超临界锅炉介绍汇总
超超临界锅炉
超超临界锅炉一、水的临界点锅炉内的工质都是水，水的临界压力是:22.115MPa374.15℃；在这个压力和温度时，水和蒸汽转化汽化潜热等于零，不存在两相区，即水变成蒸汽是连续的，并以单相形式进行，就叫水的临界点。
二、热力锅炉分类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。
目前，国内将工质压力大于26MPa被称为超超临界锅炉，准确的说应该叫高效超临界锅炉。
三、发电机组的分类亚临界机组：典型参数为16.7MPa/538℃/538℃，发电效率约为38%。
超临界机组：主蒸汽压力通常为24MPa左右，主蒸汽和再热蒸汽温度为538～560℃，发电效率约为41%。
超超临界机组：主蒸汽压力为25～31MPa，主蒸汽和再热蒸汽温度为580～610℃。
四、国内外现状我国从华能石洞口第二电厂的600MW超临界机组开始（80年代末）引进超临界发电技术，目前有引进20台，国产2台，其中最大单机容量900MW，最长运行时间10余年。
2004年11月23日凌晨1时17分,由中国东方电气集团公司东方锅炉为华能沁北电厂提供的国产首台60万千瓦超临界锅炉顺利通过168小时试运行并投入商业运行。
该项目成功填补60万千瓦超临界锅炉国产化空白。
华能玉环电厂2×1000MW超超临界变压运行直流锅炉（型号：HG-2953/27.46-YM1）是我国国内运行的首台超超临界锅炉。
锅炉蒸汽参数（MPa/℃/℃）27.46/605/603炉膛宽×深32.084m×15.67m，高度66.6m。
2006年11月28日完成168满负荷试运行同时机组动态移交生产，为全国首台投入商业运行的1000MW机组。
1998年，最早投入运行的超超临界机组安装在丹麦的Nordjyllands发电厂，由丹麦BWE公司设计生产，发电效率创造了新的世界记录，达到47%1000MW超超临界锅炉。
09超临界、超超临界锅炉及阀门介绍
2009.01.10
武汉锅炉集团阀门有限责任公司
目录
一、超临界、超超临界锅炉发展介绍 二、超临界、超超临界锅炉总体介绍 三、超临界、超超临界锅炉材料应用介绍 四、超临界、超超临界火电机组阀门 五ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ超临界、超超临界火电阀门研制
一、超临界、超超临界锅炉发展介绍（1）
超临界锅炉发展历程
262
568
596
2009
WAIGAOQIAO III
塔式
中国
1000
262
605
603
2008
YONGHUNG #1, #2 NIEDERAUSSEM K
型 塔式
韩国 德国
800 1000
248 271
569 580
569 600
2004 2003
WANSLEY 2
型
美国
952
247
538
538
1978
一、超临界、超超临界锅炉发展介绍（4）
§ 国际火电发展趋势
• PF-SC 超临界 • USC 超超临界机组 • IGCC 联合循环 • PFBC-CC 增压流化循环机组等。
§ 热效率
• 中小机组30%,亚临界机组38%,超临界,超超临界大型机组42%～45%
§ 2006～2020年我国电力发展产业政策:
WANSLEY 1
型
美国
952
247
538
538
1976
BOWEN 3, 4
型
美国
952
247
538
538
1975
GASTON ERNEST C 5
型
美国
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%。
超临界CFB锅炉选型专题报告汇总
目录1 哈尔滨锅炉厂有限责任公司 (1)1.1哈锅循环流化床锅炉发展概述 (1)1.2哈锅大容量超临界循环流化床锅炉的发展 (1)1.3自主开发350MW超临界CFB锅炉方案 (2)1.4哈锅350MW等级超临界CFB业绩表 (9)2 上海锅炉厂有公司 (9)2.1上锅循环流化床发展历程 (9)2.2上锅350MW超临界CFB锅炉技术特点 (11)2.3上锅350MW等级超临界CFB业绩表 (17)3 东方锅炉股份有限公司 (17)3.1循环流化床锅炉产品介绍 (17)3.2东方锅炉350MW超临界CFB锅炉的技术特点 (17)3.3超临界CFB锅炉业绩 (22)【内容摘要】经咨询，国内三大动力厂通过引进-消化吸收-自主研发的技术路线，均具有生产制造350MW超临界CFB锅炉的能力，并均具有订货业绩。
其中，哈锅350MW 等级超临界CFB为13个项目，上锅350MW等级超临界CFB业绩为10个项目，东方锅炉350MW超临界等级CFB锅炉业绩为22个项目。
1 哈尔滨锅炉厂有限责任公司1.1 哈锅循环流化床锅炉发展概述哈尔滨锅炉厂有限责任公司（简称哈锅）以设计制造50MW～1000MW火力发电锅炉为主导产品，并设计制造锅炉和汽轮机辅机、电站阀门、石化容器、核电设备、工业锅炉以及军工等产品。
也是国内较早开发、研制循环流化床锅炉的企业之一。
从上世纪八十年代开始，公司采取如下几种不同方式发展循环流化床燃烧技术，积极开发循环流化床锅炉产品。
●与国外拥有成熟技术的锅炉设计制造商（美国PPC、ALSTOM公司、奥地利AE公司）合作；●引进ALSTOM（原德国EVT）公司220t/h-410t/h级（包括中间再热）循环流化床锅炉技术；●引进美国燃烧动力公司（CPC）的细粒子循环流化床锅炉技术；●与国内研究流化床燃烧的高校及科研院所合作；●引进ALSTOM公司200～350MW 等级亚临界循环流化床锅炉技术；●与华能热工研究院联合开发国产100MW、200MW和330MW等级循环流化床锅炉；●自主研发国产135MW、150MW、200MW、300MW等级循环流化床锅炉；●自主研发350MW、600MW等级超临界循环流化床锅炉。
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。
超临界直流锅炉
超临界锅炉和直流锅炉
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，可以是亚临界 或以下压力锅炉．
直流炉可以适用于任何压 力，但如果压力太低，则 不如自然循环锅炉，所以 一般应用在P≥16MPa的锅 炉上。当然超（超）临界 参数锅炉必须采用直流型 式
直流锅炉的技术特点
9.汽温调节困难。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， 受热面的加热段、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。
直流锅炉工作原理
直流锅炉没有汽包，给水在给水泵压头的作用下，顺序流过热水段、 蒸发段和过热段受热面一次将给水全部变成过热蒸汽，蒸发区循环倍
高而提高，超临界压力机组比亚临界机组
热效率提高2—3%。
电厂名称
容量 MW
供电煤耗 g/kWh
发电煤耗 g/kWh
厂用电 率%
华能南京电厂
300
324.5
309.8
4.53
华能营口电厂
320
337.2
320.7
4.90
华能伊敏电厂
500
329.5
3l1.2
5.55
国华盘山电厂
500
331.O
3l1.1
直流锅炉的技术特点
7.热惯性小。水冷壁的金属储热量和工质储 热量最小，即热惯性最小，使快速启停的 能力进一步提高，适用机组调峰的要求。 但热惯性小也会带来问题，它使水冷壁对 热偏差的敏感性增强。当煤质变化或炉内 火焰偏斜时，各管屏的热偏差增大，由此 引起各管屏出口工质参数产生较大偏差， 进而导致工形式
超临界机组锅炉设备
技术发展
高效燃烧技术
采用先进的燃烧技术和控制系统 ，提高锅炉燃烧效率，降低能耗
。
清洁排放技术
采用高效脱硫、脱硝、除尘等技 术，降低锅炉排放物对环境的影
响。
智能化控制技术
利用物联网、大数据等先进技术 ，实现锅炉设备的远程监控和智
能控制。
未来趋势
高效化
未来超临界机组锅炉将进一步提高燃烧效率、热 效率等性能指标，降低运行成本。
超临界机组锅炉设备
目录
• 设备概述 • 设备运行与控制 • 设备安全与环保 • 设备应用与发展
01
设备概述
定义与特点
定义
超临界机组锅炉是一种利用超临 界压力的锅炉设备，其工作压力 超过水的临界压力（22.12 MPa ）。
特点
具有高效、低耗、低污染等优点 ，是当前火力发电厂的主流技术 之一。
工作原理
排放监测与报告
建立排放监测系统，定期 对污染物排放进行监测和 报告，确保符合国家和地 方环保标准。
事故处理与预防
事故应急预案
制定针对超临界机组锅炉可能发生的 事故的应急预案，明确应急处置流程 和责任人。
事故演练与培训
事故原因分析
对发生的事故进行深入分析，找出事 故原因，采取有效措施预防类似事故 再次发生。
清洁化
随着环保要求的提高，超临界机组锅炉将更加注 重环保减排，减少对环境的负面影响。
智能化
智能化技术将进一步应用于超临界机组锅炉，实 现远程监控、智能诊断和优化运行等功能。
THANKS
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温度
超临界机组锅炉的运行温度需根据不同工况进行控制，以实现高效的能量转换 和减少污染物排放。运行过程中需密切关注温度的变化，及时调整燃料和风量 等参数，保持温度稳定。
超临界及超临界锅炉特点
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，可以是亚临界或以 下压力锅炉．
直流炉可以适用于任何压 力，但如果压力太低，则 不如自然循环锅炉，所以 一般应用在P≥16MPa的锅 炉上。当然超（超）临界 参数锅炉必须采用直流型 式
燃烧，控制NOx生成量。
５.采用回转式空气预热器
主要设备：空气预热器
锅炉配置容克式空气预热器 布置在锅炉尾部，为于锅炉主钢 架范围之外 炉空气预热器按引进技术设计、 制造
技术特点：
在B-MCR工况下，预热器漏风 率投产时不大于6%，运行一年 后不大于8%。
防止低温腐蚀： 控制冷端最低平均温度大
温度（℃） 41.53 45.83 49.43 52.58 54.00 56.62 58.98 60.09 81.35 99.63 120.23 133.54 143.62 151.85 164.96 170.42 175.36 179.88 187.96
压力MPa（a） 1.4 1.6 1.8 2.0 2.2 2.4 2.6 2.8 3.0 3.2 3.4 3.6 3.8 4.0 4.5 5.0 5.5 6.0 6.5
温度（℃） 285.80 290.51 294.98 299.24 303.31 307.22 310.96 318.04 324.64 330.82 336.63 342.62 347.32 352.26 356.96 361.44 365.71 369.79 374.12
三、超临Байду номын сангаас锅炉和直流锅炉 是一回事吗
超临界锅炉介绍
一、“临界点”
水在加热过程中存在一个状态 点——临界点 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； 而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。
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1.9 热物性对水冷壁传热特性的影响3.4
• 大比热区内工质比容的急剧变化必然导致
工质的膨胀量增大，从而引起水动力不稳 定或类膜态沸腾。密度降低时比热同时减 小，导致贴壁处的工质温度上升。这种问 题主要发生在光管水冷壁，内螺纹管一般 不会出现。
1.5 超临界锅炉水动力及传热
• 在超临界压力工作的水冷壁，管内工质温
度处于对应压力下的大比热区范围，随着 工质吸热量增加，工质温度变化不大，而 工质比容急剧增大，温导系数急剧减小， 容易引起水动力不稳定或流量分配不均， 同时可能引起工质对管壁的传热变差，导 致类膜态沸腾
1.6 超临界压力下水和水蒸汽的热物性
压力下的膜态沸腾。
1.7 超临界压力下水和水蒸汽的热物性－1
• 工质热物性是决定水冷壁传热的重要因素： • ①对应一定压力，工质存在一个大比热区。对应比
热最大的温度点叫拟临界温度。在大比热区内，工 质温度随吸热量变化不大；在大比热区外，工质温 度随吸热量变化很大。
• ②工质比容和温导系数在拟临界温度附近的大比热
280 310 340 370 400 43t0℃460 490 520 550 580 610
1.8 热物性对水冷壁传热特性的影响－2
• 由于管子贴壁处流体温度较高导热系数却
降低，使导热性差的流体与管壁接触。 对 于蒸汽参数为25MPa的超临界锅炉，水冷壁 中工质压力大约为30MPa。对这一压力下的 工质，温度在400℃左右，正好处于比热最 大的拟临界温度。在320℃～440℃的变化 范围内，温导系数降低了80％左右，发生 传热恶化的机会就会增加。
t℃
580 540 500 460 420 380 340 300 260 220 180 140
400
省煤器进口 水冷壁进口 水冷壁出口 过热器出口
800 1200 1600 2000 蒸汽流量t/h
600MW锅炉工质温度
温度℃
540 520 500 480 460 440 420 400 380 360 340 320 300 280 260 240 220 200
2020/10/6
1.1 超临界锅炉运行的主要特点
(1)超临界压力下，水冷壁管内工质温度不像亚临界 那样具有恒定的饱和温度，而是随吸热量增加，温度 升高，水冷壁金属温度变化较大。 (2)控制下辐射区水冷壁出口温度不高于工作压力对 应的拟临界温度，将工质吸热能力最强的大比热区避 开热负荷最高的燃烧器区。 (3)汽温控制应有超前信号，分离器出口温度作为中 间点信号，以中间点温度为参考调节煤水比。 (4)最佳煤水比随燃料燃烧特性和工作压力而变化， 单烧煤粉时煤水比较大，煤油混烧时煤水比较小。
20
16
22.5
30
14
40
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12
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8
6
4
2
0 280 310 340 370 400 430 460 490 520 550 580 610
t℃超临界压Leabharlann 下工质的黏度μ105
100
95
90 85 80
75 70 65
20 22.5 30 40 50
60
55
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10
超临界机组
(3)-锅炉部分
内容简介 超临界机组（2）－锅炉部分
1. 超临界锅炉的水动力及传热特性 2. 螺旋管圈和垂直管屏水冷壁的特点 3. 超临界锅炉的中间点温度控制 4. 超临界锅炉的受热面布置 5. 超临界锅炉的汽温特性及控制 6.超临界锅炉的启动系统 7.超临界锅炉的燃烧技术
1 超临界锅炉的水动力 及传热特性
区内发生急剧变化。
• ③压力越高，拟临界温度向高温区推移，影响水冷
壁工作特性的工质热物理特性参数变化(即比热、比 容、温导系数)逐渐减弱。
超临界压力下的工质大比热特性
比热kJ/kg.℃
60
50
22.5MPa
30MPa
40
40MPa
50MPa
30
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10
0 260
300 340 380 420 460 500
(1) 对应每一个压力状态，存在一个拟临界温度；在拟临 界温度附近，存在一个大比热区；在拟临界温度左边，工 质是水，右边是汽；在大比热区内，水和水蒸汽的热物理 特性变化很大，即比容、黏度、温导系数等热物性参数变
化很大。
(2) 超临界压力下，水冷壁可能产生类膜态沸腾。主要原 因是：吸热增加时，工质温度提高，靠近管壁处的工质比 容增大，温导系数下降，使水冷壁传热出现类似于亚临界
中工质的温度。
• 水冷壁在超临界压力下工作，管内工质温度随着吸
热量的增加而提高。当中间点温度变化时，实际上 反映的是水冷壁吸热量的变化，这与亚临界压力的 汽包锅炉是不同的。
1.4 热强度越大的管子流量越小
• 超临界锅炉水冷壁为强制流动。强制流动
的水冷壁管中工质流量的自调节特性在正 常情况下与自然循环汽包锅炉相反，即受 热越强的管子中流量越小。这是因为，超 临界锅炉水冷壁中随吸热量增加，工质温 度上升。而温度上升引起工质比容增大， 流速提高，流动阻力相应增加，当工质流 动阻力增加到与管组两端的压差相同时， 受热强的管中工质流量就会自动减少。
超临界压力下的比热
540 580
温度℃
超临界压力下工质的温导系数
λ
650
600
20
550
22.5
500
30
450
40
400
50
350
300
250
200
150
100
50
280 310 340 370 400 430 460 490 520 550 580 610
t℃
超临界压力下工质的比容
V
20
18
0
10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120
给水温度 水冷壁进口 水冷壁出口 蒸汽温度
负荷％
1.3 水冷壁工质温度随吸热量变化
• 因为水冷壁中工质温度随吸热量变化，而水冷壁出
口工质温度的变化必然首先直接影响到过热汽温。
• 超临界锅炉中间点温度是指水冷壁出口汽水分离器
1.2 600MW超临界锅炉特性
• 蒸汽参数为25.4MPa/570℃/570℃的超临界
锅炉水冷壁出口温度在额定负荷时为427℃， 工质在水冷壁中的温升大约为94.1℃。在过 热器中的温升为144℃，在省煤器中的温升 为53℃。可见工质从进入锅炉开始，在包 括水冷壁之前的受热面中温度提高幅度占 工质总温升的50％以上，而水冷壁是吸热 变化最大的区域。