超超临界锅炉的设计特点
超临界电站锅炉的换热器设计和传热特性研究
超临界电站锅炉的换热器设计和传热特性研究超临界电站锅炉是一种高效能、低污染的发电设备，其核心部件之一即为换热器。
本文将对超临界电站锅炉的换热器设计和传热特性进行详细的研究和探讨。
一、超临界电站锅炉换热器设计1. 设计原则超临界电站锅炉的换热器设计需要考虑以下几个原则：- 确保换热器能够高效传导热量，提高热能利用率；- 提供足够的换热面积，以满足电站的发电需求；- 遵循流体力学的原理，保证流动的稳定和流速的适宜；- 考虑换热器的结构强度，以保证设备的安全运行。
2. 换热器类型超临界电站锅炉的常用换热器类型包括：- 管式换热器：通过将冷热流体分别通过内外管道进行热交换；- 冷凝器：将蒸汽转化为水，释放热量；- 水冷式换热器：通过将冷热流体分别通过内外冷却管进行热交换。
3. 材料选择在超临界电站锅炉换热器设计中，材料的选择对于设备的安全运行至关重要。
常用于超临界电站锅炉换热器的材料包括不锈钢、合金钢和高温合金等。
这些材料具有良好的抗腐蚀性和高温强度，能够耐受超临界条件下的高温高压环境。
二、超临界电站锅炉换热器传热特性研究1. 传热机理超临界电站锅炉换热器的传热特性研究需要深入了解传热机理。
传热机理主要包括对流传热和辐射传热两部分。
- 对流传热：通过流体的对流传递热量，在换热器内部形成热流，提高热能的传递效率。
- 辐射传热：通过热辐射的方式传递热量，具有无需介质传递和大范围传热的特点。
2. 传热特性研究超临界电站锅炉的传热特性研究可以通过实验和数值模拟相结合的方法来进行。
- 实验研究：通过在实际设备上进行传热实验，收集和分析实验数据，得出传热特性的规律和参数。
- 数值模拟：通过建立数学模型，利用计算机进行模拟计算，预测和分析传热特性，优化设备设计。
3. 提高传热效率的方法为了提高超临界电站锅炉换热器的传热效率，可以采取以下几种方法：- 增加传热面积：增加换热器的换热面积，可以增加热量的传递效率。
- 优化流体流动方式：通过改变流体的流动方式，如增加涡流或射流等，可以提高传热速度和效率。
600MW超临界直流锅炉新型启动系统的设计特点
１ 启 动 系统 结构 特 点
１ １ 启 动 系统构成 ．
启 动 系统 由如下 设备 和 管 路 组成 ： ） 动分 １启 离 器及 进 出 口连 接 管 ； ） 水 箱 ； ） 流管 及 溢 ２贮 ３溢 流 阀 ；） ４ 疏水 扩 容器 ； ） 环泵 及再 循 环 管路 ； ） ５循 ６
．
Ｋｅ ｒ ： ｕ ｅ ｙ ｗｏ ｄｓ ｓ ｐ ｒ—ｃｉｉ ａ ； ｉｅ ｒｔｃ ｌ ｂｏｌｒ；ｓａ ｕ ｙ ｔ ｍ ；ｓ ｌ ｔ ｒ ｐ ｓ ｓｅ ｔ ｅｆ—ｄ ｖ ｌｐ ｄ ｅ ｅｏ ｅ
０ 引 言
随着 我 国锅 炉技 术 的发展 ， 临界 机 组 已成 超
开 发 的超 临界 锅 炉启 动 系统 的设 计 特点 、 能 与 性
王憧北 ， 大 山 郭
（ 尔滨 锅 炉厂 有 限 责 任 公 司 ， 龙 江 哈 尔 滨 １０Leabharlann ４ ） 哈 黑 ５ ０ ６ 摘
要 ： 文 主 要 论 述 哈 尔 滨 锅 炉 厂 有 限 责 任 公 司 自 主 开 发 的 ６０ 本 ０ ＭＷ 超 临 界 锅 炉 新 型 启 动 系 统 的 设 计 特
第 ４期 ２１ ０ ２年 ７月
锅
炉
制
造
Ｎｏ ４ ．
ＢＯＩ ＬＥＲ ＭＡＮＵＦＡＣＴ ＵＲＩ ＮＧ
Ｊ １２ ２ ｕ ． ０１
文 章 编 号 ： Ｎ ３—１４ （０ ２ ０ ０ １ ０ Ｃ２ ２ ９ ２ １ ）４— ０ ７— ４
６０ ０ 超 临 界 直 流 锅 炉 新 型 ＭＷ 启 动 系统 的 设 计 特 点
・
１ ・ ． ８
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
超(超)临界锅炉的特点
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
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。
超临界锅炉的技术特点
37 35 10
15
20
25
30
35
蒸汽参数MPa (初温℃/再热温℃/再热温℃)
不同蒸汽参数、再热次数和参数对发电厂供电热效率的影响
超（超）临界机组的可靠性
美国初期 蒸汽参数过高，当时冶金工业 难以提供满足 31MPa，621/566/566℃的合理钢材，投运后事故 频繁，可靠性、可用率低，后降低参数运行，取得了 比较满意的业绩。
一次再热，烟煤
高效、绿色发电技术 高 效 发 电
流 化 床
洁 净 发 电
节 水 发 电
分 布 式 电 源
烟 气 循 环 流 化 床 脱 硫 其 它 节 水 技 术 燃 料 电 池 微 型 燃 气 轮 机 太 阳 光 发 电 风 力 发 电
新 型 发 电
超 临 界 机 组
联 合 循 环
多 联 产
煤 炭 加 工 与 转 化
水冷壁的形式和流体温度
内螺纹垂直管屏水冷壁特点
优点： 水冷壁阻力较小，可降低给水泵耗电量，其水 冷壁的总阻力仅为螺旋管圈的一半左右。 与光管相比，内螺纹管的传热特性较好。 安装焊缝少，减少了安装工作量和焊口可能泄 漏机率，同时缩短了安装工期。 水冷壁本身支吊，且支承结构和刚性梁结构简 单，热应力小，可采用传统的支吊型式。 维护和检修较易，检查和更换管子较方便。 比螺旋管圈结渣轻。
采用螺旋管水冷壁具有如下的优点：
1）蒸发受热面采用螺旋管圈时，管子数目可按设计 要求而选取，不受炉膛大小的影响，可选取较粗 管径以增加水冷壁的刚度； 2）螺旋管圈热偏差小，工质流速高，水动力特性比 较稳定，不易出现膜态沸腾，又可防止产生偏高 的金属壁温； 3）无中间混合联箱，不会产生汽水混合物不均匀分 配的问题； 4）可采用光管，不必有制造工艺较复杂的内螺纹管， 而可实现锅炉的变压运行和带中间负荷的要求。
350MW超临界直流锅炉技术特点及相关问题研究
350MW超临界直流锅炉技术特点及相关问题研究摘要：伴随着国民用电量的逐步扩大，火力发电仍然具有其独特的市场份额和作用，是当前生产生活中不可忽视的重要环节，可以为相关行业的发展做出贡献。
目前，市场上对火力发电的使用量和需求量都在增加，但不可忽略的是，在火力发电的应用过程中，要对各种因素进行协调，以减少火力发电在运行中产生的问题和隐患。
关键词：350MW超临界直流锅炉；技术特点；问题研究前言：超临界直流锅炉是一种由多个系统构成的复杂系统，每一个系统都有其特定的作用，只有各个系统发挥作用，才能发挥出最大的作用，一旦其中一个系统发生了失效，将直接影响到整个锅炉的正常运行。
为了防止锅炉发生故障，应根据锅炉的工艺特性，对其进行分析和处理。
随着电网技术的进步，该问题得到了很好的解决。
1超临界直流锅炉的技术特点1.1超临界直流锅炉的测试和调整目的产品的形成对温度有较高的要求，若温度不达标，将导致产品质量与目标产品差别较大，严重时还会产生有害物质。
因此，必须安装汽水分离器，及时地将蒸汽与液体水分离开来，防止蒸汽与液体水影响到锅炉的温度。
除影响气温外，还能有效地控制潮气和湿度。
如果储水罐中的水太湿太干，则会对储水罐中的反应产生影响。
对潮气湿度进行控制的过程就变成了干、湿态转换，在此过程中要对给水进行严格的控制，并对水位进行记录，以便在生产过程中最大程度的保障安全，提高生产效率。
只要有一道工序出错，就会造成无法完成的后果，必须从头再来，这是极大的浪费。
若温度超出控制范围，或湿度未达标，则需调整给水，或调整煤粉输送速度。
1.2超临界直流锅炉吹管的组成+超临界直流锅炉吹风系统是一个结构比较复杂的系统。
超临界直流锅炉由过热器、再热器和其它管路构成。
喷嘴有很多种方式，其中压力对喷嘴效果的影响最大，通常采用稳定喷嘴和减压喷嘴两种方式。
从名称上讲，“恒压法”适合在相对稳定的环境下工作，“降压法”适合在相对复杂、变化较大的环境下工作。
分析超临界锅炉刚性梁的设计特点
分析超临界锅炉刚性梁的设计特点在锅炉正常运行时，烟道与炉膛都会承受一定程度的压力，如果发生非正常情况，则会导致锅炉受到严重的冲击力，为了能够有效避免烟气压力脉动与燃烧振荡所造成的炉谱低频振动情况，应建立整体性的锅炉膨胀中心，为了能够达到这一要求，必须要建立完善的刚性梁体系.。
基于此，论文主要对超临界锅炉刚性梁的设计特点进行分析，希望能够为相关人士提供帮助.。
During the normal operation of the boiler，the flue and the furnace will withstand a certain degree of pressure. If an abnormal situation occurs，the boiler will be subjected to severe impact. In order to avoid the low frequency vibration of furnace spectrum caused by flue gas pressure fluctuation and combustion oscillation，an integral boiler expansion center should be established. In order to meet this requirement，a complete rigid beam system must be established. Based on this，this paper mainly analyzes the design characteristics of the supercritical boiler rigid beam，hoping to provide assistance to relevant personnel.【关键词】超临界；锅炉；刚性梁；设计；特点【Keywords】rigid beam；supercritical；boiler；design；characteristics1 引言在锅炉中，受压元件为悬吊结构，而在锅炉的正常运行中，锅炉内的管子与扁钢焊接成的烟道与膜式壁炉膛非常容易受到外界因素的影响，对爆燃、地震、炉内负压、自然风力、脉动荷载以及其他自重和负载无法承受，特别是在爆燃的情况下，非常容易受到冲击压力的影响.。
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锅 炉 整体 布 置
本 类型 锅 炉 采 用 单 炉 膛 、 型 布 置 、 吊结 ｎ 悬 构 。该 型布 置也 是 国 内绝 大多 数 电站锅 炉所 采用 的布 置方式 ， 量轻 ， 重 成本 低 ， 安装 成熟 方便 ， 对地
基要求也较低。燃烧器布置为反向双切园燃烧方 式 。过 热器 采用 煤／ 比作 为 主要 汽温 调节 手段 ， 水
ｈ ａｅ ｅ ｔｒ
０ 引 言
进 入二 十一 世 纪 ， 随着 大 型 燃 煤 电 站锅 炉 技 术 的发 展 ， 哈尔 滨 锅 炉 厂有 限责 任 公 司先 后 引 进 了大 容 量 超 临 界 、 超 临界 锅 炉 的 设 计 、 造 技 超 制 术 。２ ０ ０ ４年 ９月 ， 锅 与 日本 三 菱 重 工 签 定 了 哈 ６０ ０ ＭＷ 一１０ ＭＷ 超 超 临界锅 炉技 术 的技术 转 让 ００ 合 同。技术 转 让 合 同涵 盖 的 范 围 如 下 ： 计 、 设 工 艺 、 准、 标 质保 、 安装 、 调试 、 行等 。 运
第 ４期
２１ ０ １年 ７月
锅
炉
制
造
Ｎｏ ４ ．
ＢＯＩ ＥＲ ＭＡＮＵＦ Ｌ ＡＣＴＵＲＩ ＮＧ
Ｊ １２ ｌ ｕ ． ０１
文章编号 ： Ｎ ３—１４ （ ０ １ ０ ０ １ ３ Ｃ２ ２ ９ ２ １ ） ４— ０ ０—０
超 超 临界 锅 炉 的设 计 特 点
陈利 飞
（ 尔滨锅炉厂有 限责任公 司 ， 哈 黑龙 江 哈 尔滨 １０ ４ ） ５ ０ ６ 摘 要： 哈尔滨锅 炉厂有限责任公司超超临界变压运行 直流锅 炉 ， 用 ｎ 型布 置、 炉膛 、 采 单 改进 型低 Ｎ Ｐ Ｏ Ｍ
ｂｕ ｎ ｒ ｎ ｔｇ ｄ ｃ ｍｂｕ ｔ ｎ ｓ ｓｅ ， ｕ ｌ ａ ｇ ｎ ｉｌｆｒｎ ｅ ｈ ｏ ｏ ｙ ｒ ｅ ｓａ ｄ ｓａ ｅ ｏ ｓｉ ｙ ｔｍ ｄｏ ｂ ｅ ｔ ｎ ｅ ｔａ ｉ ｇ ｔｃ ｎ ｌｇ ．Ｔｈ ｕ ａ ｅ ａ ｏ ｔ ｉ ｅ ｏ ｉ ｅ ｆ ｒ ｃ ｄ ｐ ｓｒｆ ｄ ｎ ｌ
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中 图 分 类 号 ：Ｋ ２ Ｔ ２３ 文献标识码 ： Ａ
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燃烧器 和分级送风燃烧系统 、 向双切园燃烧方式 ， 反 炉膛采用 内螺纹管垂直上 升膜 式水 冷壁、 带再循环泵启 动
系统 、 次中间再热 、 一 过热器调 温方 式采用煤／ 比和三级喷水 ； 水 再热器调 温方 式主要采用烟气分配挡板 ， 辅 并
以燃烧器摆动 ， 同时设置事故喷水减温器 。 关键词 ： 炉 ； 锅 超超临界 ； 汽水流程 ； 冷壁 ； 水 过热器 ； 再热器
ｍａｎｙ ｄ ｐ ｎ ｓｏ ｈ ａ ｉｔ ｂ ｔ ｇ ｄ ｍｐ ｒ ｔ ｈ ａ ｇ ｎｉｌｂ ｒ ｅｓｃ ｎ ｔｔｕ ｎ ｏ ｓ ｉｌ ｅ ｅ ｄ ｎ ｔｅｇ ｓｄｓｒ ｕｉ ａ ｅｓｗｉ ｔｅ ｔｎ ｅ ｔ ｕ ｒ ａ ｉ ｐ ａ ｄ ｄ ｗｎ ａ ｉ ｎ ｈ ａ ｎ ｌ