，但主要取决于锅炉过热器和再热器的辐射和对流传热比例。烟气挡板调节再热汽温的锅炉，主蒸汽侧减温水量随负荷升高而单调增加。摆动式燃烧器调节再热汽温的锅炉，主蒸汽侧减温水量的变化比较复杂，减温水量与负荷变化、过热器系统传热特性、燃烧器摆角、煤质特性、变压运行参数等多种因素的耦合结果有关。5.3调节再热汽温必然影响过热汽温超临界锅炉的再热汽温调超临界锅炉介绍课件超临界锅炉介绍课件5.4影响汽温调节的因素－1燃用煤质变化导致的辐射、对流传热比例变化和变压运行时工质参数变化导致的热物性剧烈变化是运行调节的主导因素。此外，直吹式磨煤机制粉系统的调节滞后性、省煤器出口水温以及蒸发系统的储热量都会影响调节效果。5.4影响汽温调节的因素－1燃用煤质变化导致的辐射、5.4影响汽温调节的因素－2对于超临界600MW锅炉，影响汽温的因素和变量耦合复杂化，不像汽包锅炉那样有调节缓冲带，即对给水调节与燃料以及燃烧调节的动态配合要求更高。由于给水调节反应快，而燃料和燃烧调节反应慢，因此水煤比调节既要比较准确的掌握与主机和附机系统范围内的静态关系，又要定量掌握有关煤、水系统之间的动态响应特性。5.4影响汽温调节的因素－2对于超临界600MW锅炉，5.5过热器的湿态与直流运行末级过热器出口汽温控制分两个运行区间，一个是湿态运行区，一个是直流运行区。湿态运行发生在机组启动期间，此时通过炉膛的水流量大于通过过热器的蒸汽流量，多余的水被收集在贮水箱中。当通过炉膛的工质全部进入过热器时，则锅炉进入直流运行区，此时除了要控制末级过热器出口汽温外，还要防止每个过热器管组入口进入饱和状态。

5.5过热器的湿态与直流运行末级过热器出口汽温控制分两个

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