超临界锅炉概述.ppt

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1、升力讲坛第二讲发电运行分公司吴立军2012年4月超临界锅炉技术概述主要内容一、“临界点”的概念二、“超临界”的定义三、超临界锅炉和直流锅炉的区别四、超临界锅炉的优势五、直流锅炉的技术特点六、国产超临界锅炉主要特点临界点——水在加热过程中存在一个状态点低于临界点压力，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达到临界压力或超过临界压力时，水在加热过程中就没有汽水共存状态而直接从水转变为蒸汽主要影响临界点的参数是压力，水的临界点压力为22.115MPaST饱和水线饱和汽线临界点水的临界点一、“临界点”常见困惑：水和蒸汽没有区别

2、的状态是怎样的？压力越高，水蒸汽分子间的距离和液体水分子间的距离的差距越小从而使得水和水蒸汽之间的物性差别随着压力升高越来越小直至达到临界压力时，水和水蒸汽没有差别，在同一温度下，要么全部是水，要么全部为汽（其实是很“稠密”的蒸汽）温度/℃压力/bar亚临界超临界水分子密度与压力、温度关系微观解释临界或超临界压力下，温度较低时，水分子之间的距离紧密，处于液态水状态。随着温度不断升高，分子动能增大，分子间距离逐渐变大，宏观上看就是水的体积不断膨胀，或比容在增大。当达到临界温度时，分子之间的距离大于液体水分子之间距离的上限，则水在这一瞬间就全部由水变成了蒸汽

3、，之后加热的过程中，为水蒸汽温度不断升高，分子间距离继续增大，宏观上表现水蒸气体积膨胀，比容变大。二、“超临界”是什么意思？当流体的压力和温度超过一定的值（临界点）时，流体会处于一种介乎于液态和气态的中间态，称为超临界态。对锅炉来说，主蒸汽压力超过临界点压力（22.115MPa)，温度超过临界点温度（374.15℃)的工况，称为超临界锅炉。超临界压力下朗肯循环过程的T—S图三、超临界锅炉和直流锅炉是一回事吗超临界锅炉－－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

4、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•常规亚临界机组:16.7MPa，温度538/538℃。•超临界机组：一般主汽压力24MPa及以上,主汽和再热汽温度540-560℃。•超超临界机组：一般主汽压力28MPa及以上或主汽和再热汽温度580℃以上。汽轮发电机组依据额定参数的划分四、超临界锅炉有什么优势一、热效率高，节约燃料朗肯循环热效率随主蒸汽压力、温度的升高而提高，超临界压力机组由于初参数高，一般较亚临界机组热效率高2—3%。国内超临界300MW火电机组发电煤耗一般为32

5、5g/kWh，而国产亚临界机组一般为342g/kWh。我公司煤耗（创优指标）：供电煤耗315g/kWh（纯凝工况）发电煤耗298g/kWh（纯凝工况）二、污染排放低，保护环境公司创优指标：低NOx排放＜100mg/m3（“大气准”650mg/m3）低SO2排放＜200mg/m3（“大气准”400mg/m3）五、直流锅炉的技术特点1.取消汽包，能快速启停与自然循环锅炉相比，直流锅炉由于没有厚重的汽包，启动速度得以大大提高，从冷态启动到满负荷运行，较汽包锅炉可提高一倍左右。2.压力适应性广适用于亚临界和超临界以及超超临界压力锅炉。3.金属耗量少直流锅炉本体金属

6、消耗量少，锅炉重轻。一台300MW自然循环锅炉的金属消耗量约为5500t～7200t，相同等级的直流锅炉金属消耗重量仅有4500t～5680t，同等级的一台直流锅炉较汽包炉大约可节省金2000t。加上省去了汽包的制造工艺，进而使锅炉制造成本降低。4.给水泵压头高直流锅炉水冷壁的流动阻力全部要靠给水泵来克服，这部分阻力约占全部阻力的25％～30％左右。故所需的给水泵压头高，既提高了制造成本，又增加了运行耗电(汽)量。5.需要专门的启动系统为了保证锅炉启停与低负荷运行时水冷壁管内有足够的质量流速，不使水冷壁管壁超温，直流锅炉启动时必须保证有30％额定流量的工质

7、连续不断的流经水冷壁，为回收启动过程中的工质和热量，直流锅炉必须设置专门的启动系统。6.汽水分离器系统中的汽水分离器在低负荷时起汽水分离作用并维持一定的水位。当锅炉在最小直流负荷点以上运行时，进出分离器的工质全部是蒸汽，不再有水被分离出来，锅炉进入直流运行状态，此时分离器处于干态运行，只做为蒸汽通道使用。7.采用小管径加内螺纹水冷壁为了避免传化，保护锅炉水冷壁安全不超温，直流锅炉大多采用小管径水冷壁达到较高的质量流速，同时采用内螺纹水壁用以提高受热面的换热强度，改善受热面工作环境。这样以来，虽然提高了传热能力而且节省了金属，减轻了炉墙量，但是由于内螺纹水冷

8、壁加工工艺相对复杂，使得锅炉制造成本增加。8.直流锅炉热惯性小直流