什么是超临界变压直流锅炉
超临界直流炉(修改)
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2 超临界直流锅炉的典型结构
锅炉典型结构
大型超临界煤粉锅炉的整体布臵主要 采用Π型布臵和塔式布臵，也有T型布 臵方式。 П型布臵是传统普遍采用的方式， 烟气由炉膛经水平烟道进入尾部烟 道，在尾部烟道通过各受热面后排出。 其主要优点是锅炉高度较低，尾部烟 道烟气向下流动有自生吹灰作用，各 受热面易于布臵成逆流形式，对传热 有利等。
4 超临界直流炉的运行调节
4.1 蒸汽压力的控制与调节
4.2 蒸汽温度的控制与调节
4.3 锅炉燃烧调整
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1.1 名词定义
临界点、超临界、直流炉的定义
临界点：水在加热过程中存在一个状态点。 （1）低于临界点压力，从低温下的水加热到过 热蒸汽的过程中要经过汽化过程，即经过 水和水蒸汽共存的状态； （2）如果压力在临界压力或临界压力以上时， 水在加热的过程中就没有汽水共存状态而直接 从水转变为蒸汽。 临界点的主要影响参数是压力，水的临 界点压力为22.115MPa,对应的温度374.15℃。
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1.2 超临界直流炉的特点
汽温调节 汽温调节的主要方式是调节燃料量与给水量之比，辅助手段是喷水 减温或烟气侧调节。由于没有固定的汽水分界面，随着给水流量和 燃料量的变化，受热面的省煤段、蒸发段和过热段长度发生变化， 汽温随着发生变化，汽温调节比较困难。
容易发生水动力不稳定 低负荷运行时，给水流量和压力降低，受热面入口的工质欠焓增大 ，容易发生水动力不稳定。由于给水流量降低，水冷壁流量分配不 均匀性增大；压力降低，汽水比容变化增大；工质欠焓增大，会使 蒸发段和省煤段的阻力比值发生变化。
现代直流锅炉蒸发受热面的主要型式
垂直+内螺纹管 垂直+螺旋光管. 垂直+螺旋内螺纹管
超临界锅炉参数
超临界锅炉参数
超临界压力锅炉是指主蒸汽压力超过临界压力 MPa的锅炉。
大容量超临界压力锅炉的主蒸汽压力通常定在 MPa左右。
当主蒸汽压力达到
25\~31MPa时，称为超超临界压力锅炉（ultra super critical Pressure boiler）。
超临界锅炉的主要参数包括：
1. 主蒸汽压力：超临界压力锅炉的主蒸汽压力超过 MPa，通常在 MPa左右。
当主蒸汽压力达到25\~31MPa时，则被称为超超临界压力锅炉。
2. 过热蒸汽流量：如DG1900/Ⅱ1型配600 MW发电机组的超临界直流锅炉，其过热蒸汽流量为1900 t/h。
3. 过热器出口汽压：如上述锅炉，其过热器出口汽压为 MPa。
4. 过热器出口汽温：如上述锅炉，其过热器出口汽温为571℃。
5. 再热蒸汽流量：如上述锅炉，其再热蒸汽流量为 t/h。
6. 再热器进口汽压和出口汽压：如上述锅炉，其再热器进口汽压为 MPa，出口汽压为 MPa。
7. 再热器进口汽温与出口汽温：如上述锅炉，其再热器进口汽温为322℃，出口汽温为569℃。
8. 省煤器进口给水温度：如上述锅炉，其省煤器进口给水温度为284℃。
此外，超临界锅炉的设计和结构特点也包括一次再热、前后墙对冲燃烧单炉膛、尾部双烟道结构、挡板调节再热汽温、固态排渣、全钢构架、全悬吊结构、平衡通风以及露天布置等。
如需了解更多参数或信息，建议查阅专业资料或咨询专业人士。
超临界直流锅炉控制整体介绍
(2) 汽包除作为汽水分离器外，还作为燃水比失调的 缓冲器。
当燃水比失去平衡关系时，利用汽包中的存水和空间
容积暂时维持锅炉的工质平衡关系，而各段受热面积的界 限是固定，使得燃料量或给水流量的改变对过热汽温的影 响较小。因为过热蒸汽温度主要取决于加热段、蒸发段吸 热量与过热段吸热量的比值（Q1＋Q2）：Q3，由于汽包 锅炉各受热面的区域界限是固定的，所以当燃烧率变化时， 即使Q1、Q2、Q3也都发生了变化，但这个比值不会有过 大的改变，因而对汽温的影响幅度较小。
省煤器
水冷壁
过热器
给水
l
加热区 p
h
蒸发区 v
T
过热区
过热蒸汽
图3 直流锅炉原理示意图 p－压力；T－温度；h－焓；v－比容
• 当燃料量增加，给水流量不变时，由于蒸 发所需的热量不变，因而加热和蒸发的受 热面缩短，蒸发段与过热段之间的分界向 前移动，过热受热面增加，所增加的燃烧 热量全部用于使蒸汽过热，过热汽温将急 剧上升。
pT
t
PE
t (a) 燃料量M扰动
t (b) 给水流量W扰动
图5 直流锅炉动态特性曲线
t t t
t t (c) 负荷μT扰动
（１）负荷扰动时，主蒸汽压力的变化没有 迟延，变化很快，且变化幅度较大，这是 因为直流锅炉没有汽包，蓄热能力小。若 负荷扰动时，能保持给水流量不变，就能 减小对过热汽温的影响。
分开，不论负荷、燃烧率如何变化，各受热面的大小是固定不变的。
因此，在控制上具有如下特点：
（1）锅炉蒸发量主要由燃烧率的大小来决定（蒸发量由 加热段受热面的吸热量Q1和蒸发段受热面的吸热量Q2决 定），而与给水流量W的大小无关。所以在汽包锅炉中由 燃烧率调节负荷（实现燃料热量与蒸汽热量之间的能量平 衡），由给水流量调节水位（实现给水流量与蒸汽流量间 的物质平衡地这两个控制系统的工作可以认为是相对独立 的。
超超临界机组和超临界机组
超超临界机组和超临界机组火电厂超超临界机组和超临界机组指的是锅炉内工质的压力。
锅炉内的工质都是水，水的临界压力是:22.115MPA 347.15℃；在这个压力和温度时，水和蒸汽的密度是相同的，就叫水的临界点，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，炉内蒸汽温度不低于593℃或蒸汽压力不低于31 MPa被称为超超临界。
超临界、超超临界火电机组具有显著的节能和改善环境的效果，超超临界机组与超临界机组相比，热效率要提高1.2%，一年就可节约6000吨优质煤。
未来火电建设将主要是发展高效率高参数的超临界（SC）和超超临界（USC）火电机组，它们在发达国家已得到广泛的研究和应用。
大型超临界锅炉的特点超临界火电技术由于参数本身的特点决定了超临界锅炉只能采用直流锅炉，在超临界锅炉内随着压力的提高，水的饱和温度也随之提高，汽化潜热减少，水和汽的密度差也随之减少。
当压力提高到临界压力（22.12Mpa）时，汽化潜热为0，汽和水的密度差也等于零，水在该压力下加热到临界温度（374.15℃）时即全部汽化成蒸汽。
超临界压力临界压力时情况相同，当水被加热到相应压力下的相变点（临界温度）时即全部汽化。
因此超临界压力下水变成蒸汽不再存在汽水两相区，由此可知，超临界压力直流锅炉由水变成过热蒸汽经历了两个阶段即加热和过热，而工质状态由水逐渐变成过热蒸汽。
因此超临界直流锅炉没有汽包，启停速度快，与一般亚临界汽包炉相比，超临界直流锅炉启动到满负荷运行，变负荷速度可提高1倍左右，变压运行的超临界直流锅炉在亚临界压力范围内超临界压力范围内工作时，都存在工质的热膨胀现象，并且在亚临界压力范围内可能出现膜态沸腾；在超临界压力范围内可能出现类膜态沸腾。
超临界直流锅炉要求的汽水品质高，要求凝结水进行100%除盐处理。
由于超临界直流锅炉水冷壁的流动阻力全部依靠给水泵克服，所需的压头高，即提高了制造成本又增加了运行耗电量且直流锅炉普遍存在着流动不稳定性、热偏差和脉动水动力问题。
超临界直流锅炉运行调整课件
详细描述
尾部烟道系统通常包括空气预热器、脱硫脱硝装置等部件。在超临界直流锅炉中 ，尾部烟道系统的设计应充分考虑烟气的温度和成分，以确保烟气处理的效果和 设备的正常运行。
风烟系统
总结词
风烟系统是锅炉的重要辅助系统，负责 输送燃料和空气，并排放燃烧产生的灰 渣。
VS
详细描述
风烟系统通常包括送风机、引风机、除尘 器等部件。在超临界直流锅炉中，风烟系 统的设计应充分考虑风量、风压的匹配和 灰渣的处理方式，以确保锅炉的稳定运行 和环保要求。
REPORT
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DATE
ANALYSIS
SUMMARY
超临界直流锅炉运行 调整课件
目录
CONTENTS
• 引言 • 锅炉系统概述 • 运行调整原理 • 操作与维护 • 安全注意事项
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ANALYSIS
SUMMAR Y
01
引言
目的和背景
目的
本课件旨在帮助学员了解超临界 直流锅炉的运行调整，确保锅炉 安全、高效运行。
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ANALYSIS
SUMMAR Y
02
锅炉系统概述
燃烧系统
总结词
燃烧系统是锅炉的核心部分，负责将燃料转化为热能，为汽水系统提供足够的 热量。
详细描述
燃烧系统通常包括燃烧器、炉膛、空气预热器等部件。在超临界直流锅炉中， 燃烧器通常采用分级燃烧技术，以提高燃烧效率并降低氮氧化物的排放。
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SUMMAR Y
04
操作与维护
启动与停炉操作
超临界锅炉的简介
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。
超超临界锅炉介绍详解
变压运行锅炉的水冷壁型式。
炉膛水冷壁采用螺旋管圈＋垂直管圈方式【即下部炉膛的水冷壁采 用螺旋管圈（内螺纹管），上部炉膛的水冷壁为垂直】，保证质量流 速符合要求。 水冷壁采用全焊接的膜式水冷壁
水冷壁采用一次中间混合联箱来实现螺旋管至垂直水冷壁管的过渡
垂直水冷壁
螺旋管圈+内螺纹管
漩涡效果 > 重力作用
第三章 主要受热面介绍
• • • • 水冷壁 过热器 再热器 省煤器
• 炉膛四周为全焊式膜式水冷壁，炉膛由下部螺旋 盘绕上升水冷壁和上部垂直上升水 冷壁两个不同 的结构组成，两者间由过渡水冷壁和混合集箱转 换连接。 • 炉膛下部水冷壁（包括冷灰斗水冷壁、中部螺旋 水冷壁）都采用螺旋盘绕膜式管圈。 螺旋水冷壁 管（除冷灰斗采用光管外）采用六头、上升角 60°的内螺纹管。 • 由垂直水冷壁进口集箱拉出三倍于引入螺旋管数 量的管子 进入垂直水冷壁，垂直管与螺旋管的管 数比为 3：1。这种结构的过渡段水冷壁可以把 螺旋水冷壁的荷载平稳地传递到上部水冷壁。
管子内表面充满了液体
垂直水冷壁进口 螺旋水冷壁出口 螺旋水冷壁
• •
采用内螺纹管，提高水冷壁安全裕度 管间吸热偏差小，适应变压运行
3：采用前后墙对冲燃烧方式: 锅炉水冷壁出口温度偏差小 技术特点：
上部炉膛宽度方向上的烟气温度和速度分布
比较均匀，使水冷壁出口温度偏差较小，也 就有利于降低过热蒸汽温度偏差，保证过热
左侧墙
器和再热器的安全性。
左侧墙 4ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ0 前墙 右侧墙 后墙
右侧墙 燃尽风口 流体温度(oC) 400
100%MCR
390
燃烧器
380
最大温差 燃烧方式 切圆燃烧 切圆燃烧(设置节流圈) 对冲燃烧方式
什么是汽包锅炉、直流锅炉、超临界锅炉和废热锅炉
什么是汽包锅炉、直流锅炉、超临界锅炉和
废热锅炉？
（1）汽包锅炉锅炉给水经省煤器提高水温后进入汽包，然后由下降管经下联箱进入上升管（即水冷壁或炉管），在上升管中，吸收炉膛里的热量成为汽水混合物又回到汽包中，汽水混合物在汽包中进行汽、水分离，分离出的饱和蒸汽导入过热器内被加热为过热蒸汽送去做功。
这一类型炉称汽包锅炉。
（2）直流锅炉是从管束的一端供水，并经长束管子内加热、蒸发、过热，然后在管的另一端产生过热蒸汽的锅炉。
（3）超临界锅炉工作压力超过22.45MPa的锅炉。
在临界压力下，汽水的密度差等于零，因此，无法像汽包锅炉那样利用汽水的密度差建立压头，进行自然循环流动，只有用直流锅炉型式，依靠外部动力（如水泵）进行强制循环流动，所以超临界锅炉实际上都是直流锅炉。
（4）废热锅炉是利用各种工艺过程所产生的废热作为热源来生产蒸汽或热水的锅炉。
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超临界压力锅炉(supereritiealpressureboil-er)主蒸汽压力超过临界压力22.12Mpa的锅炉称为超临界压力锅炉。
通常大容量超临界压力电站锅炉的主蒸汽压力定在24.5MPa左右，也有比之更高的。
当主蒸汽压力达到27MPa以上时(见蒸汽参数)，又称为超超临界压力锅炉(ultrasupereritiealPressureboiler)。
发展超临界或超超临界压力机组都是为了更有效地提高火力发电厂的经济性，因此对超临界压力锅炉还伴随着采用更高的汽温和更大的锅炉容t。
妞临界压力锅炉技术特性由于水和蒸汽的压力超过临界压力后不可能有汽水双相混合物共存，因此超临界压力锅炉只能采用没有锅筒的直流锅炉。
超临界压力也体现了当代电站锅炉最先进的技术。
与亚临界锅炉相比，由于蒸汽参数更高，因此在锅炉受压元件的设计时需要采用更高等级的材质，并需要更完善的强度设计和寿命分析;由于它是直流锅炉，因此其水冷壁系统的设计与锅筒式锅炉有很大区别，并且还需要设t一套起动系统;由于超临界压力锅炉往往采用变压运行，因此在锅炉性能设计时还要兼顾超临界和亚临界各种不同运行工况时的特点，保证锅炉安全经济运行。
此外，超临界压力锅炉在给水品质、自控以及防止高温部件高温腐蚀等方面，都有着更高的要求。
超临界压力锅炉水冷盛与亚临界压力锅炉相比，超临界压力锅炉最大特点体现在水冷壁系统的设计方面.当代超临界压力锅炉水冷壁设计必需体现超临界、直流锅炉与变压运行的三大要素.水冷壁管圈型式、质t流速、热偏差、流量分配等都是超临界压力锅炉水冷壁设计的关键因素。
水冷壁管圈型式超临界压力锅炉目前常用的管圈型式分为螺旋管圈和垂直管圈两大类型。
螺旋管圈水冷壁管与水平线成一定倾角，从锅炉底部沿炉膛四周螺旋式盘绕上升，直至炉膛上部折焰角与炉膛出口处为止，通常盘绕1~2圈，螺旋倾角在100~2护之间。
垂直管圈与通常的锅筒式锅炉相似，从冷灰斗至炉顶水冷壁管均作垂直布置，并且为满足变压运行需要，往往采用小管径一次上升式管圈。
这两种型式在当代大容t超临界压力锅炉上都得到了广泛采用，二者在水冷壁结构设计、制造和安装等方面各有优缺点，但只要设计合理，都可以满足锅炉运行性能的要求。
质t流速超临界压力锅炉水冷壁管内质量流速的合理选取十分关键，是关系到锅炉安全经济运行的重要因素。
对于螺旋管圈，可以通过合理选择管径、根数和姗旋倾角等来确定合理的质量流速。
对于垂直管圈特别是一次上升式垂直管圈，一般只能采用较小管径(例如尹28或尹32)来满足对质量流速的要求，而且还需要采用内螺纹管解决水冷壁高热负荷区传热恶化的问题。
热偏差超临界压力锅炉在高负荷超临界状态运行时，介质作单相强制流动，对炉膛内的热偏差比较敏感，在水冷壁并联管之间，介质温度或管壁温度会产生较大差值，因此在水冷壁设计时要作热偏差判断和计算。
在水冷壁上部，往往还设置中间混合联箱以减少工质热偏差，防止水冷壁超温或产生过大温差应力.流t分配现代大容量超临界压力锅炉，水冷壁由成百上千根并联管子组成，介质在这些管子中作强制一次性流动，为了保证水冷壁的安全运行，应特别注意并联各管间的流量分配，无论在超临界压力或亚临界压力工作状态，每个水冷壁管中都需要保持足够的冷却流量，使水冷壁安全运行。
超临界压力锅炉起动系统因为超临界压力锅炉是直流锅炉，因此必需配备一套起动系统(见直流锅炉起动系统)，供锅炉在滑参数起动时分离由水冷壁产生的汽水混合物，将饱和燕汽通向过
热器，水则通往除氧器水箱或其它可被利用的地方。
当代超临界压力锅炉起动流量约为25%~35%锅炉最大连续蒸发量(BMCR)。
超临界压力锅炉用钢由于超临界压力锅炉特别是超超临界压力锅炉的汽压、汽温都很高，在确定锅炉参数时首先要考虑高温过热器和高温再热器的用钢问题。
当汽温超过540℃时，超临界压力锅炉高温段受热面就需要采用奥氏体钢种，这些钢材不但要有耐高温强度性能，而且还需要有抗高温氧化的良好性能。
与同容量亚临界锅炉相比，超临界锅炉的各级受热面，通常采用较小直径和较好一档管材，旨在减小管壁厚度，适应调峰需要并延长使用寿命。
超临界压力水冷壁壁温比亚临界压力高得多，达到500‘C以上甚至540‘C，因此需要采用合金钢，例如15CrMn或12Cr1MoV等相应等级的材料。
超临界压力锅炉变压运行现代大容量超临界锅炉都采用变压运行，超临界变压运行锅炉设计时要特别注意受压部件的疲劳寿命计算和分析，不但对高温厚壁部件，而且还要对中温部件如水冷壁及其刚性梁等都要作专门计算。
另外，也要注意锅炉总体性能设计和调温手段，以适应大的调峰范围。
超临界压力锅炉发展概况自20世纪50年代以来，超临界压力锅炉一直处在发展和应用之中，至今全世界已有600多台大型超临界压力锅炉在电厂运行。
超临界压力锅炉的可靠性指标已与亚临界压力锅炉相当。
世界上生产和使用超临界压力锅炉最多的国家是前苏联、美国、日本和德国，已在运行的各国最大机组是1300MW(美国)、1200MW(俄国)、1000MW旧本)和800MW(德国).超临界机组的平均容量已达600MW等级，最大锅炉的蒸发量达4433t/h。
设计参数最高的超超临界压力锅炉以日本和德国最为先进，当代已投运的超超临界变压运行锅炉参数为31.5MPa、569/569/569C，正在研制的有34.5MPa、620/625C参数的锅炉。
中国超临界压力锅炉的发展目前，中国电网中已有10台超临界压力锅炉在运行(2X600MW，4X500MW，4X300MW)，这些锅炉的可靠性和经济性指标都已得到了证实，为中国发展国产超临界锅炉提供了经验，正在建设的还有4台超临界压力锅炉(2x800MW，2X900MW)。
中国对超临界压力锅炉的研究已有十多年历史，在中国发展超临界压力锅炉不但技术上是可行的，经济上也是有利的，。