超超临界锅炉介绍
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超临界和超超临界锅炉技术特点介绍
序号 1 2 3 4 5 6 7
工程名称 太仓港环保发电有限公司四期2×600MW超临界机组 江苏镇江发电有限公司三期扩建工程2×600MW超临界机组
江苏利港电力有限公司4×600MW超临界机组 山东黄岛发电厂2×660MW超临界机组
山东潍坊发电厂二期工程2×670MW超临界机组 江苏沙洲电厂一期工程 2×600MW超临界机组
TO CONDENSATE RECEIVING TANK
FURNACE WALLS
带再循环 泵的启动
系统
PUMPED START-UP SYSTEM
To Superheater
To Separators
WL- 1 Isolation
WL-1
WL-2 Isolation
WL-2
FEEDWATER IN
循环锅炉与直流锅炉
超临界/亚临界锅炉的技术经济对比
1. 机组热效率：超临界高。 2. 水和蒸汽的特性：超临界锅炉下，单相，流
动稳定，无水汽之分。 3. 流动阻力：单相流体阻力低。 4. 导热系数和比热：超临界比亚临界高。 5. 比容：超临界小，受压件尺寸和重量变化不
多。汽机叶片短。 6. 汽包等厚壁元件。
Furnace Depth
0.8125"
48.750'
48.615' 359 sp@ 1.625"
0.8125"
0.8125"
116.458' 859 sp@ 1.625" 114.833'
SBWL 直流炉技术(含超临界)发展的四阶段
2003年从Alstom-Power, USA公司转让了600MW超临界 /900~1000MW超超临界Π型锅炉技术 2004年从Alstom-Power, EVT公司转让了800~1000MW超 超临界塔式锅炉技术
600MW超临界锅炉PPT
h'' gr
hgs
B Qar,
G
net gl
（
无
再热）
h'' gr
hgs
B Qar,
G
－ net gl
Gzr
G
(h"zr
h'zr
)（
有
再
热
）
煤水比、给水温度、过量空气系数、火焰中心位置、受热面 粘污
37
➢ 调节特点 调节煤水比为主调节手段；辅以喷水减温 2. 再热汽温 三、过热器运行问题（略）
本机组采用螺旋管圈型水冷壁
30
螺旋管圈型水冷壁关键参数： ➢ 管子根数
N Lsin
t
式中： N — 并列管子根数； L — 炉膛周界 α— 螺旋管上升角； T — 水冷壁管子节距
31
32
螺旋管圈型水冷壁关键参数： ➢ 上升角度 ➢盘旋圈数 1.5~2.5圈
33
§2 过热器及再热器
一、系统及总体特点 过热器系统
去中压缸 去高压缸
⑾
⑩
⑨
②
①
⑤
⑥
⑧
③
④
来自高压加热器
⑦
来自高压缸
①汽水分离器 ②顶棚过热器 ③包墙过热器 ④低温过热器 ⑤屏式过热器
⑥末级过热器 ⑦低温再热器 ⑧高温再热器 ⑨过热器一级减温器
⑩过热器二级减温器 ⑾再热器减温器
34
分5级： 1. 顶棚过热器 2. 包墙过热器 3. 低温过热器 4. 屏式过热器 5. 高温过热器
2. 水冷壁中工质流动特点
受热不均对流动影响 水动力多值性 有脉动现象 给水泵压头大；
6
3. 传热过程特点
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
600MW超(超)临界直流锅炉概述
600MW超（超）临界
直流锅炉
概述
600MW超（超）临界直流锅炉概述
锅炉：高效超超临界变压直流 运行、单炉膛、一次再热、平 衡通风、露天岛式布置、固态 排渣、全钢构架、全悬吊结构、 对冲燃烧方式（四角切圆燃烧 方式）、Π型锅炉，采用三分仓 回转式空预器，取消增压风机， 引风机与增压风机合并。
600MW超（超）临界直流锅炉概述
你学会了吗？
直流锅炉依靠给水 泵的压头将锅炉给 水一次通过预热、 蒸发、过热各受热 面而变成过热蒸汽。
600MW直流锅炉启动ຫໍສະໝຸດ 统锅炉启动系统为内置式和外 置式启动系统，采用简单疏 水扩容式启动系统，包括启 动分离器、立式一体化疏水 扩容器、疏水扩容器排汽管、 启动疏水泵、水位控制阀 （361阀）、流量测量喷嘴、 截止阀、管道及附件等组成。 在正常运行中分离器不与系 统隔离，作为系统流程的一 个部件。
600MW直流锅炉汽水流程
自给水管路出来的水由炉侧一端进入位于尾部竖井后 烟道下部的省煤器入口集箱，水流经水平布置的省煤 器蛇形管后，由省煤器出口集箱端部引出到集中下降 管进入位于锅炉下部左、右两侧的集中下降管分配头， 再通过下水连接管进入螺旋水冷壁入口集箱，经螺旋 水冷壁管、螺旋水冷壁出口集箱、混合集箱，一部分 进入垂直水冷壁入口集箱经垂直水冷壁管、垂直水冷 壁出口集箱后进入水冷壁出口混合集箱，另一部分进 入水平烟道再汇聚到水冷壁出口混合集箱，然后经引 入管引入汽水分离器进行汽水分离。循环运行时从分 离器分离出来的水从下部排进储水罐，水通过启动系 统管道接至疏水扩容器，然后通过疏水泵进入凝汽器 和循环水回水，或直接排到排水槽。分离器出来的汽 进入过热器系统内。进入直流运行时全部工质均通过 汽水分离器进入顶棚管
直流锅炉
概述
600MW超（超）临界直流锅炉概述
锅炉：高效超超临界变压直流 运行、单炉膛、一次再热、平 衡通风、露天岛式布置、固态 排渣、全钢构架、全悬吊结构、 对冲燃烧方式（四角切圆燃烧 方式）、Π型锅炉，采用三分仓 回转式空预器，取消增压风机， 引风机与增压风机合并。
600MW超（超）临界直流锅炉概述
你学会了吗？
直流锅炉依靠给水 泵的压头将锅炉给 水一次通过预热、 蒸发、过热各受热 面而变成过热蒸汽。
600MW直流锅炉启动ຫໍສະໝຸດ 统锅炉启动系统为内置式和外 置式启动系统，采用简单疏 水扩容式启动系统，包括启 动分离器、立式一体化疏水 扩容器、疏水扩容器排汽管、 启动疏水泵、水位控制阀 （361阀）、流量测量喷嘴、 截止阀、管道及附件等组成。 在正常运行中分离器不与系 统隔离，作为系统流程的一 个部件。
600MW直流锅炉汽水流程
自给水管路出来的水由炉侧一端进入位于尾部竖井后 烟道下部的省煤器入口集箱，水流经水平布置的省煤 器蛇形管后，由省煤器出口集箱端部引出到集中下降 管进入位于锅炉下部左、右两侧的集中下降管分配头， 再通过下水连接管进入螺旋水冷壁入口集箱，经螺旋 水冷壁管、螺旋水冷壁出口集箱、混合集箱，一部分 进入垂直水冷壁入口集箱经垂直水冷壁管、垂直水冷 壁出口集箱后进入水冷壁出口混合集箱，另一部分进 入水平烟道再汇聚到水冷壁出口混合集箱，然后经引 入管引入汽水分离器进行汽水分离。循环运行时从分 离器分离出来的水从下部排进储水罐，水通过启动系 统管道接至疏水扩容器，然后通过疏水泵进入凝汽器 和循环水回水，或直接排到排水槽。分离器出来的汽 进入过热器系统内。进入直流运行时全部工质均通过 汽水分离器进入顶棚管
某电厂1100MW等级超超临界锅炉介绍
５ 过热 器 、 热器 两 侧 出 口的汽 温差 应 分 别 ） 再
小于 ５℃ 和 １ ０℃ 。
６ 处 于吹灰器 有 效 范 围 内 的过热 器 、 热 器 ） 再
接 头 。疏水扩 容器 的排汽 管道 应接 至炉顶 。启 动
循 环泵 入 口不 允许 产生汽 蚀现 象 。
２ ７ 钢 结构及 平 台扶梯 ．
措施 和实 现不 投油 稳燃最 低 负荷 的措施 。Ｎ ｘ排 Ｏ
汽轮 机旁路 系 统 ： 路 系 统暂 按 高 低 压 二 级 旁 串连 旁路 。旁路 系统 的形 式及容 量将 根据 汽轮 机
的启 动 方 式及 空 冷器 防冻要 求 考 虑 ， 机 、 、 经 炉 空 冷 岛协调 后最终 确定 。 空预 器进 口冷 风加热 方式 ： 一次 、 二次 风道 均
中 图分 类 号 ：Ｋ ２ Ｔ ２ 文 献 标 识 码 ： Ａ
Ｄｅ ｉ ｎ ｏ Ｐｌ ｎ Ｏ Ｗ ｔ ａ — Ｓ ｂ ｒ ｔｃ ｌＰｒ ｓ ｕｒ ｉ ｒ ｓｇ ｆ Ａ ａ ｔ １ Ｏ Ｉ Ｍ Ｕｌｒ ｕ ｃ ｉｉ ａ ｅ ｓ ｅ Ｂｏ ｌ ｅ
Ｗａ ｇ ｈｕ ｌｉ ｎ Ｃ ｎｅ
在保 证炉膛 水 动 力 可靠 性 条 件 下 ， 炉 水 冷 锅 壁采 用带 内螺 纹管 的垂直 管屏 布置 型式 。渣 斗底 部应 有足 够 的加强 型厚 壁 管 ， 许 的磨 蚀 厚 度 不 允 小 于 １ｍｍ。渣 斗 喉部 开 口宽 度 不 小 于 １ ４米 。 ． 采用 上下 分段 的水 冷壁结 构 ， 上 、 在 下部水 冷壁 之 间加 装带 有混合 器 的 中间混合 集箱 。水冷 壁采 用
１ １ 锅 炉容 量和 主要参 数 ．
锅 炉 出 口蒸 汽 参 数 为 ２ ． ６ ＭＰ （ ）６ ５ ７ ５ ａ ａ ／０ ／ ６ ３ｃ ０ Ｃ。最 终锅 炉 主 蒸 汽 和 再 热 蒸 汽 的压 力 、 温
超超临界燃煤锅炉技术介绍
6 国产超超临界燃煤锅炉调试重点难点问题
根据以上分析，国产超超临界燃煤锅炉较超临界燃煤锅炉虽有不同，但大多 数特性相似。因此在超超临界燃煤锅炉调试过程中，应当充分借鉴超临界燃煤锅 炉的调试经验，并实事求是的对待新技术和新问题。特别是哈锅供 1000MW 超 超临界锅炉，技术上有较大的不同，潜在的问题较多。
目前国内的超超临界锅炉的风烟系统仍然是典型的双侧通风结构，三大风机
的主要特点与 600MW 常规机组差别不大，由于通风量明显增大，而压头变化较 小，因此引风机、送风机和一次风机一般选择的是轴流风机。表 8 所示即为，华 能玉环电厂选取的三大风机的具体参数。而空气预热器除了蓄热元件面积明显增 大，转速并未有明显变化。
表6
名称
水平低过蛇形管(每 片 5 根)
立式低过(每片 10 根)
数量 240 片
120 片
分隔屏(大屏=4(小 屏)*60 根)
屏过蛇形管(屏=13 根)
12(大 屏)
58(屏)
末过蛇形管屏=16 根 94(屏)
水平低再(每片 6 根) 240 片
立式低再
120(片)
末再蛇形管(片=9 根) 118(片)
磨辊辊套
12000
磨碗衬板
15000
磨辊轴承密封件
20000
石子煤刮板
10000
易磨损件材质
磨辊辊套 磨碗衬板
铸钢件母体，表面硬质合金堆 焊
高铬耐磨铸铁
单位 kg/s
℃ r/min
Pa Pa Pa Pa m3/min Pa
kW.h/t kW.h/t g/t.煤
h h h h
5 国产超超临界燃煤锅炉逻辑特点
规 格 mm Φ50.8ⅹ8.1
根据以上分析，国产超超临界燃煤锅炉较超临界燃煤锅炉虽有不同，但大多 数特性相似。因此在超超临界燃煤锅炉调试过程中，应当充分借鉴超临界燃煤锅 炉的调试经验，并实事求是的对待新技术和新问题。特别是哈锅供 1000MW 超 超临界锅炉，技术上有较大的不同，潜在的问题较多。
目前国内的超超临界锅炉的风烟系统仍然是典型的双侧通风结构，三大风机
的主要特点与 600MW 常规机组差别不大，由于通风量明显增大，而压头变化较 小，因此引风机、送风机和一次风机一般选择的是轴流风机。表 8 所示即为，华 能玉环电厂选取的三大风机的具体参数。而空气预热器除了蓄热元件面积明显增 大，转速并未有明显变化。
表6
名称
水平低过蛇形管(每 片 5 根)
立式低过(每片 10 根)
数量 240 片
120 片
分隔屏(大屏=4(小 屏)*60 根)
屏过蛇形管(屏=13 根)
12(大 屏)
58(屏)
末过蛇形管屏=16 根 94(屏)
水平低再(每片 6 根) 240 片
立式低再
120(片)
末再蛇形管(片=9 根) 118(片)
磨辊辊套
12000
磨碗衬板
15000
磨辊轴承密封件
20000
石子煤刮板
10000
易磨损件材质
磨辊辊套 磨碗衬板
铸钢件母体，表面硬质合金堆 焊
高铬耐磨铸铁
单位 kg/s
℃ r/min
Pa Pa Pa Pa m3/min Pa
kW.h/t kW.h/t g/t.煤
h h h h
5 国产超超临界燃煤锅炉逻辑特点
规 格 mm Φ50.8ⅹ8.1
超超临界机组锅炉选材分析
内容提要
摘要
1
常用新型铁素体和奥氏体锅炉用钢
2
超临界/超超临界锅炉用材选择
3
结束语
1
超临界/超超临界机组锅炉选材简介
提高火力发电机组参数，是提高机组效率和节能环保的重 要途径。随着锅炉压力的提高，水的饱和温度也相应提高，汽 化潜热却相应减少，饱和水和饱和蒸汽的比重差也随之减少。 当压力达到22.12MPa时，汽化潜热等于零，汽水比重差也定于 零。水在这个压力下，加热至374℃时即被全部汽化。这个压 力称为临界压力。超临界压力时的情况与临界压力时的情况相 同，有水变成蒸汽是连续单向的。
5
1
超临界/超超临界机组锅炉选材简介
12%Cr系列 一般当温度在620 ℃以上时， 9%Cr钢抗氧化性能不能满足要 求，需使用12%Cr钢或不锈钢。
（1）X20CrMoV121和X20CrMoWV121（HT91）钢：在欧洲曾得到大量的 应用，但是其焊接性能较差。
（2）HCM12（ 12Cr1Mo1WVNb ）钢：在HT91的基础上通过降碳以提高 焊接性能，以及W、V、Nb的合金化而形成的，是一种δ铁素体/马氏体双相 钢。具有良好的焊接性能、高温强度和抗氧化腐蚀性能，适用于600临界/超超临界机组锅炉选材简介
（4）TB12（12Cr0.5Mo1.8WVNb）钢：在T92基础上，通过增 加Cr含量以进一步提高抗高温蒸汽氧化，调整固溶强化元素Mo 、W等元素含量以改善提高综合性能而得到的新型钢种。
（5）NF12钢和SAVE12钢：正在开发中的耐热钢，通过Ta、Nb 等合金化，使600℃的强度提高到了650℃，并已经在实验室得 到验证。
（5）TempaloyA-1（18Cr9NiCuNbN）钢：在TP304H的基础上， 通过Cu、Ni、N合金化而得到的一种新型经济型钢种。
摘要
1
常用新型铁素体和奥氏体锅炉用钢
2
超临界/超超临界锅炉用材选择
3
结束语
1
超临界/超超临界机组锅炉选材简介
提高火力发电机组参数，是提高机组效率和节能环保的重 要途径。随着锅炉压力的提高，水的饱和温度也相应提高，汽 化潜热却相应减少，饱和水和饱和蒸汽的比重差也随之减少。 当压力达到22.12MPa时，汽化潜热等于零，汽水比重差也定于 零。水在这个压力下，加热至374℃时即被全部汽化。这个压 力称为临界压力。超临界压力时的情况与临界压力时的情况相 同，有水变成蒸汽是连续单向的。
5
1
超临界/超超临界机组锅炉选材简介
12%Cr系列 一般当温度在620 ℃以上时， 9%Cr钢抗氧化性能不能满足要 求，需使用12%Cr钢或不锈钢。
（1）X20CrMoV121和X20CrMoWV121（HT91）钢：在欧洲曾得到大量的 应用，但是其焊接性能较差。
（2）HCM12（ 12Cr1Mo1WVNb ）钢：在HT91的基础上通过降碳以提高 焊接性能，以及W、V、Nb的合金化而形成的，是一种δ铁素体/马氏体双相 钢。具有良好的焊接性能、高温强度和抗氧化腐蚀性能，适用于600临界/超超临界机组锅炉选材简介
（4）TB12（12Cr0.5Mo1.8WVNb）钢：在T92基础上，通过增 加Cr含量以进一步提高抗高温蒸汽氧化，调整固溶强化元素Mo 、W等元素含量以改善提高综合性能而得到的新型钢种。
（5）NF12钢和SAVE12钢：正在开发中的耐热钢，通过Ta、Nb 等合金化，使600℃的强度提高到了650℃，并已经在实验室得 到验证。
（5）TempaloyA-1（18Cr9NiCuNbN）钢：在TP304H的基础上， 通过Cu、Ni、N合金化而得到的一种新型经济型钢种。