超临界锅炉原理及运行

第五章超临界锅炉工作原理及基本型式超临界锅炉的工作原理根据锅炉蒸发系统中汽水混合物流动工作原理进行分类，锅炉可分为自然循环锅炉、强制循环锅炉和直流锅炉三种。

若蒸发受热面内工质的流动是依靠下降管中水与上升管中汽水混合物之间的密度差所形成的压力差来推动，此种锅炉为自然循环锅炉；若蒸发受热面内工质的流动是依靠锅水循环泵压头和汽水密度差来推动，此种锅炉为强制循环锅炉；若工质一次性通过各受热面，此种锅炉为直流锅炉。

直流锅炉是由许多管子并联，然后再用联箱连接串联而成。

它可以合用于任何压力，通常用在工质压力≥16MPa 的情况，且是超临界参数锅炉惟一可采用的炉型。

1.直流锅炉的工作原理直流锅炉依靠给水泵的压头将锅炉给水—次通过预热、蒸发、过热各受热面而变成过热蒸汽。

直流锅炉的工作原理如图5-1 所示。

图5-1 直流锅炉的工作原理示意图在直流锅炉蒸发受热面中，由于工质的流动不是依靠汽水密度差来推动，而是通过给水泵压头来实现，工质一次通过各受热面，蒸发量D 等于给水量G，故可认为直流锅炉的循环倍率K＝G/D＝1。

直流锅炉没有汽包，在水的加热受热面和蒸发受热面间，及蒸发受热面和过热受热面间无固定的分界点，在工况变化时，各受热面长度会发生变化。

沿直流锅炉管子工质的状态和参数的变化情况示于图5-2：图5-2 直流锅炉管子工质的状态和参数的变化情况图5-2 直流锅炉管子工质的状态和参数的变化阻力，工质的压力沿受热面长度不断降低；工质的焓值沿受热面长度不断增加；工质温度在预热段不断上升，而在蒸发段由于压力不断下降，工质温度不断降低，在过热段工质温度不断上升。

2.直流锅炉的特点2.1 直流锅炉的结构特点直流锅炉无汽包，工质一次通过各受热面，且各受热面之间无固定界限。

直流锅炉的结构特点主要表现在蒸发受热面和汽水系统上。

直流锅炉的省煤器、过热器、再热器、空气预热器及燃烧器等与自然循环锅炉相似。

2.2 直流锅炉合用于压力等级较高的锅炉根据直流锅炉的工作原理，任何压力的锅炉在理论上都可采用直流锅炉。

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技术创新与展望区域治理随着我国工业化水平的提高，人们在关注生产质量与生产效率的同时，逐渐关注资源的利用效率，环保性能、节能降耗效果成为了评价工业设备的重要参考依据。

350MW超临界机组循环流化床锅炉具有燃烧性大、燃料利用率高、热量吸收率高以及有害气体排放量小的优势，具有较强的环保性，本文就针对350MW超临界机组循环流化床锅炉的技术特点以及相关性能展开论述。

一、350MW超临界机组循环流化床锅炉的工作原理在流化床锅炉之中，燃料与空气会一起被置于一种流态化的燃烧室之中，在燃烧室中，燃料与空气会进行充分的混合，在这种情况之下燃料便具备的充分的氧气进行助燃，燃料的燃烧也会更为的彻底。

在燃烧的过程之中，燃料的消耗会产生一定量的烟气，这些烟气中夹杂了部分燃料物的颗粒，烟气会在流化床锅炉出口经过气固分离器进行分离，较小的颗粒会随着烟气一起排出锅炉，而体积相对较大的颗粒会通过分离器在此进入到锅炉内，并进行二次燃烧。

二、350MW超临界机组循环流化床锅炉运行技术特点1 燃烧性大传统的煤粉炉在运行的过程之中，首先对高温火焰中心进行建立，然后在此基础之上高温环境之下会形成一定的烟气，而煤粉炉正是运用高温烟气以及火焰的热辐射来对新进燃料进行燃烧，并形成一个相对稳定的燃烧状态。

传统的煤粉炉存在两个方面的弊端，一方面，煤粉炉燃烧性能相对较小、辐射幅度较大；另一方便，燃烧的燃烧质量会对煤炉运行的情况造成一定程度上的影响。

不同于煤粉炉，循环流化床锅炉能够有效解决这些问题，在其运行的过程之中，能够对煤炉内燃料的充足性进行保障，同时，煤炉内燃料的储备量还会随着燃料热值的提升而增加。

除此之外，350MW超临界机组循环流化床锅炉与传统的煤粉炉在燃烧方式上也有所差异，新进燃料会在接近恒温的循环回路之中按照一定的次序进行挥发，挥发粉的燃烧与固体碳的燃烧会使得燃烧过程更为彻底，因此350MW超临界机组循环流化床锅炉具有燃烧性大的特点，且能够在此基础之上对锅炉燃烧的工况进行一定的保证。

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。

第五章超临界锅炉工作原理及基本型式超临界锅炉的工作原理根据锅炉蒸发系统中汽水混合物流动工作原理进行分类，锅炉可分为自然循环锅炉、强制循环锅炉和直流锅炉三种。

若蒸发受热面内工质的流动是依靠下降管中水与上升管中汽水混合物之间的密度差所形成的压力差来推动，此种锅炉为自然循环锅炉；若蒸发受热面内工质的流动是依靠锅水循环泵压头和汽水密度差来推动，此种锅炉为强制循环锅炉；若工质一次性通过各受热面，此种锅炉为直流锅炉。

直流锅炉是由许多管子并联，然后再用联箱连接串联而成。

它可以适用于任何压力，通常用在工质压力≥16MPa的情况，且是超临界参数锅炉唯一可采用的炉型。

1.直流锅炉的工作原理直流锅炉依靠给水泵的压头将锅炉给水—次通过预热、蒸发、过热各受热面而变成过热蒸汽。

直流锅炉的工作原理如图5-1所示。

图5-1直流锅炉的工作原理示意图在直流锅炉蒸发受热面中，由于工质的流动不是依靠汽水密度差来推动，而是通过给水泵压头来实现，工质一次通过各受热面，蒸发量D等于给水量G，故可认为直流锅炉的循环倍率K＝G/D＝1。

直流锅炉没有汽包，在水的加热受热面和蒸发受热面间，及蒸发受热面和过热受热面间无固定的分界点，在工况变化时，各受热面长度会发生变化。

沿直流锅炉管子工质的状态和参数的变化情况示于图5-2：图5-2 直流锅炉管子工质的状态和参数的变化情况图5-2直流锅炉管子工质的状态和参数的变化阻力，工质的压力沿受热面长度不断降低；工质的焓值沿受热面长度不断增加；工质温度在预热段不断上升，而在蒸发段由于压力不断下降，工质温度不断降低，在过热段工质温度不断上升。

2.直流锅炉的特点2.1直流锅炉的结构特点直流锅炉无汽包，工质一次通过各受热面，且各受热面之间无固定界限。

直流锅炉的结构特点主要表现在蒸发受热面和汽水系统上。

直流锅炉的省煤器、过热器、再热器、空气预热器及燃烧器等与自然循环锅炉相似。

2.2直流锅炉适用于压力等级较高的锅炉根据直流锅炉的工作原理，任何压力的锅炉在理论上都可采用直流锅炉。

1000MW超超临界直流锅炉运行特性浅析卜建昌华能玉环电厂，浙江省玉环县大麦屿开发区下青塘 317600；摘要：根据华能玉环电厂4x1000MW超超临界机组的运行特性及在运行中出现的一些问题，特别是由于缺乏超超临界直流锅炉的运行经验，难于掌握直流方式运行的动态特性。

对这些问题进行分析探讨和总结经验，为以后大型超超临界机组的调试及运行提供参考经验。

关键词：超超临界、直流锅炉、干态、湿态、水煤比1引言本文从超超临界直流锅炉运行特性入手，通过启动过程的分析和探讨，为以后大型超超临界机组的调试及运行提供借鉴。

2机组设备概况2.1锅炉设备概况本厂1000MW锅炉是由哈尔滨锅炉厂有限责任公司引进日本三菱重工业株式会社技术制造的超超临界变压运行直流锅炉，型号为HG-2953/27.46-YM1。

其采用П型布置、单炉膛、低NO X PM主燃烧器和MACT燃烧技术、反向双切圆燃烧方式。

炉膛采用内螺纹管垂直上升膜式水冷壁、循环泵启动系统，一次中间再热系统。

调温方式除采用煤/水比外，还采用烟气出口调节挡板、燃烧器摆动、喷水等方式。

锅炉采用平衡通风、露天布置、固态排渣、全钢构架、全悬吊结构，设计煤种为神府东胜煤和晋北煤。

锅炉设计为带基本负荷并参与调峰。

在30%至100%负荷范围内以纯直流方式运行，在30%负荷以下以带循环泵的再循环方式运行。

制粉系统采用中速磨煤机直吹式制粉系统，每台炉配6台磨煤机。

机组配置2×50%B-MCR调速汽动给水泵和一台启动用25%BMCR容量的电动调速给水泵。

旁路系统采用高低压串联旁路，40%容量。

本锅炉在燃用设计煤种时，不投油最低稳燃负荷为35%BMCR。

2.2汽机设备概况汽轮机是上海汽轮机有限公司引进德国西门子技术生产的1000MW超超临界汽轮发电机组。

型号为N1000-26.25/600/600（TC4F）。

型式是超超临界、一次中间再热、单轴、四缸四排汽、双背压、凝汽式、采用八级回热抽汽。

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。

蒸发设备之超临界锅炉引言超临界锅炉是一种常见的蒸发设备，用于产生高压高温的蒸汽。

它采用超临界工质进行工作，具有较高的效率和更低的排放，因此被广泛应用于电力发电、化工工艺和煤炭转化等领域。

本文将介绍超临界锅炉的工作原理、主要组成部分和优势等相关内容。

超临界锅炉的工作原理超临界锅炉采用的工作原理是利用超临界水的特性来产生高压高温的蒸汽。

超临界水是指在临界点以上（374°C, 22.1MPa）的高温高压状态下的水，其物理性质与气相和液相之间的临界态类似。

在超临界锅炉中，水被加热到临界点以上，并通过加压使其保持在压力上。

在超临界状态下，水的热容量变小，导致水在加热时的温度变化更为剧烈。

这样可以使锅炉更有效地吸收燃料释放的热能，并产生更高温高压的蒸汽。

超临界锅炉的主要组成部分超临界锅炉主要由以下几个部分组成：1.炉膛：炉膛是燃料的燃烧空间，用于将燃料燃烧产生的热能传递给水。

炉膛通常由耐高温材料制成，并配备燃料喷嘴和燃烧系统。

2.冷却水环路：冷却水环路用于冷却超临界锅炉的余热。

在锅炉中，一部分热能无法被水吸收，通过冷却水环路将其传递给环境。

3.蒸汽发生器：蒸汽发生器是超临界锅炉的核心组件，用于将加热后的水转化为高温高压的蒸汽。

蒸汽发生器内部包含多个加热表面，通过传导和对流的方式将燃料释放的热能传递给水，使其发生沸腾和蒸发。

4.调节系统：调节系统用于控制超临界锅炉的工作参数，包括温度、压力、燃料供给等。

通过精确的控制，调节系统可以使锅炉保持在最佳工作状态，并提高锅炉的效率和安全性。

超临界锅炉的优势超临界锅炉相比于常规的亚临界锅炉具有以下优势：1.高效节能：由于超临界锅炉工作在高温高压状态下，能够更充分地吸收和利用燃料的热能，提高发电效率。

相比于亚临界锅炉，超临界锅炉的效率提高了几个百分点。

2.降低排放：超临界锅炉在高温高压的条件下，燃料燃烧效率更高，同时燃烧产生的废气中的氮氧化物和二氧化硫等有害物质的生成量更少。