《超临界锅炉与亚临界锅炉的比较》由会员分享，可在线阅读，更多相关《超临界锅炉与亚临界锅炉的比较（10页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、超临界锅炉与亚临界锅炉的比较一、600MW超临界/亚临界机组热耗比较以16.7Mpa , 538/538 C亚临界参数为基准1. 压力为24.1Mpa，538/538 C热耗值下降约 2.0%2. 压力为24.1Mpa, 538/566 C热耗值下降约 2.3%3. 压力为24.1Mpa, 566/566 C热耗值下降约 2.9%4. 压力为24.1Mpa, 538/538/538 C热耗值下降约 4.0%5. 压力为31.0Mpa, 538/538 C热耗值下降约 3.0%6. 压力为31.0Mpa, 538/538/538 C热耗值下降约 4.8%7. 压力为31.0Mpa, 538/56
2、6/566 C热耗值下降约 5.8%二、超临界锅炉设计特点超临界燃煤直流锅炉，可适用于各种变压工况运行，具 有较高的锅炉效率和可靠性。其技术特点如下：1. 良好的变压、备用和再启动性能锅炉下部炉膛水冷壁及灰斗采用螺旋管圈，在各种负荷 下均有足够的冷却能力，并能有效地补偿沿炉膛周界上的热 偏差，水动力特性稳定；四只启动分离器，壁厚均匀，温度 变化时热应力小，适合于滑压运行，提高了机组的效率，延 长了汽机的寿命。2. 燃烧稳定、温度场均匀的新型切圆燃烧系统新型切圆燃烧燃烧方式能保证沿炉膛水平方向均匀的热负荷分配。这种燃烧方式燃烧器布置在四面墙上，火焰喷 射方向与墙垂直，燃烧器出口射流两侧具有较大的
3、空间，补气条件好，有利于高温烟气回流，炉膛充满度高，热流分配 均匀，减少水冷壁附近烟气流扰动的影响，着火稳定，燃烧 器效率高，炉膛出口烟温均匀。同时气流刚性好不易受到水 冷壁的影响造成贴墙，从而有利于防止水冷壁结焦的产生。 此种燃烧方式除保持切圆燃烧方式的所有优点之外，与传统 的角式布置的燃烧器相比，具有火焰行程短，火焰两侧补气 条件好等优点。3. 高可靠性的运行性能哈锅拥有丰富的变压运行直流锅炉设计、制造经验，已经有五十多台哈锅制造生产的超临界锅炉在运行，同时在燃烧理论研究和实际应用上进行了大量工作，并对已投运的机 组积累了大量的调试和研究数据。本工程的炉型结合多台具 有良好运行业绩锅炉的成
4、熟设计和制造经验，机组的可用率 和可靠性高，能满足用户的各种技术要求。4. 过热器、再热器受热面材料选取留有大的裕度为了降低超临界锅炉因过热器和再热器出口汽温的提高所导致的高温段管子烟气侧高温腐蚀和管内高温氧化，采 用大量的高档次奥氏体钢管。三、超临界锅炉总体设计1. 超临界锅炉的总体设计，与亚临界汽包炉相比，主要区别在于炉膛水冷壁系统和锅炉启动系统。当然，超临界锅炉汽压汽温比较高，因此在蒸发吸热与过热吸热的比例方面也有所不同，理论上需要更多的过热器、再热器受热面，因此在水冷壁上部（上辐射），作为辐射过热器；2. 超临界锅炉的炉膛设计，与亚临界汽包炉没有什么区别，主要取决于燃料特性和燃烧方法。
5、锅炉总体的热平衡计算和效率计算也没有什么区别。四、超临界锅炉汽水系统设计1. 水冷壁系统从水冷壁中的质量流速可以看出：汽包炉的重量流速较低，例如自然循环 MCR工况时约11001200kg/m2.s，控制 循环锅炉MCF时约9501050kg/m2.s，超临界直流锅炉 MCR 达2808 kg/m2.s （石洞口 600MW机组），对于CC+锅炉在各 种负荷下水冷壁都有循环泵打循环，质量流速都能保证，所以水冷壁很安全。而自然循环的质量流速依靠自然循环压头 而生成，因此低负荷时质量流速很低，变负荷时，质量流速 也随之升高。超临界直流炉水冷壁内的质量流速几乎与锅炉 负荷成正比（循环倍率为1）但为保
6、证启动时最低流量一般 有一最小质量流速，保证起动及低负荷时水冷壁安全运行。例如600MV，最低质量流速P3 =850 kg/m2.s。2. 过热器、再热器系统过热器系统超临界锅炉压力、温度提高后，会使管壁厚 度增加，这使锅炉受压件重量增加，并使金属蓄热过大不利 于快速启停和调峰。另一方面，超临界锅炉蒸汽比容大大低 于亚临界蒸汽，这样便可采用较小口径管子，达到降低壁厚，减少重量的目的。从传热学和应力分析角度来看，也不希望 采用壁厚较大的管子作受热面，特别是在热负荷较高或温度 变化较频繁的区域。因此，超临界锅炉一般都采用较小口径 的管子。再热器系统与常规亚临界锅炉设计相同。五、超临界锅炉的炉膛和燃
7、烧器布置超临界锅炉的炉膛设计与亚临界锅炉一样，都是取决于 燃料特性和燃烧方式。但是由于直流炉具有无固定的汽水分 界点这一特性，炉膛的设计（容积或高度）可以比汽包炉更 为自由，例如对于低灰融点的煤，炉膛需要大一些，直流炉 就没有什么限制，而汽包炉则担心过多的蒸发受热面会影响 出口汽温偏低，因而要采取减少省煤器或设置壁式过热器、 壁式再热器等措施来平衡辐射和对流吸热之比，这样会使设 计复杂，受热面增加，有时还会影响锅炉效率（当省煤器太 少时，有可能使排烟温度升高，锅炉效率下降） 。虽然直流炉对炉膛的设计比较自由，但另一方面，则要 求对炉膛的热力计算更为准确，这是因为炉膛吸热量（或炉 膛出口烟温）的
8、大小，不但与出口汽温有关，还与水冷壁的 温度工况直接有关，例如水冷壁的出口介质温度，混合联箱 处的温度，以及各种工况下的水冷壁壁温都与炉膛吸热量的 准确性有关。当炉膛出口烟温存在较大偏差时，往往会使水 冷壁的安全运行带来困难，有时还要调整对流一辐射受热面 的吸热比例。通常，在省煤器或过热器（例如高温过热器） 受热面布置时，留有增减受热面的余地，如果炉膛吸热量太 多，就减少省煤器、过热器吸热量太少，就增加省煤器和过 热器。燃烧器的布置也同样是根据燃料特性和燃烧方式而定的。 但是对于超临界直流锅炉，总体上希望燃烧器的布置要拉开 一些，适当减小燃烧器区域壁面热负荷，并进一步防止过大 的热负荷分布偏差
9、，从而减小水冷壁的热偏差。在燃烧器具 体设计时，还要与水冷壁设计配合，使水冷壁设计更为合理（六、锅炉启动系统设计直流锅炉在启动时，需要投入启动系统，以便将汽水分 离，保证过热器入口只通入饱和蒸汽。直流锅炉启动系统分 内置式系统和外置式系统二大类型，目前大多采用内置式启 动系统。在内置式系统中，启动分离器的位置，通常设置在 水冷壁的出口，从汽水流程来讲，类似于汽包炉汽包的位置。 分离器的出口参数在锅炉总体设计时需要加以明确，在锅炉 运行时，利用该点汽温作为中间点温度来调节煤水比，使锅 炉出口汽温稳定。在锅炉最低直流运行负荷时，分离器出口 参数在微过热60100KJ/kg左右，而在超临界满负荷工况
10、， 该点温度在420至430 C左右（对于25MPa的超临界机组）七、超临界锅炉材料选择序号名 称管子规格材料1省煤器管组（低过侧）SA-210C2省煤器管组（低再侧）SA-210C3省煤器悬吊管51x13.515CrMoG4螺旋水冷壁管 38x7.315CrMoG5垂直水冷壁管15CrMoG6后水冷壁吊挂管63.5x14.15CrMoG序号名 称管子规格材料7折焰角管 44.5x7 15CrMoG8水平烟道底部管 44.5x7 15CrMoG9水平烟道侧墙管 44.5x7 15CrMoG10水平烟道对流管束 44.5x7 15CrMoG11炉膛和水平烟道顶棚管63.5x1015CrMoG12
11、尾部烟道顶棚管 44.5x7 15CrMoG13尾部烟道后墙管 44.5x7 15CrMoG14尾部烟道前墙排管 57x915CrMoG15尾部烟道前墙管 57x915CrMoG16尾部烟道侧墙管63.5x1015CrMoG17尾部烟道中间隔墙排管63.5x1315CrMoG18尾部烟道中间隔墙管63.5x1315CrMoG19水平低温过热器 51x912Cr1MoVG20立式低温过热器 51x9.512Cr1MoVG序号名 称管子规格材料21屏式过热器中间管段/出口管段外15根管 38x7.5SA-213TP347H22屏式过热器入口管段 38x6.5SA-213T9123屏式过热器中间管段
12、/出口管段外13根管 38x7.5SA-213T9124屏式过热器入口间隔管 38x5.6SA-213T9125末级过热器入口管段SA-213T9126屏式过热器出口间隔管 38x6.6SA-213TP347H27末级过热器出口管段SA-213TP347H28低温再热器入口管组SA-210C29低温再热器中间管组SA-210C30低温再热器出口垂直管组 57x4.5 15CrMoG31低温再热器出口管组 57x4.5 15CrMoG序号名 称管子规格材料32高温再热器入口管段 57x4.512Cr1MoVG33高温再热器中间管段 51x4.5SA-213T9134高温再热器出口管段（后4根） 51x4.5SA-213TP347H35高温再热器出口管段（前6根） 51x4.5SA-213TP347H36分离器出口管 324x55SA-335P1237分离器出口管至顶棚入口集 箱连接管219x35SA-335P1238至中间隔墙入口集箱连接管219x35SA-335P1239一过至屏过连接管 559x85SA-335P1240屏过入口集箱连接管168x30SA-335P1241屏过出口集箱连接管168x30SA-335P91
