亚临界自然循环水动力特性的分析

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。

亚临界和超临界原理亚临界和超临界原理是研究流体动力学的重要理论基础。

它们在能源利用、环境保护以及工业生产等领域有着广泛的应用。

本文将从亚临界和超临界原理的定义、特点和应用三个方面进行探讨。

一、亚临界和超临界的定义亚临界是指流体在低于临界点的温度和压力条件下存在的状态。

临界点是指流体在一定温度和压力下，液态和气态之间不再有明显的界限，称为临界点。

超临界是指流体在高于临界点的温度和压力条件下存在的状态。

亚临界和超临界的状态具有一些特殊的性质。

在亚临界状态下，流体的密度随温度和压力的变化而变化，可以通过调节温度和压力来控制流体的物性。

在超临界状态下，流体的密度比亚临界状态更小，粘度更低，与气体性质相似。

二、亚临界和超临界的特点亚临界和超临界的特点使其在能源利用和环境保护方面具有重要应用价值。

1. 能源利用方面：亚临界和超临界流体具有较高的热物性，可以用于煤炭、天然气等化石能源的高效利用。

通过调节温度和压力，可以实现煤炭气化、燃烧和燃气脱硫等过程的优化控制，提高能源利用效率。

2. 环境保护方面：亚临界和超临界流体在环境保护领域有着广泛的应用。

例如，在废水处理中，亚临界和超临界流体可以用于溶解和分解有机污染物，具有高效、无污染和可回收利用的特点。

此外，亚临界和超临界流体还可以用于固体废物的处理和资源化利用。

三、亚临界和超临界的应用亚临界和超临界原理在工业生产中有着广泛的应用。

1. 超临界流体萃取技术：超临界流体萃取技术是一种高效的分离和提取技术，广泛应用于天然产物的提取和纯化。

通过调节温度和压力，可以实现对物质的选择性提取，避免使用有机溶剂，减少环境污染。

2. 超临界干燥技术：超临界干燥技术是一种高效的干燥技术，广泛应用于食品、药品和化工等领域。

与传统的热风干燥相比，超临界干燥具有干燥速度快、产品质量好、能耗低等优点。

3. 亚临界流体脱色技术：亚临界流体脱色技术是一种高效的染料脱色技术，广泛应用于纺织、印染等行业。

300MW、600MW机组亚临界锅炉水循环发表时间：2008-12-16T16:06:56.153Z 来源：《中小企业管理与科技》供稿作者：王春生孙淑玲于楠[导读] 摘要：阐述了亚临界自然循环与控制循环的水动力特点，列出了下降管有效压头、运动压头与阻力之间的关系式，实际与理论循环倍率，过冷度等数学表达式，并阐明了校核两种循环方式水冷壁可靠性的准则，同时对哈锅炉公司投运的典型的60万机组控制循环锅炉与30万机组两种循环方式的水循环特性作了详细比较，并提出了改进措施与开发60万机组自然循环锅炉建议。

关键词：亚临界自然循环控制循环摘要：阐述了亚临界自然循环与控制循环的水动力特点，列出了下降管有效压头、运动压头与阻力之间的关系式，实际与理论循环倍率，过冷度等数学表达式，并阐明了校核两种循环方式水冷壁可靠性的准则，同时对哈锅炉公司投运的典型的60万机组控制循环锅炉与30万机组两种循环方式的水循环特性作了详细比较，并提出了改进措施与开发60万机组自然循环锅炉建议。

关键词：亚临界自然循环控制循环1.影响水循环系统安全性的因素除了与质量流速、热负荷等直接影响DNB裕度的这些因素有关外，还和给水质、酸洗的及时性和下降管入口过冷度等有关。

由于水处理系统的原因导致炉水中含氢或其它杂质将造成和子的氢腐蚀或严重的结垢，甚至诱发垢下腐蚀而使水冷壁管泄漏。

此外，管子内壁的垢层也将导致传热系数的降低，运行的因素也不可忽视，最常见的是由于炕内空气动力场不良导致火焰贴壁甚至直接冲刷水冷壁造成该处过高的局部热负荷而爆管。

2.各公司对亚临界锅炉水循环安全性的设计准则2.1CE公司：只规定设计时应根据锅炉压力、水冷壁最大局部热负荷和最大口干度由曲线查取允许最小质量流速，在此基础上加适当的裕量作为采用的最小质量流速，至于整台锅炉的平均质量流速应再加10％～20％的裕量，由此平均质量流速可获得锅炉的总循环水量和循环倍率，对采用内螺纹管的改进型控制循环的30～60万机组锅炉来说，循环倍率一般为2～2.5，30万机组锅炉的循环倍率略大于60万机组锅炉。

东锅DG2028／17.45-Ⅱ5型亚临界锅炉存在的问题及分析处理DG2028/17.45-Ⅱ5型亚临界锅炉为东方锅炉（集团）公司投运较早的600MW 机组配套锅炉，本文将主要从该型锅炉运行所暴露出来的一些设备问题进行分析，并提出一些处理意见。

标签：DG2028/17.45-Ⅱ5型亚临界锅炉;存在的问题;分析处理广安电厂#61、#62锅炉均为东方锅炉厂制造的DG2028/17.45-Ⅱ5型亚临界参数、自然循环、前后墙对冲燃烧方式、一次中间再热、单炉膛、平衡通风、固态排渣、尾部双烟道、全钢构架的Π型汽包炉，再热汽温采用烟气挡板调节。

锅炉主要设计参数如下表所示：锅炉燃烧室蒸发受热面采用膜式水冷壁，水循环采用单汽包、自然循环。

锅炉过热器系统由顶棚过热器、包墙过热器、低温过热器、屏式过热器和高温过热器组成。

再热器系统按蒸汽流程依次分为低温再热器和高温再热器。

本机组采用前后墙对冲燃烧方式，制粉系统为中速磨正压直吹式系统。

锅炉共配有30只低NOx旋流式煤粉燃烧器，30只燃烧器分三层分别布置在锅炉前后墙水冷壁上，每层各有5只燃烧器。

广安公司的#61、#62炉分别于2006年12月和2007年7月投产，从投产以后的运行情况来看，主要表现出来有以下问题：一、过、再热器减温水量大。

该两台锅炉自投运后，一直存在减温水量大的问题，其中#61炉减温水量在額定负荷达到了267t/h，其中过热器减温水量为212t/h，再热器减温水量为57t/h;#62炉减温水量在额定负荷达到了224t/h，其中过热器减温水量为179t/h，再热器减温水量为45t/h;该两台锅炉均严重偏离了过热器减温水量为60t/h，再热器减温水量为0的设计值。

由于机组运行时大量投入减温水，造成锅炉运行极不经济，同时引起屏式过热器管超温严重，经分析以上问题主要是由于该型锅炉蒸发受热面（含省煤器）的吸热偏小，而低过、高过、再热器等对流受热面的吸热量相对偏大。

按照增加蒸发吸热、减少过热吸热的目标，广安公司在运行调整手段上采取了较多的措施，如加强炉膛及省煤器吹灰、减少过热器和再热器受热面的吹灰;尽量投下层燃烧器降低火焰中心高度;保持较低的过量空气系数;不投燃烬风等措施。

超临界机组与亚临界机组特点的比较2006-10-25 20:42600MW 亚临界及超临界机组甩负荷试验技术研究一、任务来源汽轮机作为一个高速转动机械必须保证转速不超过它设计允许的最高转速，以防止超速产生的严重后果。

在防止机组发生甩负荷工况时的动态转速飞升方面，起主要作用的就是超速保护限制回路，也即OPC 保护回路，而甩负荷试验是考核汽轮机调速系统动态特性最直接、最常用的方法。

所以，对于甩负荷试验而言，OPC 超速保护回路是最重要的。

甩负荷试验是一项较为复杂和极其重要的试验．涉及到各机、炉、电、热、化各专业，并具有一定的风险性。

由于甩负荷试验对于保证机组安全稳定运行有重要意义，目前新机组在基建期间，移交生产前，都基本会按照有关要求进行甩负荷试验，但由于甩负荷试验涉及到各专业，自身技术上比较复杂，在各地实际进行的甩负荷试验中，由于认知和理解上的不同，存在不同的技术观点，导致实际甩负荷试验操作中，有不同的操作方式，甩负荷的试验结果也不尽相同，很多试验存在一些问题，比如试验过程中二次飞升转速比较高、OPC 动作次数过多、甩负荷后机组没法维持空转并再次并网接带负荷等问题，不仅影响到机组的定期投产，也影响到电网的安全稳定。

尤其近年超临界机组的建设投产比较多，超临界机组的甩负荷试验，暴露出一些新的问题。

本文正是在这个背景下，结合广东正在建设的600MW 等级的亚临界及超临界机组，对于600MW机组的甩负荷试验，进行了深入的分析和比较研究，全面掌握现代大型机组甩负荷试验的技术要点，着重解决实际甩负荷试验过程中的关键技术难点，为大型机组的甩负荷试验，包括即将大规模投产的1000MW 机组的甩负荷试验，提供技术支持和技术指导，为保证现代大型机组甩负荷试验的顺利进行和机组的安全稳定运行服务。

为此，广东省电力工业局试验研究所于2006 年开始了该项目的研究工作，项目名称：600MW 亚临界及超临界机组甩负荷试验技术研究。

亚临界、超临界、超超临界火电机组技术区别、发展现状与发展趋势的研究报告一、问题的提出通过书本上的学习我们初步了解了火电厂的工作流程和原理，在整个流程中机组选择的不同使得火电厂对发电用的蒸汽的各项参数、工件的选择、材料的要求等提出不同的标准。

本小组通过对亚临界、超临界、超超临界火电机组技术区别、发展现状与发展趋势进行研究，找出了他们的一些不同与相同之处，陈列如下不对之处还望指正。

二、调查方法1.从书籍中查找有关资料2.在英特网中查阅有关资料三、正文我国自1882年在上海建立第一座火力发电厂开始, 火力发电已走过100多年发展历程。

新中国成立以后, 特别是改革开放以来, 我国的火力发电事业取得了煌的成就。

全国电力装机到1987年跨上100GW的台阶后, 经过7年的努力, 在1995年3月份突破200GW至1995年底我国电力装机容达到217.224GW,其中水电52.184GW,火电162.94GW,核电2.1GW.1995年全国发电装机容量跃居世界第三位、发电量居世界第二位。

火力发电在电力结构中一直占有重要地位。

从全球范围看, 火电在电力工业中起着主导作用。

对中国而言, 火电在电力工业中所占比重更大, 其中煤电所占比例要比全世界平均水平更高。

国内外一些机构曾对我国能源结构进行过预测分析, 虽然数字有些差异, 但结论大致相同,火力发电特别是燃煤发电在未来几年及21世纪上半叶, 甚至更长时间内在我国电力工业中将起主导作用。

我国火电机组的研制从50年代中期6MW中压机组起步, 到70年代已具备设计制造200MW超高压机组和300MW亚临界压力机组的能力, 但我国最大单机容量同国外先进水平的差距一般为30-40年, 我国机组的技术性能和可靠性水平与国外先进水平相比有相当大的差距( 以当时的亚临界300MW汽轮机为例, 其热耗值比国外同类机组高出约209KJ/（KW·h）, 按每台机组每年运行7000h 计算, 仅此一项每台机组每年就需多消耗近2000t标准煤。

自然界的水循环知识分析自然界各种水体都处于不断的循环运动之中，陆地各种水体不仅自身都有各自的运动系统和运动规律。

下面是我整理了自然界的水循环学问分析，盼望对你的学习有协助。

一、自然界的水循环的简要阐述(一)水循环概念在太阳能和地球外表热能的作用下，地球上的水不断被蒸发成为水蒸气，进入大气。

水蒸气遇冷又凝合成水，在重力的作用下，以降水的形式落到地面，这个周而复始的过程，称为水循环。

(二)水循环分类(1)分类一：大循环和小循环。

从海洋蒸发出来的水蒸气，被气流带到陆地上空，凝聚为雨、雪、雹等落到地面，一局部被蒸发返回大气，其余局部成为地面径流或地下径流等，最终回来海洋。

这种海洋和陆地之间水的往复运动过程，称为水的大循环。

仅在局部地区(陆地或海洋)进展的水循环称为水的小循环。

环境中水的循环是大、小循环交织在一起的，并在全球范围内和在地球上各个地区内不停地进展着。

(2)分类二：海陆间循环、陆地内循环、海上内循环(见图)。

二、自然界的水循环的列表分析水循环的根本环节和作用意义(见下表)水循环类型发生领域根本环节作用意义海陆间循环海洋与陆地之间蒸发、输送、凝聚、降水、径流、下渗等使陆地水得到补充，水资源得以再生，是最重要的类型。

联系四大圈层，在水圈、大气圈、岩石圈、生物圈范围内进展，促使物质迁移，更新水资源，是一个永不连续的连续过程。

水循环促进了自然界的物质运动和能量交换，由此对生态、气候、地貌等都产生了深刻的影响。

内陆循环陆地与陆地上空之间蒸发、植物蒸腾、凝聚、降水等补充陆地水体的水量很少海上内循环海洋与海洋上空之间蒸发、凝聚、降水挟带水量最大的水循环。

三、自然界的水循环的难点分析影响水循环的因素是学习中的理解难点，主要为自然和人为两大因素。

1.自然因素主要有气象条件(大气环流、风向、风速、温度、湿度等)和地理条件(地形、地质、土壤、植被等)。

2.人为因素对水循环也有干脆或间接的影响。

人类活动不断变更着自然环境，越来越剧烈地影响水循环的过程：人类构筑水库，开凿运输河、渠道、河网，以及大量开发利用地下水等，变更了水的原来径流路途，引起水的分布和水的运动状况的改变(目前人类主要通过对水循环中的地表径流环节施加影响，以变更水的空间分布);农业的开展，森林的破坏，引起蒸发、径流、下渗等过程的改变;城市和工矿区的大气污染和热岛效应也可变更本地区的水循环状况。

亚临界热水锅炉的水循环设计研究亚临界热水锅炉的水循环设计研究亚临界热水锅炉是一种新型的高效率化石能源锅炉，其具有高效率、低污染、低成本等特点。

水循环是该锅炉中的一个重要部分，合理的水循环设计对于保证锅炉的正常运行起着关键作用。

本文将浅谈关于亚临界热水锅炉的水循环设计研究。

一、亚临界热水锅炉概述亚临界热水锅炉是一种新型的高效率化石能源锅炉，其工作原理是通过燃烧化石能源释放热能，将水加热成蒸汽来驱动涡轮发电机发电，再将冷却水循环流回锅炉循环使用，形成一种循环流动。

该锅炉的运行温度为550℃左右，压力为20MPa左右，工作流量可达到600立方米/小时。

与传统的火电站锅炉相比，亚临界热水锅炉具有更高的功率密度和更高的效率。

二、亚临界热水锅炉水循环的设计亚临界热水锅炉的水循环是该锅炉中的一个重要组成部分。

其主要功能是将热能传递到蒸汽上，并保证蒸汽和水的循环流动。

水循环采用自然循环和强制循环两种方式，其中自然循环主要用于低能区，而强制循环主要用于高能区。

（一）水循环系统的构成亚临界热水锅炉的水循环系统主要由输水系统、循环系统、蒸汽系统和冷却系统四个部分组成。

其中输水系统主要由水泵、喷嘴、供水管道和水箱等组成，循环系统主要由循环泵、锅炉炉管、循环管道等组成，蒸汽系统主要由超过热区的管道、喷嘴和收束器组成，冷却系统主要由冷却水箱、排放管道和冷却泵等组成。

（二）自然循环系统自然循环是指在炉水系统中由于温度差异引起的水流动。

该系统主要用于低温区。

具体来说，自然循环是依靠水被加热后膨胀，因而发生了重力位能变化，从而形成密度差，从而引起了水的循环。

自然循环在亚临界热水锅炉中主要应用于再热器区和高中节温器区。

（三）强制循环系统强制循环是指在炉水系统中由水泵的强制作用而达到水流动的目的。

该系统主要用于高温区。

强制循环的作用是将热能传递到蒸汽上，并保证蒸汽和水的循环流动。

三、亚临界热水锅炉水循环的优化设计亚临界热水锅炉的水循环优化设计是锅炉能够正常稳定运行的前提。

亚临界压力锅炉的运行特点及常见故障分析摘要：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。

本文对亚临界锅炉的技术进行了分析，介绍了亚临界与超临界锅炉的主要技术特点，并对亚临界锅炉运行过程中的常见故障进行了分析。

关键词：亚临界压力锅炉；运行特点；故障分析一、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。

1、自然循环锅炉的循环特性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主要特点：（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）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）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。

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）。

亚临界机组与超临界机组控制策略差异及分析亚临界机组与超临界机组控制策略的差异及分析摘要:本文阐述了亚临界机组与超临界机组工艺技术特点的比较与差异，基于两种不同类型机组的锅炉结构、工作原理及启动运行方式，结合热工控制系统的设计要求，对两种不同炉型机组的控制策略进行了差异比较与分析，并阐述了作者本人的观点。

关键词:亚临界;超临界;机组;控制;差异;分析随着我国电力工业的发展及电力结构的调整，600mw及以上单机容量机组已经成为我国火电发展的方向并且已经成为电网的主力机组，尤其是超临界参数机组，由于其更低的运行成本和高效益，对电网的负荷要求响应速度快，使得此类型的机组在现在的电力市场中更具有竞争性。

一、亚临界机组及超临界机组的定义水蒸汽的临界状态是指纯物质的汽、液两相平衡共有的极限热力状态。

在此状态时，饱和液体与饱和蒸汽的热力状态参数相同，汽液之间的分界面小，因而没有表面张力，汽化潜热为零。

水蒸汽的临界温度t=374.15?、临界压力tc=22.115兆帕、临界比容vc=0.00317立方米/千克，临界焓:2107.3×103焦/千克。

在汽、液两相平衡共存的范围内，包括临界点，其定压比热容、容积热膨胀系数、等温压缩系数和绝热指数均趋于无限大。

亚临界机组是指机组的主蒸汽参数(压力、温度等)均低于水蒸汽的临界参数，同理，主蒸汽参数(压力、温度等)均高于水蒸汽临界参数的机组为超临界机组。

二、亚临界机组与超临界机组工艺技术特点比较1、锅炉结构亚临界机组采用自然循环锅炉，锅炉设有汽包。

超临界机组采用的是直流锅炉，此种锅炉没有汽包，但是设有汽水分离器。

汽水分离器在锅炉湿态运行中起到与亚临界机组汽包近乎等同的作用，当进入直流状态后，只作为汽水流程的一个通道。

2、工作原理自然循环锅炉其蒸发受热面中工质的流动是依靠下降和上升之间工质的密度差来进行的。

随着锅炉容量的增大，特别是压力的提高，大大增加了自然循环和汽水分离的困难。

供热机组水汽指标异常分析及对策
倪涛;史传红;周桂萍
【期刊名称】《山东电力技术》
【年(卷),期】2022(49)4
【摘要】通过对某330MW亚临界自然循环汽包炉在供热期间异常超标的典型水汽指标进行梳理,排查分析了造成给水溶氧、水汽氢电导超标的主要原因。

通过采取延长供热疏水排放管长度至水箱控制液面以下以减少回收水中氧气和二氧化碳的携带量、检修时对供热换热器管束全面查漏堵漏、加强在线仪表校验维护、合理调整给水和炉水加药量、加大炉水连续排污和定期排污,及时调整除氧器排气门开度及做好供热系统停备用期间的保护等一系列措施后,有效提升了给水溶氧、水汽氢电导指标的合格率,降低了水汽热力设备腐蚀、结垢的风险,为同类型机组故障问题的解决提供了参考。

【总页数】5页(P70-74)
【作者】倪涛;史传红;周桂萍
【作者单位】华电潍坊发电有限公司;国家电网有限公司技术学院分公司
【正文语种】中文
【中图分类】TM621
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