超超临界,超临界直流锅炉整体布置,汽水流程,启动系统,动画原理图
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汽水专题
运行经济性
变压运行适应性 对控制要求 给水泵功率 给水晶质要求
良 低 小 略低
蒸发终点
运行调节 主汽温与喷水量
固定不变
蒸发区锅筒水位调节 与负荷和受热面污染有关
变动
蒸发区出口焓调节 与负荷和受热面污染无关，通过调节煤水比实现，喷水减温仅起 瞬时调节作用 蒸发器出口汽水分离器中水位必须监督
起
动
锅筒水位与锅筒温度梯度 必须监督
主汽压力 主汽压力由25MPa提高到28MPa，发电效率由44.63％提高到44.99％， 投资增加 3％－5％。
玉环: 26.25MPa/600ºC/600ºC, 发电效率45.01%
超临界压力水蒸气的比容、比热和焓
临界压力以下时，水一旦达到饱和 温度，蒸发时工质的比容以垂直线 方式急剧上升。而在临界和超临界 压力时，虽然没有像临界压力以下 的蒸发现象，但在相变点附近，工 质的比容还是增加得相当快
自 然 循 环 锅 炉 亚临界压力及以下
直 流 锅 炉 任何压力，更适合于高压以上
压力适应性 金属耗量 运 输
大 不方便 (主要指锅筒) 除锅筒外其余蒸发系统制造相对容易 方便 受压力限止难以进一步提高
小 方便
制 安
造 装
省略锅筒，但其余蒸发系统制造有一定难度，尤其螺旋管圈 不方便(主要指螺旋管圈水冷壁) 可采用超临界甚至超超临界压力和二次中间再热，进一步提高热 效率 优：如螺旋管圈 差：如UP型和多次上升型 高 大 高
3. 回带管屏 回带管屏分水平回带和垂直升降回带等2种。升降回带 又可分成U形、N形和多弯道形等，一般无炉外下降管， 在大容量锅炉中，各管屏之间可以有连接管。该管圈型 式是早期瑞士苏尔寿直流锅炉的典型结构，是在膜式壁 出现之前产生的。其主要优点是：能适应复杂的炉膛形 状，如在炉底用水平迂回管屏，燃烧器区域用立式迂回 管屏，中间集箱少用，甚至取消，金属耗量较少。但它 致命的弱点是：两集箱间管子特别长，热偏差大，不利 于管子自由膨胀，管屏每一弯道的两行程之间相邻管子 内工质流向总是相反的，所以温差大，对膜式壁结构特 别不利，苏尔寿亦很少采用此型。
直流锅炉的启动系统
• 筒身： • 内件：消旋器、阻水装置 • 封头：锥形，上下各1 • 引入管：6根，切向向下 倾斜15° • 引出管：汽（上部）、水 （下部）各1根
• 数量：2只/ 台炉
汽水分离器贮水罐
• 筒身： • 内件：阻水装置 • 封头：锥形，上下各1 • 引入管：2根 • 引出管：汽（上部）、水 （下部）各1根 • 数量：1只/ 台炉，考虑水 位控制的稳定性
如膨胀量过大，将使锅炉内的工质压力和启动 分离器水位都一时难以控制。 影响工质膨胀的因素主要有启动流量、给水温 度、燃料的投入速度等。启动流量越大，膨胀 量越大；给水温度越低，膨胀到来越迟，膨胀 量越小；投入的燃料量大，投燃料速度快，工 质先达到沸点的位置在炉膛下辐射区，膨胀点 后的存水量就多，总的膨胀量大；同时局部压 力升高快，因而瞬时的最大排出量也愈大。
2．2．4 工质膨胀控制 控制燃料投入速度不宜过快、过大，调节分离 器各排放通道的排放量，以防止水冷壁超压和 启动分离器水位失控。 对外置式分离器的系统，冷态启动时水冷壁压 力高出分离器压力许多，工质膨胀时燃烧率已 较高，分离器的产汽量超过冲转所需要的耗汽 量，故汽轮机冲转在膨胀之前进行（但热态启 动仍是膨胀后冲转）。这样既有利于协调蒸汽 参数、减小启动热损失，又可避免低温再热器 因旁路容量限制了蒸汽流量而引起管子超温。
2．4 注意事项 锅炉点火初始阶段，由于炉膛温度极低，如 何使油燃烧器着火稳定、燃烧完善，特别是对重 油，良好的燃烧更为重要。 在升温升压过程中应严密监视汽水分离器和 对流过热器出口集箱的应力余度不超过限额，特 别在极态启动时。 在锅炉启动过程中，尤应加强对空气预热器 热点检测的监视，发现报警应及时到现场检查， 并坚持按规定每班对预热器的吹灰工作，防止预 热器再燃烧事故的发生。 在汽水分离器入口汽温第一次达到饱和温度 时，锅炉有一个汽水膨胀过程，此时要注意汽水 分离器和除氧器的水位控制，防止水位超限。
• 数量：2只/ 台炉
汽水分离器贮水罐
• 筒身： • 内件：阻水装置 • 封头：锥形，上下各1 • 引入管：2根 • 引出管：汽（上部）、水 （下部）各1根 • 数量：1只/ 台炉，考虑水 位控制的稳定性
如膨胀量过大，将使锅炉内的工质压力和启动 分离器水位都一时难以控制。 影响工质膨胀的因素主要有启动流量、给水温 度、燃料的投入速度等。启动流量越大，膨胀 量越大；给水温度越低，膨胀到来越迟，膨胀 量越小；投入的燃料量大，投燃料速度快，工 质先达到沸点的位置在炉膛下辐射区，膨胀点 后的存水量就多，总的膨胀量大；同时局部压 力升高快，因而瞬时的最大排出量也愈大。
2．2．4 工质膨胀控制 控制燃料投入速度不宜过快、过大，调节分离 器各排放通道的排放量，以防止水冷壁超压和 启动分离器水位失控。 对外置式分离器的系统，冷态启动时水冷壁压 力高出分离器压力许多，工质膨胀时燃烧率已 较高，分离器的产汽量超过冲转所需要的耗汽 量，故汽轮机冲转在膨胀之前进行（但热态启 动仍是膨胀后冲转）。这样既有利于协调蒸汽 参数、减小启动热损失，又可避免低温再热器 因旁路容量限制了蒸汽流量而引起管子超温。
2．4 注意事项 锅炉点火初始阶段，由于炉膛温度极低，如 何使油燃烧器着火稳定、燃烧完善，特别是对重 油，良好的燃烧更为重要。 在升温升压过程中应严密监视汽水分离器和 对流过热器出口集箱的应力余度不超过限额，特 别在极态启动时。 在锅炉启动过程中，尤应加强对空气预热器 热点检测的监视，发现报警应及时到现场检查， 并坚持按规定每班对预热器的吹灰工作，防止预 热器再燃烧事故的发生。 在汽水分离器入口汽温第一次达到饱和温度 时，锅炉有一个汽水膨胀过程，此时要注意汽水 分离器和除氧器的水位控制，防止水位超限。
第六章_过热器和再热器教材
第六章 过热器与再热器
2019/6/15
SIE 王树群 动本091-2
1
★某1900t/h 超临界锅炉 汽水系统流程
（600MW机组）
2019/6/15
SIE 王树群 动本091-2
2
• 600MW超临界锅炉主蒸汽（含给水）系统流程 给水→省煤器→螺旋管水冷壁→过渡联箱→垂直管
水冷壁→启动分离器→顶棚和包墙过热器系统→ 低温过热器→一级喷水减温器→屏式过热器→二 级喷水减温器→末级过热器→汽轮机高压缸
一、锅炉为什么要进行汽温调节？
锅炉过热器（再热器）可使用纯对流型或对流辐 射联合型。
对流辐射联合型如果以对流为主，汽温特性为对 流型；如果以辐射为主，汽温特性为辐射型。
2019/6/15
SIE 王树群 动本091-2
44
一、锅炉为什么要进行汽温调节？
过热器本身的汽温特性是否满足要求？ 结论：不能。
(3)尽量防止或减少平行管之间的热偏差。
2019/6/15
SIE 王树群 动本091-2
11
§6-2 过热器和再热器的型式和结构
• 再热器与过热器的结构相似，故重点介 绍过热器，然后将再热器与过热器的区 别进行说明。
• 过热器构成：进口联箱、出口联箱、并 列的受热面管组三部分连接构成
2019/6/15
8
三、为什么要设置再热器？
• 提高蒸汽压力和温度可以 提高循环效率，但是提高 温度受到材料限制，而只 提高压力受到蒸汽在汽轮 机内膨胀终止时的湿度限 制；
• 故采用再热循环，既保证
了循环效率提高，又使膨
胀终点湿度在允许范围内。
2019/6/15
SIE 王树群 动本091-2
9
2019/6/15
SIE 王树群 动本091-2
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★某1900t/h 超临界锅炉 汽水系统流程
（600MW机组）
2019/6/15
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2
• 600MW超临界锅炉主蒸汽（含给水）系统流程 给水→省煤器→螺旋管水冷壁→过渡联箱→垂直管
水冷壁→启动分离器→顶棚和包墙过热器系统→ 低温过热器→一级喷水减温器→屏式过热器→二 级喷水减温器→末级过热器→汽轮机高压缸
一、锅炉为什么要进行汽温调节？
锅炉过热器（再热器）可使用纯对流型或对流辐 射联合型。
对流辐射联合型如果以对流为主，汽温特性为对 流型；如果以辐射为主，汽温特性为辐射型。
2019/6/15
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一、锅炉为什么要进行汽温调节？
过热器本身的汽温特性是否满足要求？ 结论：不能。
(3)尽量防止或减少平行管之间的热偏差。
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11
§6-2 过热器和再热器的型式和结构
• 再热器与过热器的结构相似，故重点介 绍过热器，然后将再热器与过热器的区 别进行说明。
• 过热器构成：进口联箱、出口联箱、并 列的受热面管组三部分连接构成
2019/6/15
8
三、为什么要设置再热器？
• 提高蒸汽压力和温度可以 提高循环效率，但是提高 温度受到材料限制，而只 提高压力受到蒸汽在汽轮 机内膨胀终止时的湿度限 制；
• 故采用再热循环，既保证
了循环效率提高，又使膨
胀终点湿度在允许范围内。
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哈锅600MW锅炉系统图
录
16 一次风机润滑油系统 17 锅炉空预器油循环系统 18 锅炉火检系统 19 暖风器疏水系统 20 锅炉蒸汽吹灰系统 21 锅炉脉冲吹灰系统 22 锅炉炉管泄漏系统 23 除渣及石子煤系统 24 除灰系统一 25 除灰系统二 26 除灰系统三 27 锅炉侧闭式循环冷却水系统 28 二期锅炉图例符号 29 除灰系统图例符号
600MW 超超临界机组
锅炉系统图册
目
01 锅炉主、再热系统 02 主、再热系统流程图 03 汽水系统流程（带热工表计）（哈锅提供） 04 再热器系统流程粉系统 07 燃烧器立面图 08 锅炉烟气系统 09 锅炉风系统 10 锅炉燃油系统 11 锅炉再循环泵系统 12 锅炉疏水、放水系统 13 磨煤机润滑油系统 14 送风机润滑油系统 15 引风机润滑油系统
超临界直流锅炉
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
1000MW超超临界机组控制介绍
目录目录一、国际上超临界机组的现状及发展方向二、国内500MW及以上超临界直流炉机组投运情况三、超临界直流炉的控制特点四、1000MW超（超）临界机组启动过程五、1000MW超（超）临界机组的控制方案一、国际上超临界机组的现状及发展方向我国一次能源以煤炭为主，火力发电占总发电量的75%全国平均煤耗为394g/(kWh)，较发达国家高60~80g，年均多耗煤6000万吨，不仅浪费能源，而且造成了严重的环境污染，烟尘，SOx,NOx,CO2的排放量大大增加火电机组随着蒸汽参数的提高，效率相应地提高¾亚临界机组(17MPa,538/538℃)，净效率约为37~38%，煤耗330~340g¾超临界机组(24MPa,538/538℃)，净效率约为40~41%，煤耗310~320g¾超超临界机组(30MPa,566/566℃)，净效率约为44~45%，煤耗290~300g（外三第一台机组2008.3.26投产，运行煤耗270g）由于效率提高，污染物排量也相应减少，经济效益十分明显。
一、国际上超临界机组的现状及发展方向1957年美国投运第一台超临界试验机组，截止1986年共166 台超临界机组投运，其中800MW以上的有107台，包括9台1300MW。
1963年原苏联投运第一台超临界300MW机组，截止1985年共187台超临界机组投运，包括500MW,800MW,1200MW。
1967年日本从美国引进第一台超临界600MW机组，截止1984年共73台超临界机组投运，其中31台600MW, 9台700MW，5台1000MW，在新增机组中超临界占80%。
一、国际上超临界机组的现状及发展方向¾目前超临界机组的发展方向90年代,日本投运的超临界机组蒸汽温度逐步由538/566℃提高到538/593℃，566/593℃及600/600℃，蒸汽压力保持在24~25MPa，容量以1000MW为多，参数为31MPa,566/566℃的两台700MW燃气机组于1989年和1990年在川越电厂投产。
超临界锅炉的运行
超临界锅炉的运行
目录
电站锅炉机组的作用和组成 电站锅炉原理 锅炉系统和部件结构 典型事故 调整与运行
大型锅炉机组的作用和要求
火力发电厂的生产过程 化学能变热能—锅炉 热能变机械能—汽轮机 机械能变电能—发电机 要求 负荷、参数 安全可靠 经济节能
尾部受热面的磨损
飞灰磨损机理 冲击磨损 正向 切削磨损 斜向 影响积灰的因素 飞灰速度 飞灰浓度 飞灰特性 飞灰的撞击率 管束的结构特性 减轻飞灰磨损的措施 控制烟气流速
低温受热面的低温腐蚀
硫酸腐蚀危害性 传 热元件损耗 增大漏 风 黏结性积灰
低温腐蚀机理 壁温 低于硫酸蒸气露点,硫 酸蒸气会凝结在受热 面上 烟气中硫酸蒸 气含量时烟气露点℃
影响汽温变化的因素
锅炉负荷 过量空气系数 给水温度 燃料性质 受热面污染 燃烧器的运行方式
过热汽温调节
喷水减温器优点:调节幅度大,惯性小,调节灵敏,易于 自动化,结构简单
喷水减温器对水质要求高,直接用给水
直流锅炉过热汽温调节
” ()η
粗调节 煤水比 中间点温 度
燃烧三要素()
着火 供氧 燃尽
过热器,再热器结构特点
辐射对流多级布置 不同钢材和壁厚 工质温度、热负荷 按传热方式 对流式 辐射式 半辐射式 工作安全性 壁温，钢材 超压保护 安全阀
超临界锅炉过热器,再热器的用钢
三类合金钢 （）低铬耐热钢。包括％()、()、()以及％～％系的与钢等，
原因 灰熔点低;设计,安装或检修不良;运行 调节不当
防止措施 避免壁画局部高温;防止还原性气 氛;保持合适的煤粉细度;不同煤种掺烧;做好 运行监视及检修工作
目录
电站锅炉机组的作用和组成 电站锅炉原理 锅炉系统和部件结构 典型事故 调整与运行
大型锅炉机组的作用和要求
火力发电厂的生产过程 化学能变热能—锅炉 热能变机械能—汽轮机 机械能变电能—发电机 要求 负荷、参数 安全可靠 经济节能
尾部受热面的磨损
飞灰磨损机理 冲击磨损 正向 切削磨损 斜向 影响积灰的因素 飞灰速度 飞灰浓度 飞灰特性 飞灰的撞击率 管束的结构特性 减轻飞灰磨损的措施 控制烟气流速
低温受热面的低温腐蚀
硫酸腐蚀危害性 传 热元件损耗 增大漏 风 黏结性积灰
低温腐蚀机理 壁温 低于硫酸蒸气露点,硫 酸蒸气会凝结在受热 面上 烟气中硫酸蒸 气含量时烟气露点℃
影响汽温变化的因素
锅炉负荷 过量空气系数 给水温度 燃料性质 受热面污染 燃烧器的运行方式
过热汽温调节
喷水减温器优点:调节幅度大,惯性小,调节灵敏,易于 自动化,结构简单
喷水减温器对水质要求高,直接用给水
直流锅炉过热汽温调节
” ()η
粗调节 煤水比 中间点温 度
燃烧三要素()
着火 供氧 燃尽
过热器,再热器结构特点
辐射对流多级布置 不同钢材和壁厚 工质温度、热负荷 按传热方式 对流式 辐射式 半辐射式 工作安全性 壁温，钢材 超压保护 安全阀
超临界锅炉过热器,再热器的用钢
三类合金钢 （）低铬耐热钢。包括％()、()、()以及％～％系的与钢等，
原因 灰熔点低;设计,安装或检修不良;运行 调节不当
防止措施 避免壁画局部高温;防止还原性气 氛;保持合适的煤粉细度;不同煤种掺烧;做好 运行监视及检修工作
1000MW超超临界锅炉总论
过热器出口蒸汽压力
27.56MPa
再热器入口蒸汽压力
6.14MPa
再热器出口蒸汽压力
5.94MPa
再热蒸汽流量(B-MCR) 2446t/h
汽轮机
制 造 厂：
上海汽轮机有限公司
汽轮机型式：
超超临界、一次中间再热、单轴、 四缸四排汽、双背压、凝汽式、
八级回热抽汽。
铭牌功率： 汽轮机参数 ： 给水温度: 加热器级数： 工作转速：
二、1000MW超超临界锅炉整体 布置
1．燃料特性和灰特性 电厂燃煤设计煤种为神府东胜煤，校核煤种为晋北烟煤
表1-4-1煤质分析数据及灰份组成
名称及符号
工 业 分 析
收到基全水分 空气干燥基水分 收到基灰分 收到基挥发份
收到基固定碳
收到基低位发热量
哈氏可磨系数
元 素 分
收到基碳 收到基氢 收到基氧
技术支持方
采购途径 国产 国产 国产 国产 国产 国产 国产 国产 进口 进口 进口 进口 进口 进口
设备名称 凝结水泵
循环水泵
供货商 Sulzer 德国KSB 美国Flowserve 英国Weir 日本荏原 日本酉岛 ITT 日本酉岛 日本荏原 Sulzer ITT 英国Weir 德国KSB 美国Flowserve
机组热耗小于7420KJ/Kwh 。
锅炉主要特性对比
项目名称 技术支持方
锅炉型式 炉膛尺寸 (2810t/h)
炉膛尺寸 (2950t/h)
水冷壁型式
启动系统
过热器系统 过热蒸汽 调温方式 再热器系统
哈锅（HBC）
三菱公司（MHI,JAPAN） Л型炉 单炉膛 燃烧器八角双切圆
31.016×15.314×65.500