超临界锅炉技术介绍

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1、600MW超临界锅炉技术介绍主讲人：杨国忠2006年9月主要介绍内容超临界参数机组发展现状及效率超临界参数锅炉设计特点与亚临界技术差别超临界锅炉技术分类、SBWL超临界技术特点超临界机组的加工、安装、调试、运行和维护工作的要求超临界锅炉运行性能反馈超临界参数机组发展现状及效率超临界与超超临界超临界是物理概念-22.13MPa(374.15°C)超超临界是（90年代提出）工程产品商业性的概念1993年-日本最早提出压力24.2MPa，温度593°C.丹麦认为压力27.5MPa.1998年-两台29MPa两次再热1997年西门子认为采用“600°C材料”的机组来区分。我国电力百科全书认为压力

2、27MPa.2003年“863”“超超临界燃煤发电技术”课题设定为压力25MPa，温度580°C。第一次大规模发展—美国美国发展以超超临界参数起步1959年投运的320MW,34.5/649/566/566,至今仍在运行1959年GE公司125MW,31/621/566/538，1975年停运80-90年美国大规模的改造和优化，解决可靠性问题参数回到超临界（温度小于566度，压力25MPa以下）高效洁净燃煤电厂的设计理念所有环节，所有可采用的先进技术提高效率。电厂总的热效率提高到43%-47%（热电联供超过55%）考虑环保的效益，更大的冷端投入；与当地经济综合利用，普遍热电联供；必须具有

3、调峰能力；进一步提高参数，‘700°C计划’开始实施高效洁净燃煤电厂的设计理念-德国BOA电厂举例汽轮机内效率改进1.7%降低辅助功率(1.3%)过程优化(1.1%)参数27MPa/580C/600C背压降为3.5kPa1.4%1.3%2.4%1.7%0.9%烟气利用0.9%常规亚临界600MW电厂超超临界电厂(铁素体钢)超超临界奥氏体钢全面的提高效率措施-参数、冷端优化、烟气利用、循环及辅助系统与亚临界600MW比电厂热效率提高7.7%环保-改进燃烧、脱硫、除尘、脱硝。超临界参数效率比较CO2排放比较超临界参数锅炉设计特点与亚临界技术差别600MW超临界/亚临界机组热耗比较以16

4、.7Mpa，538/538oC亚临界参数为基准压力为24.1Mpa，538/538oC热耗值下降约2.0%压力为24.1Mpa，538/566oC热耗值下降约2.3%压力为24.1Mpa，566/566oC热耗值下降约2.9%压力为24.1Mpa，538/538/538oC热耗值下降约4.0%压力为31.0Mpa，538/538oC热耗值下降约3.0%压力为31.0Mpa，538/538/538oC热耗值下降约4.8%压力为31.0Mpa，538/566/566oC热耗值下降约5.8%超临界锅炉设计特点超临界锅炉必然是直流锅炉，因此与汽包炉相比在汽水系统方面有很大区别，在水冷壁设计方面有更大区

5、别，在锅炉运行方面也有所区别。超临界锅炉总体设计；超临界锅炉汽水系统设计；超临界锅炉的炉膛和燃烧器布置；锅炉启动系统设计；600MW超临界锅炉材料选择；超临界锅炉对水质要求；超临界锅炉对自控要求；超临界锅炉总体设计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；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。锅炉总体的热平衡计算和效率计算也没有什么区别。超临界锅炉汽水系

6、统设计一、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1100～1200kg/m2.s，控制循环锅炉MCR时约950～1050kg/m2.s，超临界直流锅炉MCR达2808kg/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），但为保证起动时最低流量一般有一最小流量流速，保证起动及低负荷时水冷壁安全运行。例如600M

7、W，最低质量流速ρω=850kg/m2.s。超临界锅炉汽水系统设计二、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，必须会使管壁厚度增加，这使锅炉受压件重量增加，并使金属蓄热过大不利于快速起停和调峰。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