超临界锅炉介绍.ppt

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1、超临界机组(3)-锅炉部分内容简介超临界机组（2）－锅炉部分1.超临界锅炉的水动力及传热特性2.螺旋管圈和垂直管屏水冷壁的特点3.超临界锅炉的中间点温度控制4.超临界锅炉的受热面布置5.超临界锅炉的汽温特性及控制6.超临界锅炉的启动系统7.超临界锅炉的燃烧技术2021/10/11超临界锅炉的水动力及传热特性1.1超临界锅炉运行的主要特点(1)超临界压力下，水冷壁管内工质温度不像亚临界那样具有恒定的饱和温度，而是随吸热量增加，温度升高，水冷壁金属温度变化较大。(2)控制下辐射区水冷壁出口温度不高于工作压力对应的拟临界温度，将工质吸热能力最强的大比热区避开热负荷最高的

2、燃烧器区。(3)汽温控制应有超前信号，分离器出口温度作为中间点信号，以中间点温度为参考调节煤水比。(4)最佳煤水比随燃料燃烧特性和工作压力而变化，单烧煤粉时煤水比较大，煤油混烧时煤水比较小。蒸汽参数为25.4MPa/570℃/570℃的超临界锅炉水冷壁出口温度在额定负荷时为427℃，工质在水冷壁中的温升大约为94.1℃。在过热器中的温升为144℃，在省煤器中的温升为53℃。可见工质从进入锅炉开始，在包括水冷壁之前的受热面中温度提高幅度占工质总温升的50％以上，而水冷壁是吸热变化最大的区域。1.2600MW超临界锅炉特性1.3水冷壁工质温度随吸热量变化因为水冷壁中工质

3、温度随吸热量变化，而水冷壁出口工质温度的变化必然首先直接影响到过热汽温。超临界锅炉中间点温度是指水冷壁出口汽水分离器中工质的温度。水冷壁在超临界压力下工作，管内工质温度随着吸热量的增加而提高。当中间点温度变化时，实际上反映的是水冷壁吸热量的变化，这与亚临界压力的汽包锅炉是不同的。1.4热强度越大的管子流量越小超临界锅炉水冷壁为强制流动。强制流动的水冷壁管中工质流量的自调节特性在正常情况下与自然循环汽包锅炉相反，即受热越强的管子中流量越小。这是因为，超临界锅炉水冷壁中随吸热量增加，工质温度上升。而温度上升引起工质比容增大，流速提高，流动阻力相应增加，当工质流动阻力增加

4、到与管组两端的压差相同时，受热强的管中工质流量就会自动减少。1.5超临界锅炉水动力及传热在超临界压力工作的水冷壁，管内工质温度处于对应压力下的大比热区范围，随着工质吸热量增加，工质温度变化不大，而工质比容急剧增大，温导系数急剧减小，容易引起水动力不稳定或流量分配不均，同时可能引起工质对管壁的传热变差，导致类膜态沸腾(1)对应每一个压力状态，存在一个拟临界温度；在拟临界温度附近，存在一个大比热区；在拟临界温度左边，工质是水，右边是汽；在大比热区内，水和水蒸汽的热物理特性变化很大，即比容、黏度、温导系数等热物性参数变化很大。(2)超临界压力下，水冷壁可能产生类膜态沸腾。

5、主要原因是：吸热增加时，工质温度提高，靠近管壁处的工质比容增大，温导系数下降，使水冷壁传热出现类似于亚临界压力下的膜态沸腾。1.6超临界压力下水和水蒸汽的热物性工质热物性是决定水冷壁传热的重要因素：①对应一定压力，工质存在一个大比热区。对应比热最大的温度点叫拟临界温度。在大比热区内，工质温度随吸热量变化不大；在大比热区外，工质温度随吸热量变化很大。②工质比容和温导系数在拟临界温度附近的大比热区内发生急剧变化。③压力越高，拟临界温度向高温区推移，影响水冷壁工作特性的工质热物理特性参数变化(即比热、比容、温导系数)逐渐减弱。1.7超临界压力下水和水蒸汽的热物性－1超临界

6、压力下的工质大比热特性超临界压力下工质的温导系数超临界压力下工质的比容超临界压力下工质的黏度1.8热物性对水冷壁传热特性的影响－2由于管子贴壁处流体温度较高导热系数却降低，使导热性差的流体与管壁接触。对于蒸汽参数为25MPa的超临界锅炉，水冷壁中工质压力大约为30MPa。对这一压力下的工质，温度在400℃左右，正好处于比热最大的拟临界温度。在320℃～440℃的变化范围内，温导系数降低了80％左右，发生传热恶化的机会就会增加。1.9热物性对水冷壁传热特性的影响3.4大比热区内工质比容的急剧变化必然导致工质的膨胀量增大，从而引起水动力不稳定或类膜态沸腾。密度降低时比热

7、同时减小，导致贴壁处的工质温度上升。这种问题主要发生在光管水冷壁，内螺纹管一般不会出现。在大比热区外，工质比热很小，工质温度随吸热变化很大，容易直接引起管壁过热。超临界锅炉的水动力多值性G△Pab单相气单相液(1)需要耐高温、抗蠕变、高强度金属材料,高蒸汽参数部件采用9%Cr、12%Cr新材料。蒸汽温度为580~600℃时，采用新钢材。(2)化学水处理：高参数工质的热力动力特性使水管内部氧化层增厚速度加快，管道温度升高，压降增大。采用氧化处理调整给水含氧量；加强给水质量监督；凝结水必须精处理。(3)锅炉水冷壁的变压运行技术。成熟的技术是螺旋管，采用内螺纹管垂直管