亚临界压力锅炉的分类及特点
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超临界锅炉与亚临界锅炉的比较一、600MW超临界/亚临界机组热耗比较以16.7Mpa, 538/538℃亚临界参数为基准1.压力为24.1Mpa,538/538℃热耗值下降约2.0%2.压力为24.1Mpa,538/566℃热耗值下降约2.3%3.压力为24.1Mpa,566/566℃热耗值下降约2.9%4.压力为24.1Mpa,538/538/538℃热耗值下降约4.0%5.压力为31.0Mpa,538/538℃热耗值下降约3.0%6.压力为31.0Mpa,538/538/538℃热耗值下降约4.8%7.压力为31.0Mpa,538/566/566℃热耗值下降约5.8%二、超临界锅炉设计特点超临界燃煤直流锅炉,可适用于各种变压工况运行,具有较高的锅炉效率和可靠性。
其技术特点如下:1.良好的变压、备用和再启动性能锅炉下部炉膛水冷壁及灰斗采用螺旋管圈,在各种负荷下均有足够的冷却能力,并能有效地补偿沿炉膛周界上的热偏差,水动力特性稳定;四只启动分离器,壁厚均匀,温度变化时热应力小,适合于滑压运行,提高了机组的效率,延长了汽机的寿命。
2.燃烧稳定、温度场均匀的新型切圆燃烧系统新型切圆燃烧燃烧方式能保证沿炉膛水平方向均匀的热负荷分配。
这种燃烧方式燃烧器布置在四面墙上,火焰喷射方向与墙垂直,燃烧器出口射流两侧具有较大的空间,补气条件好,有利于高温烟气回流,炉膛充满度高,热流分配均匀,减少水冷壁附近烟气流扰动的影响,着火稳定,燃烧器效率高,炉膛出口烟温均匀。
同时气流刚性好不易受到水冷壁的影响造成贴墙,从而有利于防止水冷壁结焦的产生。
此种燃烧方式除保持切圆燃烧方式的所有优点之外,与传统的角式布置的燃烧器相比,具有火焰行程短,火焰两侧补气条件好等优点。
3.高可靠性的运行性能哈锅拥有丰富的变压运行直流锅炉设计、制造经验,已经有五十多台哈锅制造生产的超临界锅炉在运行,同时在燃烧理论研究和实际应用上进行了大量工作,并对已投运的机组积累了大量的调试和研究数据。
高温亚临界锅炉高温亚临界锅炉一、引言高温亚临界锅炉是目前发电行业中最为先进的热能转化设备之一。
它的应用不仅提高了发电效率,还减少了对环境的污染,促进了能源的可持续发展。
本文将介绍高温亚临界锅炉的工作原理、特点、发展趋势以及对环境和经济的影响等方面的内容。
二、工作原理高温亚临界锅炉以燃煤、燃气、燃油等为燃料,在炉内燃烧产生高温高压的蒸汽,通过炉膛、过热器、再热器等部件来加温蒸汽,并将其送入汽轮机中,以产生动力。
与传统的亚临界锅炉相比,高温亚临界锅炉的主要区别在于其工作参数的提高,例如蒸汽温度和压力的升高,大大提高了发电效率。
三、特点1. 高效率:高温亚临界锅炉采用了先进的水冷壁和高温抗酸腐蚀材料,使其能够承受高温高压的工作环境,燃料的利用率大大提高,减少了煤炭等燃料的消耗量,提高了发电效率。
2. 低排放:高温亚临界锅炉在燃烧过程中采用了先进的燃烧技术和烟气脱硫、脱硝、除尘等装置,有效地减少了烟气中的二氧化硫、氮氧化物和颗粒物等有害物质的排放,达到了绿色环保的要求。
3. 适应性强:高温亚临界锅炉适用于多种燃料类型,并且能够应对燃料组成的波动和燃烧特性的变化,提高了燃料的利用率和燃烧效果。
4. 安全可靠:高温亚临界锅炉采用先进的控制系统和安全保护装置,能够自动检测和调整工作参数,保证锅炉的安全运行。
四、发展趋势1. 提高工作参数:未来高温亚临界锅炉工作参数将继续提高,蒸汽温度和压力也将进一步增加,以提高发电效率和降低能源消耗。
2. 多燃料适应性:随着可再生能源的发展,高温亚临界锅炉将逐渐适应多种可再生能源,如生物质能和废弃物能源等。
3. 二氧化碳捕捉技术:高温亚临界锅炉将加大对二氧化碳捕捉技术的研究和应用,以减少二氧化碳的排放,达到低碳环保的要求。
五、对环境和经济的影响高温亚临界锅炉的应用对环境和经济均具有重要影响。
在环境方面,它能够减少燃料的消耗量和烟气的污染物排放,保护大气环境和水资源。
在经济方面,高温亚临界锅炉提高了发电效率和燃料利用率,降低了发电成本,对于能源的可持续发展具有重要意义。
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。
问:工业上有“超临界”、“亚临界”等词汇,请问所谓的“临界”是什么意思?答:1、临界,顾名思义,就是临近界限。
一般指会导致结果截然不同的条件,例如当一个能举起一百斤的人手里拿了一百零一斤的时候,他就举不起来了,这一百斤就是他的临界值。
超临界就是附加某些因素后,使条件超过原有的临界值,还能得到原来的结果。
例如还是前面那个力举百斤的人,吃了兴奋剂,一下子举起了一百二十斤,这就是一个超临界现象。
而亚临界则是指虽然还没有到达临界,但却已经接近了,结果虽然没有改变,但其稳定性已经大打折扣,随时会因为突发因素而导致改变。
依然是这个人,举了九十九斤的东西就是亚临界了,虽然是能举,但举着这个,他膝盖就要打颤,没法顺利迈步,如果一阵风吹过来,他就有可能要倒,这就叫他已经到了亚临界了。
2、所谓的“临界”是指锅炉工作情况下承受的一定温度和压力的蒸汽状态。
可以查出水的临界压力为22.565MPa,由此知,此压力对应下的状态叫临界状态;压力低于25MPa (对应的蒸汽温度低于538摄氏度)时的状态为亚临界状态;压力在25MPa时的状态(对应的蒸汽温度高于538摄氏度)为超临界状态;而压力在25-28MPa之间(温度在600度以上)则称为超超临界。
3、水在加热过程中会汽化,一个饱和压力下必然对应一个饱和温度。
在水的定压加热过程中,每个压力下,水都将经历一个未饱和水(o)点,饱和水(a)点,湿饱和蒸汽(x)点,干饱和蒸汽(b)点,直至过热蒸汽(e)点。
随着压力的增高,a 点有向右移动的趋势,b点有向左移动的趋势,汽化阶段随着压力的增高而逐渐缩短,当a 点和b点重合时,这点就是水的临界点,此时饱和水和饱和蒸汽已经没有任何差别。
因此,水的临界点P=22.129MPa,T=374.12℃亚临界火电机组蒸汽参数:P=16~19MPa,T= 538℃/ 538℃或T= 540℃/ 540℃。
当蒸汽参数超过水临界状态点的参数,统称为超临界机组,(Supercritical)以(SC)表示。
锅炉的分类:1.按用途分:电站、工业、机车船舶、生活。
按蒸汽压力大小:低2.5、中2.5-5.9、高9.8、超高压13.7、亚临界16.7、超临界锅炉>22。
3燃料能源种类:燃煤油气原子能废热4结构:锅壳水管水火管5工质流动方式不同:自然循环强制循环直流压力容器分为固定式容器(用途:反应贮存换热分离)和移动式容器(气瓶气桶槽车)。
锅壳锅炉的结构特点:1锅和炉都包在一个壳体---锅壳中。
2炉膛矮小,水冷程度大(整个金属炉膛浸泡在水中)燃烧条件差,必须烧优质燃料。
3受热面少,蒸发量低,常装水管或烟火管以增加受热面。
4壳体直径较大,开孔多,形状不规则,内部受热部分与不受热部分连接在一起,温度不一致,热胀冷缩程度不同,对安全工作不利。
5系统比较简单,一般没有砌砖炉墙及尾部受热面,便于运输安装,运行管理及检查维修,对水质要求也比较低。
水管锅炉的特点:1炉膛至于同体之外,炉不受锅的限制,体积可大可小,可以满足燃烧及增加蒸发量的要求2以容纳水汽的管子置于炉膛、烟道中做受热面,锅筒一般不直接受热,传热性能及安全性能都显著改善3水的预热气化及蒸汽过程在不同的受热面中完成,这些受热面分别叫做省煤器,水冷壁与对流管束,过热器4水汽系统,燃烧系统及辅助系统比较复杂,但单个承压部件的结构比较简单5由于水的预热、汽化及蒸汽过热都是在馆内完成的,管子结构难于清除,因而对水质要求较高,对运行操作管理水平也要求较高。
水管锅炉主要部件:1锅筒2水冷壁3对流管束4省煤器5过热器6集箱7空气预热器煤的性能指标:1发热量2挥发分3灰熔点煤质分析:1元素分析(收到基分析、空气干燥基分析、干燥基分析、干燥无灰基分析)2工业分析煤燃烧过程:1预热干燥和干馏阶段2挥发分着火和燃烧3焦炭燃烧4燃尽阶段燃烧条件:1足够高的炉温2适量的空气3保证燃烧所需的时间和空间过量空气系数:实际空气量与理论空气量之比锅炉中燃料燃烧方式:层燃、室燃、沸腾燃烧手烧炉排:1燃料着火条件优越2风煤供应不协调,燃烧过程具有周期性。
锅炉分类大全详解锅炉是利用燃料燃烧释放出的热能或其他能量将工质加热到一定参数的能源转换设备。
那么锅炉是如何分类的呢?今天小编给大家详细的介绍下。
锅炉的分类一、按用途分类:1. 电站锅炉: P>3.82MPa用于发电,大多为大容量、高参数锅炉,效率高,出口工质为过热蒸汽。
2. 工业锅炉:P<2.5MPa,用于工业生产和采暖,大多数为低压、低温、小容量锅炉,热效率较低。
出口工质为蒸汽的称为蒸汽锅炉,出口工质为热水的称为热水锅炉。
3. 船用锅炉:4. 机车锅炉:5. 注汽锅炉:用于油田对稠油的注汽热采,出口工质一般为,高压蒸汽。
二、按结构分类:1. 火管锅炉(锅壳锅炉):烟气在火管内流过,一般为小容量、低参数锅炉,热效率低,但结构简单,水质要求低,运行维修方便。
2. 水管锅炉:汽水在管内流过,可以制成小容量,低参数锅炉,也可以制成大容量、高参数锅炉。
电站锅炉一般均为水管锅炉,热效率高,但对水质和运行水平的要求也较高。
三按锅炉出口工质压力分类1. 低压锅炉:一般压力小于1.25MPa2. 中压锅炉:一般压力为3.8MPa3.次高压锅炉:一般压力为5.3MPa4. 高压锅炉:一般压力为9.8MPa5. 超高压锅炉:一般压力为13.7MPa6. 亚临界压力锅炉:一般压力为16.7MPa7. 超临界压力锅炉:一般压力为22.1MPa四按许可证级别分类A级锅炉:额定工作压力(表)P≥3.8MPa的锅炉,如郑锅。
包括:1.超临界锅炉: P ≥ 22.1MPa2.亚临界锅炉: 16.7MPa≤P<22.1MPa;3.超高压锅炉: 13.7MPa≤P<16.7MPa;4.高压锅炉: 9.8MPa≤P<13.7MPa;5.次高压锅炉: 5.3MPa≤P<9.8MPa;6.中压锅炉: 3.8MPa≤P<5.3MPa。
B级锅炉:1.蒸汽锅炉: 0.8MPa<P<3.8MPa2.热水锅炉: P<3.8MPa,且额定出水温度≥120℃C级锅炉:1.蒸汽锅炉: 额定工作压力≤0.8MPa2.热水锅炉: P<3.8MPa,且额定出水温度<120℃;D级锅炉:1.蒸汽锅炉:水容积≤50L且额定工作压力<0.8MPa;2.汽水两用锅炉: 额定工作压力≤0.04MPa且额定蒸发量≤0.5t/h的锅炉;五、按燃烧方式分类1. 层燃锅炉:包括链条炉排锅炉、往复炉排等。
引言与发达国家相比,我国电力工业的起步较晚。
解放前,我国还没有自己的锅炉制造业;解放后,我国先后在哈尔滨、上海、四川、北京、武汉等地建立了锅炉生产基地。
50年代后期设计并制造了与50MW汽轮发电机组配套的容量为230t/h的锅炉。
六七十年代,我国的电力工业有了较快的发展,到七十年代末,已先后设计和制造了与125、200、300MW汽轮发电机组配套的容量为400、670、1000t/h高压、超高压和亚临界压力的锅炉。
80年代中期,我国先后引进了与300、600MW汽轮发电机组配套的1025、2008t/h的亚临界压力锅炉。
现在,我国已有能力自行设计并制造与600MW 汽轮发电机组配套的2000t/h级的超临界两次中间再热的电站锅炉,现在,我国已有大量亚临界大型锅炉机组的制造和运行经验,但与世界先进机组相比还有一定差距,应当尽快进行改造,缩短这些差距。
为进一步降低每千瓦的设备投资、金属消耗、运行管理费用,提高机组运行的经济性和安全性,高参数、大容量、高自动控制技术的大型电站锅炉及低污染燃烧技术已成为当今电站锅炉的发展趋势。
为了达到这个目标我们必须减少亚临界锅炉在运行中存在的过热器和再热器超温爆管、水冷壁高温腐蚀及爆管、尾部受热面的磨损、腐蚀和漏风等现象的发生,因为这些现象不仅降低了锅炉的热效率,同时也影响锅炉的安全性和可靠性。
故对这些问题进行研究,针对它们所存在的问题,对其相应地进行改造并提出一些先进的技术方案,从而减轻故障的严重程度,减少锅炉的事故率,提高锅炉的可用率和运行效率,为今后亚临界压力锅炉的设计和运行提供一些借鉴经验。
本文的出发点是亚临界锅炉的技术研究,通过阐述亚临界参数下自然循环和控制循环的水动力特性,介绍亚临界与超临界锅炉的主要技术特点,对亚临界锅炉和超临界锅炉的运行可靠性、热经济性及主要系统等方面作了详细的比较,从而得出了亚临界锅炉对我国电力工业的发展的重要意义。
本文对现役的亚临界压力锅炉在运行过程中经常出现的事故进行分析,通过对查询网上电子期刊和结合一些亚临界机组的运行资料的书籍,进一步了解发生这些事故的具体原因,对亚临界压力锅炉的设计进行优化,从而使亚临界压力锅炉的使用性能提升到一个新的水平。
由于本人理论水平和实践经验有限,设计中的错误和不当之处在所难免,恳请老师批评指正。
第一章亚临界压力锅炉的分类及特点锅炉的型式主要取决于蒸汽参数和容量,有自然循环锅炉、控制循环锅炉、直流锅炉、复合循环锅炉四种。
在亚临界压力参数下运行的有自然循环锅炉,控制循环锅炉和直流锅炉,以下将对这几种锅炉进行研究。
1.1亚临界压力自然循环锅炉的研究1.1.1 自然循环锅炉的循环特性1、影响自然循环锅炉可靠性的主要因素(1)循环流速亚临界参数锅炉,随着锅炉容量增大,相对于单位蒸发量的炉膛周界减小,管内质量含汽率增大,达到x=0.3~0.4。
在MCR负荷时,循环流速达到1.7~2.0m/s;在30%MCR负荷时的循环流速能保持1 m/s的水平。
实验数据表明,循环流速达到0.4 m/s,水冷壁管内的工质流动就不会产生停滞和倒流现象。
(2)循环倍率循环倍率较低是亚临界自然循环锅炉可靠性的主要矛盾。
循环倍率的选取首先应考虑使锅炉具有良好的循环特性,即当锅炉负荷增加时,应始终保持较高的循环水量,使水冷壁得到充分的冷却,而且当锅炉负荷增加时,各循环回路的水量也能随之增加,也就是要保证循环倍率K要大于界限循环倍率k,否x则自然循环将失去补偿能力,使水循环被破坏;另一方面,循环倍率过低,水冷壁管内质量含汽率x增加,在亚临界压力下,当热负荷高时,就有可能发生传热恶化。
所以控制适当的循环倍率,既可以保证锅炉具有良好的循环特性,随热负荷的高低能自动调节循环水量,又可以防止传热恶化。
一般亚临界自然循环锅炉水冷壁内的质量流速都接近或者超过1000kg/(m2·s),而最大热负荷一般不超过524KW/m2,如能保持上升管出口质量含汽率不大于0.4,即循环倍率不小于2.5则水冷壁中工质由于膜态沸腾热导致传热恶化是可以避免的。
所以控制适当的循环倍率,既可以保证锅炉具有良好的循环特性,随热负荷的高低能自动调节循环水量,又可以防止传热恶化。
如FWEC2020/18.1-1型自然循环锅炉在额定蒸发量使得循环倍率为4.1,RBC型2027t/h 自然循环锅炉70%MCR得循环倍率为2.98;英国三井巴布克科公司2027t/h自然循环锅炉在额定蒸发量是循环倍率为3.2[1]。
(3)汽包水室凝汽量亚临界锅炉,饱和汽水密度差减小,汽水分离比较困难,汽包水室不可避免的含有较多的蒸汽,而由省煤器送入汽包水室的水又具有一定的欠焓。
因此,亚临界锅炉汽包水室中存在着蒸汽的凝结过程,使水冷壁的实际蒸发量大于从汽包引出的饱和蒸汽量,一般要高出20%~25%,从而对水冷壁中的质量含汽率产生较大的影响,这就使得循环系统的实际循环倍率小于按汽包引出的饱和蒸汽量计算的循环倍率,显然凝汽对循环特性的影响是不容忽视的。
(4)下降管带汽下降管内含有蒸汽会使下降管的重位压头减小,同时,由于下降管中有蒸汽存在,平均容积流量要增加,下降管里的流速就会增加,流动阻力也随着增加。
因此,下降管含汽会使总压差变小,对水循环不利。
2、判断自然循环锅炉安全性参数判断亚临界参数锅炉循环安全的主要参数,是质量含汽率及与其密切相关的水冷壁热流密度、实际蒸发量、循环流速、结构参数等。
采用质量含汽率表示的循环特性参数的函数关系,能够直接反映出各参数之间的制约关系。
(1)质量含汽率与结构参数及循环特性参数的关系设F 、0ω、G 、D 、χ、N 、d 、'ρ分别为水冷壁的流通面积、循环流速、循环流量、水冷壁蒸发量、质量含汽率、水冷壁管子根数、水冷壁管内径、饱和水密度,它们的关系为FD d N D G D •===020'14'ωρπωρχ (1–1) (2)水冷壁热负荷与结构参数及循环特性参数的关系设q f 、S 、Lp 、γ、i ∆分别为水冷壁热负荷、管子节距、水冷壁管平均长度、汽化潜热、上升管入口欠焓。
其余符号同上,它们的关系为γD i G NSL q P f +∆=()i SL d q P f ∆+=χγπωρ420' (1–2)(3)炉膛周界与循环特性参数及结构参数的关系设U 为炉膛周界,其余符号同前。
近似认为N=U/S ,它们的关系为χπωρ420'd DS U = (1–3) 1.1.2 自然循环锅炉的特点自然循环锅炉的主要特点是有一个直径较大的汽包,由于有汽包,使自然循环锅炉有以下特点:(1)汽包是锅炉中省煤器、过热器和蒸发受热面的分隔容器。
有了汽包,给水的加热、蒸发和过热等相应的各个受热面有明显的分界,因而汽水流动特性相应比较简单,较容易掌握。
(2)由于自然循环的推动力主要依靠汽水的密度差,因而自然循环锅炉的主要受热面就是有许多垂直管子组成的水冷壁,并且尽量减少弯头,以减少流动阻力,保证水循环的安全。
(3)汽包中装有汽水分离装置,从水冷壁上升管进入汽包的汽水混合物,可以在汽包中的汽空间,也可以在汽水分离装置中进行汽水分离,以减少饱和蒸汽中带水。
(4)锅炉的水容量及其相应的蓄热能力较大,因此,当负荷变化时,汽包水位及蒸汽压力的变化速度较慢,对机组的调节要求可以低一些;但由于水容量大,加上大直径汽包的直径比较厚,因此,加热、冷却不易均匀,使锅炉的启、停速度受到限制。
(5)水冷壁上升管出口的含汽率比其它型式的锅炉要低一些,可以允许稍大的锅水含盐量,而且自然循环锅炉可以排污,因此对给水品质要求可以低些。
(6)由于汽包直径及壁厚较大,所以自然循环锅炉的金属耗量较大。
1.2 亚临界压力控制循环锅炉的研究1.2.1 控制循环锅炉的水动力特性(1)控制循环技术出现的背景在开发亚临界参数技术的初期,曾经认为汽包压力达到18.6MPa 时,自然循环不可靠。
为了提高循环安全裕度,提出了在蒸发循环回路中采用“低压头循环泵+水冷壁内螺纹管”的新技术。
循环泵给蒸发回路的水循环提供了足够的流动压头,大约为0.25~0.35MPa 。
根据计算数字可知,亚临界参数锅炉的水循环系统总阻力大约为0.25~0.28MPa 。
因此控制循环锅炉的循环流动压头比自然循环锅炉提高了1.5倍以上,显著提高了循环可靠性。
(2)控制循环锅炉主要表现控制循环锅炉水动力特性既具有自然循环的特性,又具有强制流动的特性。
但由于循环泵提供的压头比循环回路中的重位压差提供的流动压头高1.5倍左右,因而控制循环锅炉蒸发回路的水动力特性主要呈现强制流动的特性。
为了防止流量分配不均与热偏差引起的水动力不稳定和脉动以及传热恶化现象的产生,在水冷壁入口安装节流圈,使得吸热较强的水冷壁管内保持较高的质量流速。
在低负荷运行时,仍可用循环泵提供循环动力。
因此,控制循环锅炉的可靠性高,水冷壁传热性能好、热惯性较小,能够适应快速调峰的要求。
这种技术主要用于采用四角燃烧方式的300MW、600MW 级亚临界参数锅炉机组上,在调峰运行方面显示出了较强的优势。
1.2.2 控制循环锅炉的特点控制循环锅炉的循环回路中工质的循环是靠下降管内汽水混合物的密度差产生的压力差以及循环泵的压头来推动的,这样控制循环锅炉的循环回路能克服较大的流动阻力,并由此带来了控制循环的一些特点。
(1)水冷壁布置较自由,可根据锅炉形状采用较好的方案。
(2)水冷壁可采用较小的管径,管径小、厚度薄,因而可减少锅炉的金属消耗量。
(3)水冷壁管内工质质量流速较大,对管子的冷却较好,因而循环倍率较小,一般K=3~4(若在热负荷高的区域水冷壁管采用内螺纹管,循环倍率可减小至2左右)。
但工质质量流速大,使流动阻力较大。
(4)水冷壁下联箱的直径较大,在联箱里装置有滤网并在水冷壁的进口装置有不同管径的节流圈。
装置滤网的作用是防止杂物进入水冷壁管内;水冷壁进口装置的节流圈是合理分配并联管的工质流量,以减小水冷壁的热偏差。
(5)汽包尺寸小。
这是因为循环倍率低,循环水量少,并且用循环水泵的压头来克服汽水分离器的阻力,故可采用分离效果较好而尺寸较小的汽水分离器。
(6)汽包内装有弧形衬板,与汽包内壁形成以汽水混合物的环形通道。
汽水混合物从汽包上部引入,沿环形通道自上而下流动,从汽包下部进入汽水分离器,因而减小了汽包上、下部温差热应力,加快了锅炉的启动和停炉速度。
(7)控制循环锅炉汽包低水位造成的影响较小。
因为汽包水位即使降到最低水位附近,控制循环锅炉仍能通过循环泵向水冷壁提供足够的工质冷却。
(8)由于采用了循环泵,因此增加了设备的制造费用和锅炉的运行费用,并且循环泵运行的可靠性将直接影响到整个锅炉运行的可靠性。
1.3亚临界压力直流锅炉直流锅炉的特点是没有汽包,整台锅炉有许多管子并联,然后用联箱连接串联组成。