1-超临界直流炉及其运行特性解析课件ppt
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超临界直流锅炉运行调整ppt课件
直流锅炉与汽包锅炉的差异
4.直流锅炉在纯直流状态下工作时，蒸发区 的循环倍率等于1，而自然循环的汽包锅炉 的循环倍率为3～5。 5.直流锅炉的金属消耗量小。与同参数的汽 包锅炉相比，直流锅炉可节约20%～30% 的钢材。 6.直流锅炉的设计，不受工质压力的限制， 可以做成亚临界，超临界，甚至是超临锅炉点火前，建立启动流量 287t/h ，点火 成功后，在锅炉点火到机组并网期间锅炉 给水流量由25%额定流量降低至21%，维持 240t/h 。
锅炉并网后，随着机组负荷的增加，根据 361阀的开度逐步增加增加给水流量至 287t/h，保持此流量至锅炉转干态直流运行。
锅炉给水流量的控制
直流锅炉与汽包锅炉的差异
10. 直流锅炉控制及调节复杂。由于直流锅 炉受热面的金属重量较轻，工质储存量较 小。故金属及工质的蓄热能力一般只为汽 包锅炉的1/4～1/2。因此在外界负荷 变化 时，自适应能力差，汽压波动幅度较大， 压力波动速度往往超过汽包锅炉一倍以上。 另外由于工况变动引起热水段、蒸发段和 过热段之间的调节互相影响，因 此，直流 炉的自动调节系统较复杂，控制技术也较 高。
超临界直流锅炉运行调整
直流锅炉与汽包锅炉的差异
1. 直流锅炉蒸发受热面内工质的流动不 像汽包炉那样，依靠汽水的重度差而形 成自然循环来推动。而是与在省煤器、 过热器中的工质流动一样，完全依靠给 水泵产生的 压头，工质在此压头的推动 下顺次通过加热、蒸发、过热过程，水 被逐渐加热、蒸发、过热，最后形成合 格的过热蒸汽送往汽轮机。
直流锅炉与汽包锅炉的差异
7.直流锅炉启炉、停炉较快。机组启动停止 一般都受限于壁厚部件的热应力。自然循 环锅炉因为有厚壁汽包，启动时内外壁温 差、上下壁温差大，因此汽包炉上水，升 压速度均受到限制。 8.直流锅炉给水品质要求高，因为在蒸发区 不排污，除了能溶于蒸汽的盐分被蒸汽带 走外，给水中所含杂质将全部沉积在管壁 上，因此要求水处理严格。
超临界直流锅炉运行调整课件
水位的调整
水位调整的重要性
水位是锅炉运行安全的重 要保障，水位异常可能导 致严重事故。
水位调整方法
通过控制给水量、排污量 等手段，保持水位在设定 范围内。
注意事项
避免水位过高导致满水事 故，或水位过低导致缺水 事故。
PART 05
安全运行与维护
安全运行规定
操作人员资质要求
确保操作超临界直流锅炉的人员 具备相应的资质和经验，经过专
PART 07
总结与展望
总结
介绍了超临界直流锅 炉的基本原理和特点
结合实际案例，分析 了超临界直流锅炉运 行中的常见问题及解 决方案
重点阐述了超临界直 流锅炉的运行调整技 术和方法
对未来工作的展望
深入研究超临界直流锅炉的运行特性和优化控制策略，提高锅炉运行效率和经济性
加强超临界直流锅炉的环保性能研究，降低污染物排放，推动绿色发展
运行调整的必要性
保证锅炉安全运行
通过运行调整，可以及时发现并解决 锅炉运行中的问题，避免设备故障和 事故发生，确保锅炉安全稳定运行。
提高锅炉效率
满足负荷需求
随着电力负荷的变化，锅炉需要相应 地进行调整以适应负荷需求。通过运 行调整，可以确保锅炉在各种负荷条 件下稳定运行。
合理的运行调整可以使锅炉在最佳状 态下运行，提高锅炉的热效率和燃烧 效率，降低能耗和污染物排放。
定期检修
根据设备运行状况和磨损情况，制定定期检修计 划，对关键部件进行维修或更换。
防腐措施
采取有效的防腐措施，如涂防锈漆、定期酸洗等 ，以延长设备使用寿命。
常见故障及处理方法
1 2 3
故障分类
将故障分为机械故障、电气故障、热工故障等， 针对不同类型故障采取相应的处理措施。
超临界机组锅炉设备培训课件分析(ppt32张)
超临界锅炉－－从压力 上分类 直流锅炉－－从有无汽 包分类
超临界锅炉一定是直流 锅炉
直流锅炉不一定是超临 界锅炉
超临界锅炉的优势
玉环电厂
效率高
锅炉效率
93.76%
污染物排放低
NOx排放 258mg/Nm3
邹县电厂
外高桥电厂
94.46%
94.28%
267mg/Nm3 228mg/Nm3
供电煤耗 298g/kWh
器
水平烟道侧包
二级减温器
一级减温
低
屏过
过
一级减温
高过 至高压缸
二级减温器
启动分离器→顶棚过热器→包墙过热器→ 低温过热器→ 一级减温→ 屏式过热器 → 二级减温→ 高温过热器
5.汽水系统
事故减温器
低再
高再
至中压缸
事故减温器
低温再热器→ 再热器事故喷水减温→ 高温再热器
6. 启动系统
高温过热器 喷水
5.汽水系统
去中压缸 去高压缸
过热器二级减温
再热器事故减温 过热器一级减温
⑧ ⑨ 来自高加
④⑤
⑦
③ ⑥
①
② 来至高压缸出口
来自高压缸
①省煤器 ⑥低再
②炉膛 ③低过 ④屏过 ⑤末过
⑦高再 ⑧分离器 ⑨贮水罐
5.汽水系统
水平烟道侧包
启动分离器 顶 棚 过
启动分离器 热
后竖井前包 后竖井侧包 后竖井中隔 后竖井后包
1.采用П型布置形式
优点 缺点
•易于疏水 •受热面磨损小 •占地面积小 •炉膛烟温偏差小
•维修费用提高 •积灰塌落入炉膛
•锅炉高度较低 •水平烟道支吊方式简单 •尾部受热面易于布置成逆流 传热方式 •尾部烟气向下流动，有利于 吹灰
超临界锅炉一定是直流 锅炉
直流锅炉不一定是超临 界锅炉
超临界锅炉的优势
玉环电厂
效率高
锅炉效率
93.76%
污染物排放低
NOx排放 258mg/Nm3
邹县电厂
外高桥电厂
94.46%
94.28%
267mg/Nm3 228mg/Nm3
供电煤耗 298g/kWh
器
水平烟道侧包
二级减温器
一级减温
低
屏过
过
一级减温
高过 至高压缸
二级减温器
启动分离器→顶棚过热器→包墙过热器→ 低温过热器→ 一级减温→ 屏式过热器 → 二级减温→ 高温过热器
5.汽水系统
事故减温器
低再
高再
至中压缸
事故减温器
低温再热器→ 再热器事故喷水减温→ 高温再热器
6. 启动系统
高温过热器 喷水
5.汽水系统
去中压缸 去高压缸
过热器二级减温
再热器事故减温 过热器一级减温
⑧ ⑨ 来自高加
④⑤
⑦
③ ⑥
①
② 来至高压缸出口
来自高压缸
①省煤器 ⑥低再
②炉膛 ③低过 ④屏过 ⑤末过
⑦高再 ⑧分离器 ⑨贮水罐
5.汽水系统
水平烟道侧包
启动分离器 顶 棚 过
启动分离器 热
后竖井前包 后竖井侧包 后竖井中隔 后竖井后包
1.采用П型布置形式
优点 缺点
•易于疏水 •受热面磨损小 •占地面积小 •炉膛烟温偏差小
•维修费用提高 •积灰塌落入炉膛
•锅炉高度较低 •水平烟道支吊方式简单 •尾部受热面易于布置成逆流 传热方式 •尾部烟气向下流动，有利于 吹灰
超临界锅炉讲义
一、脉动种类
➢ 整体脉动 ➢ 屏间（屏带或管屏）脉动 ➢ 管间脉动
特点：
脉动危害 发生这种管间脉动时 ，热水段、蒸发段、过热段都在作周 期性波动，在交界处附近壁温周期性变化，最大波动甚 至达到150℃ ，因而使管子产生疲劳破坏 。 并联各管会出现很大的热偏差，当超过容许的热偏差值 时，也将使管子超温过热而损坏 。
有关
二、超临界直流锅炉传热恶化特点
➢ 第一类传热恶化可能出现 ➢ 第二类传热恶化一定出现 ➢ 在大比热区内，也会发生传热恶化，称为类膜态沸腾。
在大比热区，比容（密度）的变化相当大，工质的温度 几乎不变；在管子内壁面附近工质密度比中心处小3～4 倍，在流动截面上存在不均匀性，出现最小的传热系数。 当热负荷高时，出现传热额恶化。
内螺纹管: 在x=0.8时，壁温才开始飞升。充分说明 了内螺纹管具有显著的抵抗膜态沸腾、推迟传热恶化 的作用。
内螺纹管抵抗膜态沸腾、推迟传热恶化的机理
由于工质受到螺纹的作用产生旋转，增强了管子内壁 面附近的扰动，使水冷壁管内壁面上产生的汽泡可以 被旋转向上运动的液体及时带走，
水流受到旋转力的作用，紧贴内螺纹槽壁面流动，从 而避免了汽泡在管子内壁面上的积聚所形成的"汽膜"， 保证了管子内壁击上有连续的水流冷却。
亚临界参数自然循环锅炉采用内螺纹管水冷壁是具 有相当大的安全裕度的。
§2 蒸发受热面主要形式 由于锅炉向大容量、高参数发展；采用了膜式水冷 壁；滑参数运行和给水处理技术发展。因此直流锅 炉形式有了很大的变化。
➢ 一次垂直上升管屏式（UP型） ➢ 炉膛下部多次上升、炉膛上部一次上升管屏式（FW型） ➢ 螺旋围绕上升管屏式
一次垂直上升管屏式（UP型）
FW型
螺旋围绕上升管屏式
➢ 整体脉动 ➢ 屏间（屏带或管屏）脉动 ➢ 管间脉动
特点：
脉动危害 发生这种管间脉动时 ，热水段、蒸发段、过热段都在作周 期性波动，在交界处附近壁温周期性变化，最大波动甚 至达到150℃ ，因而使管子产生疲劳破坏 。 并联各管会出现很大的热偏差，当超过容许的热偏差值 时，也将使管子超温过热而损坏 。
有关
二、超临界直流锅炉传热恶化特点
➢ 第一类传热恶化可能出现 ➢ 第二类传热恶化一定出现 ➢ 在大比热区内，也会发生传热恶化，称为类膜态沸腾。
在大比热区，比容（密度）的变化相当大，工质的温度 几乎不变；在管子内壁面附近工质密度比中心处小3～4 倍，在流动截面上存在不均匀性，出现最小的传热系数。 当热负荷高时，出现传热额恶化。
内螺纹管: 在x=0.8时，壁温才开始飞升。充分说明 了内螺纹管具有显著的抵抗膜态沸腾、推迟传热恶化 的作用。
内螺纹管抵抗膜态沸腾、推迟传热恶化的机理
由于工质受到螺纹的作用产生旋转，增强了管子内壁 面附近的扰动，使水冷壁管内壁面上产生的汽泡可以 被旋转向上运动的液体及时带走，
水流受到旋转力的作用，紧贴内螺纹槽壁面流动，从 而避免了汽泡在管子内壁面上的积聚所形成的"汽膜"， 保证了管子内壁击上有连续的水流冷却。
亚临界参数自然循环锅炉采用内螺纹管水冷壁是具 有相当大的安全裕度的。
§2 蒸发受热面主要形式 由于锅炉向大容量、高参数发展；采用了膜式水冷 壁；滑参数运行和给水处理技术发展。因此直流锅 炉形式有了很大的变化。
➢ 一次垂直上升管屏式（UP型） ➢ 炉膛下部多次上升、炉膛上部一次上升管屏式（FW型） ➢ 螺旋围绕上升管屏式
一次垂直上升管屏式（UP型）
FW型
螺旋围绕上升管屏式
超临界机组锅炉设备培训PPT课件(32页)
启动分离器
汽侧封头 手孔管接头 管接头 热电偶插座
筒身 水侧封头
谢谢
1.后现代社会以大众文化的兴起为特 征，而 大众文 化要求 文化的 大众消 费性质 ，图像 以强有 力的视 觉冲击 力成为 实现大 众消费 的主要 途径。 2.传统意义上的书籍，没有图像的填 充就被 边缘化 ，纯文 学也只 有借助 图像才 能走向 市场中 心、大 众视野 ，充斥 市场的 总是图 文并茂 的大众 读物， 这就形 成了当 下对文 学的消 费由读 字到读 图的转 变。 3.当然，文学毕竟是图像无法取代的 ，人类 文明的 传播方 式从图 像过渡 到文学 ，就是 因为文 字的抽 象描述 、概括 能力是 超越图 像的。 文字通 过语言 唤起人 脑中的 想象， 其魅力 在于建 构一个 内视形 象，这 种内视 审美是 文学独 有的， 语言艺 术独有 的。 4.文学独特的“味外之旨”、“韵外 之致” ，其丰 富性和 多重意 义，依 靠图像 是永远 无法接 近的。 图像的 直观性 正好切 断了这 种对文 字魅力 的省思 和想象 。 5.写好这篇文章，首先要读懂材料。 总体来 说，上 述材料 对什么 是“最大 的快乐”加以形 象的阐 释，要 使自己 成为快 乐的人 ，从第 一个答 案中， 我们知 道必须 工作， 耕耘与 创造会 使人快 乐； 6.第二个答案告诉我们，要学会快乐 ，必须 充满想 象，享 受过程 ；第三 个答案 告诉我 们，要 学会快 乐，一 定要心 中有爱 ，有爱 才有快 乐；第 四个答 案告诉 我们， 要学会 快乐， 一定要 有助人 为乐的 技能， 帮助他 人是最 大的快 乐。 7.写作时可以选取一点，从点上突破 ；也可 以综合 阐释， 从面上 把握。 而在写 作时， 不能只 是单纯 地谈自 己对快 乐的感 受，尽 可能从 具体的“形象”和 “意境”中，把 自己对 快乐的 感受表 现出来 。具体 立意， 可以有 以下几 个角度 ： 8.而流放伊犁，使林则徐远离了时势 环境的 客观影 响，如 何生存 ，如何 作为， 坚守什 么，追 求什么 ，更多 地依赖 于他个 人主观 的选择 ，更多 地取决 于个人 意志和 品质， 这对他 的英雄 人格和 本质恰 恰是个 严峻的 考验。 苦难和 挫折是 人生的 标杆， 往往更 能测出 一个人 生命的 高度和 深度。 人在顺 境中顺 势而为 容易， 但要在 逆境中 坚守慎 独难。
汽侧封头 手孔管接头 管接头 热电偶插座
筒身 水侧封头
谢谢
1.后现代社会以大众文化的兴起为特 征，而 大众文 化要求 文化的 大众消 费性质 ，图像 以强有 力的视 觉冲击 力成为 实现大 众消费 的主要 途径。 2.传统意义上的书籍，没有图像的填 充就被 边缘化 ，纯文 学也只 有借助 图像才 能走向 市场中 心、大 众视野 ，充斥 市场的 总是图 文并茂 的大众 读物， 这就形 成了当 下对文 学的消 费由读 字到读 图的转 变。 3.当然，文学毕竟是图像无法取代的 ，人类 文明的 传播方 式从图 像过渡 到文学 ，就是 因为文 字的抽 象描述 、概括 能力是 超越图 像的。 文字通 过语言 唤起人 脑中的 想象， 其魅力 在于建 构一个 内视形 象，这 种内视 审美是 文学独 有的， 语言艺 术独有 的。 4.文学独特的“味外之旨”、“韵外 之致” ，其丰 富性和 多重意 义，依 靠图像 是永远 无法接 近的。 图像的 直观性 正好切 断了这 种对文 字魅力 的省思 和想象 。 5.写好这篇文章，首先要读懂材料。 总体来 说，上 述材料 对什么 是“最大 的快乐”加以形 象的阐 释，要 使自己 成为快 乐的人 ，从第 一个答 案中， 我们知 道必须 工作， 耕耘与 创造会 使人快 乐； 6.第二个答案告诉我们，要学会快乐 ，必须 充满想 象，享 受过程 ；第三 个答案 告诉我 们，要 学会快 乐，一 定要心 中有爱 ，有爱 才有快 乐；第 四个答 案告诉 我们， 要学会 快乐， 一定要 有助人 为乐的 技能， 帮助他 人是最 大的快 乐。 7.写作时可以选取一点，从点上突破 ；也可 以综合 阐释， 从面上 把握。 而在写 作时， 不能只 是单纯 地谈自 己对快 乐的感 受，尽 可能从 具体的“形象”和 “意境”中，把 自己对 快乐的 感受表 现出来 。具体 立意， 可以有 以下几 个角度 ： 8.而流放伊犁，使林则徐远离了时势 环境的 客观影 响，如 何生存 ，如何 作为， 坚守什 么，追 求什么 ，更多 地依赖 于他个 人主观 的选择 ，更多 地取决 于个人 意志和 品质， 这对他 的英雄 人格和 本质恰 恰是个 严峻的 考验。 苦难和 挫折是 人生的 标杆， 往往更 能测出 一个人 生命的 高度和 深度。 人在顺 境中顺 势而为 容易， 但要在 逆境中 坚守慎 独难。
超临界锅炉原理及运行课件
与直流锅炉比较
给水处理与排污
超临界锅炉和直流锅炉都需要对 给水进行处理和排污，但直流锅 炉的给水处理要求更高，因为其
不进行自然循环。
运行控制与调整
直流锅炉的蒸汽流量和压力调整 较超临界锅炉更为灵活，但超临 界锅炉在运行控制和稳定性方面
具有优势。
适用范围
直流锅炉适用于高参数、大容量 的机组，而超临界锅炉适用于各
按照设计要求将各个部件组装起来，形成一 个完整的超临界锅炉。
03
超临界锅炉运行
启动与停炉
启动
超临界锅炉启动时，需要先进行系统检查，确保所有设备正常。然后进行上水操 作，控制上水温度和速度，以防止热胀冷缩对设备造成损坏。上水完成后，开始 加热升温，直到锅炉达到临界状态。
停炉
超临界锅炉停炉时，需要先降低负荷，逐渐降低温度和压力。当锅炉温度和压力 降低到一定程度时，进行停炉操作。停炉后需要进行冷却降温，防止设备过热损 坏。
种规模和参数的机组。
05
超临界锅炉的应用与前景
应用领域
01
02
03
电力行业
超临界锅炉在火力发电厂 中广泛应用，是高效、清 洁发电的重要技术手段。
工业供热
超临界锅炉可用于工业生 产过程中的供热，满足各 种工艺需求。
化工行业
超临界锅炉在化工生产中 用于提供高温高压的反应 条件，提高生产效率和产 品质量。
工作原理简介
工作原理
超临界锅炉利用水的临界点特性，通 过控制压力和温度，使锅炉内的水在 超临界状态下进行快速加热和蒸发， 产生蒸汽推动汽轮机发电。
工作流程
给水经过加热、蒸发、过热等阶段， 最终形成高温高压的蒸汽，推动汽轮 机转动，带动发电机发电。
历史与发展
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1-超临界直流炉及其运行 特性解析
1 超临界机组及其发展
• 理论上认为，在水的状态参数达到临界点 时（压力22.129MPa、温度374.15℃）， 水完全汽化会在一瞬间完成，即在临界点 时饱和水和饱和蒸汽之间不再有汽、水共 存的二相区存在，二者的参数不再有区别。 由于在临界参数下汽水密度相等，因此在 超临界压力下无法维持自然循环即不能采 用汽包锅炉，直流锅炉成为唯一型式。
• 当负荷减小时，由于高压加热器的抽汽压力下降，给 水温度也随着下降，加热段和蒸发段受热面吸热量都 有不同程度的增加，而过热段的吸热量却减少很多。 因为可以用改变燃水比的办法改变超临界机组三段受 热面的吸热比例，所以与汽包锅炉相比，在负荷变化 比较大或改变燃料品种时，从静态来讲超临界机组很 容易保持出口汽温为设计值。
超临界机组工作原理
• 超临界机组的汽水流程中既没有汽包，又没有炉水小循环回路。超临界 机组是由受热面以及连接这些受热面的管道所组成 。
给水泵
D
W
θsl
去汽机
加热段 蒸发段 过热段
• 超临界机组汽水流程示意图
• 给水泵强制一定流量的给水进入炉内，一次性流过加热段、蒸发段和过 热段，然后去汽轮机。它的循环倍率始终为1，与负荷无关。
参数 负荷
SG-1000-170直流炉在三种不同负荷时三段受热面的吸热比例
单位一次蒸汽 吸热量/
吸热比例分配（A/B）（%）
单位二次蒸汽
Pout
θoutPWFra bibliotekθW(MPa) (℃) (MPa) (℃)
吸热量
加热段 蒸发段
过热段
再热段
100% 17.2 555 21.8 255 545.3/107.2 28.5/23.8 27.7/23.2 43.8/36.6 0/16.14
330~350g 310~320g
超超临界
30MPa以上 566/566℃ 44~46%
280~300g
• 从各国的发展来看，高参数超超临界发电机 组是今后的发展方向。
• 欧盟为了发展超超临界发电技术先后制定了 若干研究计划，正在执行的Thermie计划 （先进的700℃燃煤电厂，1998～2014）， 计划建设参数为37.5MPa/700℃/720℃/720℃的 超超临界机组，主要目标是：使电厂的净效 率由47%提高到55%（对于低的海水冷却水 温度）或52%左右（对于内陆地区和冷却 塔）；降低燃煤电站的造价。
超超临界机组，蒸汽参数为30～ 32MPa/580～600℃/580～600℃，预计电站 的效率可达44%～46%。
2 超临界机组的工作原理
• 汽包锅炉的工作原理
省煤器
过热器
给水
去汽轮机
水泵 热量
下
水
降
冷
管
壁
热
量
汽包锅炉的汽水流程示意图
汽包锅炉的循环倍率K可用下式表示：K=W/D 式中，W－进入水冷壁的水流量；
• 超临界机组的工质是一次性通过各受热面的，而三段 受热面面积又不是固定不变的，所以当燃水比失调后， 三段受热面吸热量比例发生变化，对出口汽温影响很 大，对蒸汽压力和流量的影响方式也较为复杂。
• 如果燃料方面的变化破坏了原来的平衡状态，比如 燃料量增加，蒸发段就会产生较多的蒸汽，但同时 过热段也吸收了较多的热量，所以可使汽温变化不 大，然而此时出口蒸汽压力和流量却都增加了。由 于给水流量没有改变，汽包中的部分水变成了多蒸 发的那部分蒸汽，所以汽包水位降低了。
• 从以上所述可以看出，在汽包锅炉中，水位是燃水 比是否失调的标志。用给水流量调节水位，实质上 起到了间接保持燃水比不变的作用。
• 给水泵出口水压通过三段受热面里的工质，直接影响出口汽压，所以超 临界机组的汽压是由给水压力、燃料流量和汽轮机调节汽门共同决定的。
• 超临界机组汽水流程中的三段受热面没有固定的分界线。在不同负荷时， 由于给水温度变化等原因，使三段受热面的吸热量分配比例及与之有关 的三段受热面面积之间的比例都发生了变化。
• 亚临界机组：蒸汽压力>16MPa • 超临界机组：蒸汽压力>22.1MPa • 超超临界机组：蒸汽压力>27MPa
(另一种方法是根据汽温来划分) 不同机组的效率对比
分类 参数
净效率 煤耗
亚临界 超临界
16~17MPa 538/538℃ 37~38%
24~28MPa 538/538℃ 40~41%
• 当燃水比（给水跟踪燃料流量的比例关系） 失调后，在一段相当长的时间里（非事故的 范围内），并不改变原来那三段受热面面积 的大小。
• 例如，增加给水流量，给水量的变化就破坏了原来 的平衡状态，汽包水位升高了；但由于燃料流量没 有变化，所以蒸发段的吸热量及其产生的蒸汽量可 近似认为不变。因为过热段的受热面是固定的，因 此，出口汽压、汽温都不会有什么变化，如同燃水 比未失调一样。
D－水冷壁出口的蒸汽流量。 汽包锅炉的循环倍率一般为10～30。不同负荷时循环倍率也不同，负荷越低， 循环倍率越大。
• 汽包锅炉的蒸汽压力由燃烧率和汽轮机调节 汽门来控制。
• 汽包把整个锅炉的汽水流程分隔成三部分， 即加热段（省煤器）、蒸发段（水冷壁）和 过热段（过热器）。这三段受热面面积的大 小是固定不变的。汽包除作为汽水的分离装 置外，其中的存水和空间容积还作为燃水比 失调的缓冲器。
• 日本进行了目标分别为 31.4MPa/593℃/593℃/593℃、31MPa/630℃/630℃ 和34.3MPa/649℃/593℃/593℃的超超临界机组研 发计划。力争将发电机组设计效率提高到45% 以上。
• 美国也正在组织和支持一项发展更高参数超 超临界发电机组的研究项目——“760℃”计划， 目标是研制适合蒸汽参数为38.5MPa/760℃ 的新合金材料，将超超临界机组的主蒸汽温 度提高到760℃的水平，从而大大提高超超 临界机组的效率。俄罗斯也设计了新一代的
70%
17.2 555 20.3 238 575.6/105.8 30.5/25.8 30.9/26.1 38.6/32.5 0/15.6
30% 17.3 555 17.5 193
624/90.6
33.2/29 32.7/28.6 34.1/29.8 0/12.6
注：1.表中数据均为按设计计算的数据； 2.（A/B）：A为不考虑二次蒸汽吸热量时的吸热比例值； B为考虑二次蒸汽吸热量时的吸热比例值； 3. Pout，θout 为锅炉出口汽压和汽温； 4. PW，θW 为给水压力和温度。
1 超临界机组及其发展
• 理论上认为，在水的状态参数达到临界点 时（压力22.129MPa、温度374.15℃）， 水完全汽化会在一瞬间完成，即在临界点 时饱和水和饱和蒸汽之间不再有汽、水共 存的二相区存在，二者的参数不再有区别。 由于在临界参数下汽水密度相等，因此在 超临界压力下无法维持自然循环即不能采 用汽包锅炉，直流锅炉成为唯一型式。
• 当负荷减小时，由于高压加热器的抽汽压力下降，给 水温度也随着下降，加热段和蒸发段受热面吸热量都 有不同程度的增加，而过热段的吸热量却减少很多。 因为可以用改变燃水比的办法改变超临界机组三段受 热面的吸热比例，所以与汽包锅炉相比，在负荷变化 比较大或改变燃料品种时，从静态来讲超临界机组很 容易保持出口汽温为设计值。
超临界机组工作原理
• 超临界机组的汽水流程中既没有汽包，又没有炉水小循环回路。超临界 机组是由受热面以及连接这些受热面的管道所组成 。
给水泵
D
W
θsl
去汽机
加热段 蒸发段 过热段
• 超临界机组汽水流程示意图
• 给水泵强制一定流量的给水进入炉内，一次性流过加热段、蒸发段和过 热段，然后去汽轮机。它的循环倍率始终为1，与负荷无关。
参数 负荷
SG-1000-170直流炉在三种不同负荷时三段受热面的吸热比例
单位一次蒸汽 吸热量/
吸热比例分配（A/B）（%）
单位二次蒸汽
Pout
θoutPWFra bibliotekθW(MPa) (℃) (MPa) (℃)
吸热量
加热段 蒸发段
过热段
再热段
100% 17.2 555 21.8 255 545.3/107.2 28.5/23.8 27.7/23.2 43.8/36.6 0/16.14
330~350g 310~320g
超超临界
30MPa以上 566/566℃ 44~46%
280~300g
• 从各国的发展来看，高参数超超临界发电机 组是今后的发展方向。
• 欧盟为了发展超超临界发电技术先后制定了 若干研究计划，正在执行的Thermie计划 （先进的700℃燃煤电厂，1998～2014）， 计划建设参数为37.5MPa/700℃/720℃/720℃的 超超临界机组，主要目标是：使电厂的净效 率由47%提高到55%（对于低的海水冷却水 温度）或52%左右（对于内陆地区和冷却 塔）；降低燃煤电站的造价。
超超临界机组，蒸汽参数为30～ 32MPa/580～600℃/580～600℃，预计电站 的效率可达44%～46%。
2 超临界机组的工作原理
• 汽包锅炉的工作原理
省煤器
过热器
给水
去汽轮机
水泵 热量
下
水
降
冷
管
壁
热
量
汽包锅炉的汽水流程示意图
汽包锅炉的循环倍率K可用下式表示：K=W/D 式中，W－进入水冷壁的水流量；
• 超临界机组的工质是一次性通过各受热面的，而三段 受热面面积又不是固定不变的，所以当燃水比失调后， 三段受热面吸热量比例发生变化，对出口汽温影响很 大，对蒸汽压力和流量的影响方式也较为复杂。
• 如果燃料方面的变化破坏了原来的平衡状态，比如 燃料量增加，蒸发段就会产生较多的蒸汽，但同时 过热段也吸收了较多的热量，所以可使汽温变化不 大，然而此时出口蒸汽压力和流量却都增加了。由 于给水流量没有改变，汽包中的部分水变成了多蒸 发的那部分蒸汽，所以汽包水位降低了。
• 从以上所述可以看出，在汽包锅炉中，水位是燃水 比是否失调的标志。用给水流量调节水位，实质上 起到了间接保持燃水比不变的作用。
• 给水泵出口水压通过三段受热面里的工质，直接影响出口汽压，所以超 临界机组的汽压是由给水压力、燃料流量和汽轮机调节汽门共同决定的。
• 超临界机组汽水流程中的三段受热面没有固定的分界线。在不同负荷时， 由于给水温度变化等原因，使三段受热面的吸热量分配比例及与之有关 的三段受热面面积之间的比例都发生了变化。
• 亚临界机组：蒸汽压力>16MPa • 超临界机组：蒸汽压力>22.1MPa • 超超临界机组：蒸汽压力>27MPa
(另一种方法是根据汽温来划分) 不同机组的效率对比
分类 参数
净效率 煤耗
亚临界 超临界
16~17MPa 538/538℃ 37~38%
24~28MPa 538/538℃ 40~41%
• 当燃水比（给水跟踪燃料流量的比例关系） 失调后，在一段相当长的时间里（非事故的 范围内），并不改变原来那三段受热面面积 的大小。
• 例如，增加给水流量，给水量的变化就破坏了原来 的平衡状态，汽包水位升高了；但由于燃料流量没 有变化，所以蒸发段的吸热量及其产生的蒸汽量可 近似认为不变。因为过热段的受热面是固定的，因 此，出口汽压、汽温都不会有什么变化，如同燃水 比未失调一样。
D－水冷壁出口的蒸汽流量。 汽包锅炉的循环倍率一般为10～30。不同负荷时循环倍率也不同，负荷越低， 循环倍率越大。
• 汽包锅炉的蒸汽压力由燃烧率和汽轮机调节 汽门来控制。
• 汽包把整个锅炉的汽水流程分隔成三部分， 即加热段（省煤器）、蒸发段（水冷壁）和 过热段（过热器）。这三段受热面面积的大 小是固定不变的。汽包除作为汽水的分离装 置外，其中的存水和空间容积还作为燃水比 失调的缓冲器。
• 日本进行了目标分别为 31.4MPa/593℃/593℃/593℃、31MPa/630℃/630℃ 和34.3MPa/649℃/593℃/593℃的超超临界机组研 发计划。力争将发电机组设计效率提高到45% 以上。
• 美国也正在组织和支持一项发展更高参数超 超临界发电机组的研究项目——“760℃”计划， 目标是研制适合蒸汽参数为38.5MPa/760℃ 的新合金材料，将超超临界机组的主蒸汽温 度提高到760℃的水平，从而大大提高超超 临界机组的效率。俄罗斯也设计了新一代的
70%
17.2 555 20.3 238 575.6/105.8 30.5/25.8 30.9/26.1 38.6/32.5 0/15.6
30% 17.3 555 17.5 193
624/90.6
33.2/29 32.7/28.6 34.1/29.8 0/12.6
注：1.表中数据均为按设计计算的数据； 2.（A/B）：A为不考虑二次蒸汽吸热量时的吸热比例值； B为考虑二次蒸汽吸热量时的吸热比例值； 3. Pout，θout 为锅炉出口汽压和汽温； 4. PW，θW 为给水压力和温度。