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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 第一次大规模发展—美国 第二次大规模发展-1993年后欧洲及日本 第三次大规模发展-2001年后中国 高效洁净燃煤电厂的设计理念 高效洁净燃煤电厂的设计理念-德国BOA电厂举例 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16.7Mpa，538/538 oC亚临界参数为基准 压力为24.1Mpa，538/538 oC热耗值下降约2.0% 压力为24.1Mpa，538/566 oC热耗值下降约2.3% 压力为24.1Mpa，566/566 oC热耗值下降约2.9% 压力为24.1Mpa，538/538/538 oC热耗值下降约4.0% 压力为31.0Mpa，538/538 oC热耗值下降约3.0% 压力为31.0Mpa，538/538/538 oC热耗值下降约4.8% 压力为31.0Mpa，538/566/566 oC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。 超临界锅炉汽水系统设计 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 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，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—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）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，炉膛吸热量太少，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，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，使水冷套设计更为合理。 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起动系统。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。分离器的入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，分离器入口参数在微过热60～100KJ/kg左右，而在超临界满负荷工况，该点温度在420至430℃左右（对于25MPa的超临界机组）。 600MW超临界锅炉材料选择 水冷壁材料：管子15CrMo\SA-213 T12,12Cr1MoV\T22 鳍片材料SA387Gr12 过热器材料：包复管15Cr