超临界锅炉的特点

超临界机组和亚临界机组特点比较超临界机组是指主蒸汽压力高于临界压力(22.13MPa)的锅炉和汽轮发电机组，它具有如下特点：(1) 热效率高、热耗低。

超临界机组比亚临界机组可降低热耗～2.5%，故可节约燃料，降低能源消耗和大气污染物的排放量。

(2)超临界压力时水和蒸汽比容相同，状态相似，单相的流动特性稳定，没有汽水分层和在中间集箱处分配不均的困难，并不需要象亚临界压力锅炉那样用复杂的分配系统来保证良好的汽水混合，回路比较简单。

(3) 超临界锅炉水冷壁管道内单相流体阻力比亚临界汽包炉双相流体阻力低。

(4) 超临界压力下工质的导热系数和比热较亚临界压力的高。

(5) 超临界压力工质的比容和流量较亚临界的小，故锅炉水冷壁管内径较细，汽机的叶片可以缩短，汽缸可以变小，降低了重量与成本。

(6)超临界压力直流锅炉没有大直径厚壁的汽包和下降管，制造时不需要大型的卷板机和锻压机等机械，制造、安装、运输方便。

同时取消汽包而采用汽水分离器，汽水分离器远比亚临界锅炉的汽包小，内部装置也很简单，制造工艺也相对容易，相应地降低了成本。

(7)启动、停炉快。

超临界压力直流锅炉不存在汽包上下壁温差等安全问题，而且其金属重量和储水量小，因而锅炉的储热能力差，所以其增减负荷允许的速度快，启动、停炉时间可大大缩短。

一般在较高负荷(80～100%)时，其负荷变动率可达 10%/min。

(8) 超临界压力锅炉适宜于变压运行。

(9)超临界锅炉机组的水质要求较高，使水处理设备费用增加，例如蒸汽中铜、铁和二氧化硅等固形物的溶解度是随着蒸汽比重的减小而增大，因而在超临界压力下，即使温度不高，铜、铁和二氧化硅等的溶解度也很高，为防止它在锅炉蒸发受热面及汽机叶片上结垢，超临界锅炉需 100%的凝结水精处理，除盐除铁。

(10)超临界压力锅炉的蓄热特性不及汽包炉，外界负荷变动时，汽温、汽压变化快而必须有相当灵敏可靠的自动调节系统，锅炉机组的自控水平要求也较高一些。

超（超）临界锅炉的特点一、引言随着我国火力发电事业的快速发展和节能、环保要求的日趋严格，提高燃煤机组的容量与蒸汽参数，进一步降低煤耗是大势所趋。

在这个基础上，节约一次能源，加强环境保护，减少有害气体的排放，已越来越受到国内外的高度重视。

超超临界机组因其煤耗低，节约能源，我国已经把大幅度提高发电效率、加速发展洁净煤技术的超超临界机组作为我国可持续发展、节约能源、保护环境的重要措施。

尽管在同等蒸汽参数情况下，联合循环的效率比蒸汽循环的效率高10%左右，但是，由于PF-BC和IGCC尚处于试验或示范阶段，在技术上还存在许多不完善之处，而超临界技术已十分成熟，超超临界机组也已批量投运，且积累了良好的运行经验，国外已有一套完整而成熟的设计、制造技术。

因此，技术成熟的大容量超临界和超超临界机组将是我国清洁煤发电技术的主要发展方向，也是解决电力短缺、能源利用率低和环境污染严重等问题的最现实和最有效的途径。

超超临界压力锅炉的关键技术是多方面的，在材料的选择、水冷壁系统及其水动力安全性、受热面布置、再热系统汽温的调控等多方面均存在设计和制造上的高难技术。

二、超（超）临界锅炉的特点超临界机组区别与普通机组主要有以下特点：1、蒸汽参数的选择机组的蒸汽参数是决定机组热经济性的重要因素。

一般压力为16.6～31.0MPa、温度在535~600℃的范围内，压力每提高1MPa，机组的热效率上升0.18％~0.29％：新蒸汽温度或再热蒸汽温度每提高10℃，机组的热效率就提高0.25％~0.3％；因此提高蒸汽参数是提高机组热效率的重要途径。

目前超超临界与超临界的划分界限尚无国际统一的标准，下表列举了一些发达国家的典型机组的参数[1]。

现在常规的超临界机组采用的蒸汽参数为24.1MPa、538℃/566℃。

一般认为蒸汽压力大于25MPa，蒸汽温度高于580℃称为超超临界。

研究分析[2]指出对600/600℃这一温度等级，当主汽压力自25MPa升高到28MPa，锅炉岛和汽机岛的钢耗量将分别增加3.5％和2%。

超超临界1000MW机组锅炉的基本特点1华能玉环电厂华能玉环电厂的锅炉与我厂一样，由哈尔滨锅炉厂有限责任公司在日本三菱重工业株式会社（Mitsuibishi Heavy Industries Co. Ltd）技术支持下制造的超超临界变压运行直流锅炉，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、调温方式除煤/水比外，还采用烟气分配挡板、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，燃用神府东胜煤、晋北煤。

锅炉主要参数见表1－3：表1－3 华能玉环电厂锅炉主要参数锅炉不投油最低稳燃负荷为35%BMCR，锅炉点火和助燃采用轻柴油，油燃烧器的总输入热量按30%BMCR，油枪采用机械雾化式。

2国电北仑电厂三期工程北仑电厂位于浙江省宁波市北仑区，地处杭州湾口外金塘水道之南岸。

电厂现装有五台单机容量为600MW亚临界燃煤机组，装机总容量为3000MW。

国电北仑三期扩建2×1000MW工程厂址位于电厂一期工程北侧的原电厂海涂渣场内。

厂址西侧和北侧为原渣场大堤，南侧为原有的老海塘大堤，东侧为电厂煤码头引桥及渣场。

装设二台1000MW燃煤汽轮发电机组。

锅炉为超超临界参数、直流炉、单炉膛、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、前后墙对冲燃烧方式，Π型锅炉。

设计煤种：晋北烟煤1，校核煤种1：晋北烟煤2，校核煤种2：神华东胜煤。

计划于2009年底前全部建成投产。

(1) 锅炉容量和主要参数北仑电厂三期工程的锅炉由东方锅炉（集团）股份有限公司制造，锅炉出口蒸汽参数为27.56MPa(a)/605/603℃，对应汽机的入口参数为26.25MPa(a)/600/600℃。

锅炉的主要参数见表1－4。

表1－4 北仑电厂三期锅炉主要参数（主蒸汽压力为汽机入口参数）：图1－1 压力负荷曲线水冷壁采用螺旋盘绕内螺纹管圈＋垂直管屏全焊接的膜式水冷壁，保证燃烧室的严密性，鳍片宽度能适应变压运行的工况。

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超超临界电站锅炉的火焰温度分布分析超临界电站锅炉是目前世界上最先进和高效的发电设备之一，它具有独特的燃烧特性和优异的热能转化效率。

其中，锅炉的火焰温度分布是影响电站运行效率和安全性的重要因素之一。

本文将对超超临界电站锅炉的火焰温度分布进行详细分析和解读。

首先，超临界电站锅炉的特点决定了其火焰温度分布的独特性。

超临界锅炉采用的是高温高压的水蒸汽循环系统，与传统的亚临界锅炉相比，其锅炉压力显著提高，使得水蒸汽的临界点被提高到了约600摄氏度以上，水和蒸汽之间的界面消失，产生超临界状态。

在这种状态下，水蒸汽的特性发生了巨大改变，热能转换效率大大提高，同时也对锅炉参数和构造提出了更高的要求。

在超临界电站锅炉的燃烧过程中，火焰温度分布的优化对提高热能转化效率至关重要。

由于水蒸汽的特性改变，锅炉内部需要能够承受高温高压的材料和结构，同时对燃料的燃烧过程进行精确控制。

通过精确控制燃料供应、氧气浓度、燃烧器结构等参数，可以实现锅炉内燃烧火焰的均匀分布和最佳温度分布。

然而，超临界锅炉的锅炉燃烧环境复杂，火焰温度分布不均匀的问题也比亚临界锅炉更加突出。

这主要源于超临界锅炉的高温-高压循环系统和复杂的燃料燃烧环境。

在高温高压的作用下，燃烧氧化过程的速度增加，燃烧物质的传递和混合过程更加复杂。

这将导致火焰温度在锅炉内不均匀分布，造成部分区域的温度过高或过低，影响锅炉的安全性和热能转化效率。

为了解决超临界电站锅炉火焰温度分布不均匀的问题，科研人员和工程师们进行了大量的研究和实践。

通过对锅炉内部流动状态、燃烧特性和传热性能等方面进行深入研究，可以优化锅炉的设计和运行参数，改善火焰温度分布。

首先，科研人员通过数值模拟和实验研究，探索了超临界锅炉燃烧火焰温度分布的规律。

通过建立锅炉内部流动场、燃烧场和传热场的数学模型，可以模拟锅炉内部的物质传递、能量转化过程。

通过调整炉膛结构、燃烧器布置和燃烧参数等因素，可以实现火焰温度均匀分布，提高锅炉的热能转化效率。

亚临界和超临界锅炉参数亚临界和超临界锅炉是现代燃煤发电厂中常用的锅炉类型。

它们具有高效率、低排放和经济性等优点，成为了能源领域的重要设备。

本文将从亚临界和超临界锅炉的参数方面进行介绍和比较。

一、亚临界锅炉参数亚临界锅炉是指锅炉工作压力和温度都低于临界点的一种锅炉。

其参数通常为：工作压力在16-24 MPa之间，工作温度在540-560摄氏度之间。

亚临界锅炉的主要特点如下：1. 转变点：亚临界锅炉的工作温度接近于水的临界点温度，因此存在液相和蒸汽两相共存的现象，转变点是指液相和蒸汽相变的温度。

2. 热效率：亚临界锅炉的热效率通常在35%左右，这主要是由于水的沸点限制了蒸汽温度，进而限制了热效率的提升。

3. 燃烧方式：亚临界锅炉采用的是传统的燃烧方式，即燃煤产生热能，再通过水管等传热设备将热能传递给水。

4. 环保性能：亚临界锅炉的环保性能相对较低，烟气中的二氧化硫、氮氧化物等污染物排放较高。

二、超临界锅炉参数超临界锅炉是指锅炉工作压力高于临界点的一种锅炉。

其参数通常为：工作压力在24-30 MPa之间，工作温度在560-620摄氏度之间。

超临界锅炉相较于亚临界锅炉具有以下特点：1. 转变点：超临界锅炉的工作温度高于水的临界点温度，因此不存在液相和蒸汽两相共存的现象，转变点消失。

2. 热效率：超临界锅炉的热效率相较于亚临界锅炉有所提升，可以达到40%以上。

这是因为超临界锅炉的高温高压条件下，蒸汽的热能更充分地释放出来。

3. 燃烧方式：超临界锅炉采用的是超临界循环技术，利用高温高压下的超临界水作为工质，不仅可以提高燃烧效率，还可以减少燃烧产生的污染物。

4. 环保性能：超临界锅炉的环保性能较亚临界锅炉更好，排放的二氧化硫、氮氧化物等污染物更少，符合现代环保要求。

三、亚临界和超临界锅炉的比较亚临界锅炉和超临界锅炉在参数上存在明显的区别，主要表现在工作压力和温度上。

超临界锅炉相较于亚临界锅炉具有更高的工作压力和温度，因此热效率更高，排放更少。

超临界机组锅炉启动系统特点及分析(2) 内置式分离器启动系统内置式启动系统指在机组启动、正常运⾏、停运过程中，启动分离器均投⼊运⾏，所不同的是在锅炉启停及低负荷运⾏期间，启动分离器湿态运⾏，起汽⽔分离作⽤；⽽在锅炉正常运⾏期间（负荷⾼于最低直流负荷时，通常为30%BMCR或35%BMCR），从⽔冷壁出来的微过热蒸汽经过分离器，进⼊过热器，此时分离器仅起⼀连接通道作⽤。

内置式启动系统的启动分离器设在蒸发区段和过热区段之间，启动分离器与蒸发段和过热器之间没有任何阀门，系统简单，操作⽅便，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，但分离器要承受锅炉全压，对其强度和热应⼒要求较⾼。

内置式分离器启动系统适⽤于变压运⾏锅炉。

⽬前，在世界各国超（超）临界锅炉上，内置式启动系统得到⼴泛应⽤。

内置式的启动系统可分为扩容式（⼤⽓式、⾮⼤⽓式两种）、启动疏⽔热交换器和循环泵（并联和串联两种）⽅式。

⼏种内置式分离器启动系统的简单⽐较见表1。

表1 内置式启动系统的分类由表1可知，启动疏⽔热交换式和带再循环泵的启动系统具有良好的极低负荷运⾏和频繁启动特性，适⽤于带中间负荷和两班制运⾏。

扩容式（⼤⽓式和⾮⼤⽓式）低负荷和频繁启停特性较差，但初投资较前者少，适⽤于带基本负荷的电⼚。

① 简单疏⽔扩容式启动系统在机组启动过程中，启动分离器中的疏⽔经⼤⽓式扩容器扩容，⼆次汽排⼊⼤⽓，⼆次⽔经集⽔箱、疏⽔泵排⾄凝汽器。

启动系统主要由除氧器、给⽔泵、⼤⽓式扩容器、集⽔箱、AN阀、ANB阀及启动分离器等组成。

图2 简单疏⽔扩容器的启动系统在锅炉启动时，分离器⽔位容器建⽴⽔位，此时压⼒为0，点⽕后，炉⽔被加热并逐渐开始蒸发产汽，分离器内开始建⽴压⼒，此时汽压通过汽机旁路门开度来维持和控制，⽔位由分离器排⽔阀控制。

⽴式内置式分离器（或⽔位容器）的⾼度很⾼，主要是由于满⾜⽔位的较⼤波动和便于控制，因为⽴式容器横断⾯积很⼩，单位长度储⽔量不⼤，所以⽔位波动往往很⼤，有时波动量达±5m，甚⾄更⼤⼀些，特别是在炉⽔开始蒸发的阶段，由于⽔冷壁系统产⽣汽⽔膨胀现象，瞬间有⼤⼤多于给⽔流量的⽔涌往分离器，使其⽔位产⽣剧烈波动。