汽包炉与直流炉区别(超临界机组技术讲座)-PPT.ppt

超临界机组技术讲座超临界机组技术讲座主讲主讲主讲主讲:1一一.超临界参数和节能减排超临界参数和节能减排何为超临界压力及超临界参数何为超临界压力及超临界参数超临界压力与亚临界压力的水和蒸汽的特性比较超临界压力与亚临界压力的水和蒸汽的特性比较超临界机组的节能效果超临界机组的节能效果超临界机组的减排效果超临界机组的减排效果21.1.何为超临界压力及超临界参数何为超临界压力及超临界参数水的临界压力：水的临界压力：P PLJLJ=22.115MPa;=22.115MPa;临界压力下的相变点温度：临界压力下的相变点温度：t=374.12t=374.12；低于临界压力的蒸汽参数：称为亚临界或超高压、高压低于临界压力的蒸汽参数：称为亚临界或超高压、高压及中压；及中压；高于临界压力的蒸汽参数：称为超临界、超超临界以及高于临界压力的蒸汽参数：称为超临界、超超临界以及特超临界；特超临界；32.2.超临界压力与亚临界压力的水和蒸汽的特超临界压力与亚临界压力的水和蒸汽的特 性比较性比较低于临界压力的水加热到饱和温度后产生蒸发，形成汽、低于临界压力的水加热到饱和温度后产生蒸发，形成汽、水混合物共存，然后变成干蒸汽和过热蒸汽。水混合物共存，然后变成干蒸汽和过热蒸汽。达到临界压力及超过临界压力后，水加热后达到相变温达到临界压力及超过临界压力后，水加热后达到相变温度时就立刻变成蒸汽，没有汽、水共存现象。蒸汽被进度时就立刻变成蒸汽，没有汽、水共存现象。蒸汽被进一步加热后变成过热蒸汽。一步加热后变成过热蒸汽。超临界压力下，过热蒸汽的密度高，也就是说比容小，超临界压力下，过热蒸汽的密度高，也就是说比容小，因此，水冷壁和过热器的管子可以采用较小管径，有利因此，水冷壁和过热器的管子可以采用较小管径，有利于承受高的压力。于承受高的压力。4我国火力发电蒸汽参数及装机容量的变化过程我国火力发电蒸汽参数及装机容量的变化过程5蒸汽参数与发电煤耗比较蒸汽参数与发电煤耗比较63.3.超临界机组的节能效果超临界机组的节能效果u与亚临界机组相比，超临界机组可节煤与亚临界机组相比，超临界机组可节煤5%5%，超超临界机组可节煤，超超临界机组可节煤9%9%10%10%；u与亚临界机组相比，超临界机组可减少污染物排放量与亚临界机组相比，超临界机组可减少污染物排放量5%5%10%10%；u目前我国火力发电平均煤耗为目前我国火力发电平均煤耗为362g/kw.h362g/kw.h，比国外先进国家高，比国外先进国家高303040g/kw.h40g/kw.h，以我国火力发电量每年，以我国火力发电量每年3232亿亿kw.hkw.h计算，要比先进水平计算，要比先进水平多消耗掉多消耗掉1120011200万标准煤，约合万标准煤，约合1450014500万吨普通烟煤。以每吨煤价万吨普通烟煤。以每吨煤价500500元计算，每年浪费掉元计算，每年浪费掉725725亿元。亿元。u国家已把节能减排工作作为重中之重的任务，因此，发展超临界国家已把节能减排工作作为重中之重的任务，因此，发展超临界机组及关停中、小机组已成为当前的紧迫任务。机组及关停中、小机组已成为当前的紧迫任务。u国家规划到国家规划到20102010年我国火力发电平均煤耗降至年我国火力发电平均煤耗降至355g/kw.h355g/kw.h以下，以下，到到20202020年再降到年再降到325g/kw.h325g/kw.h以下，这是一个十分艰巨的任务，不大以下，这是一个十分艰巨的任务，不大力发展超临界机组和同时关停高耗、高排的落后机组，是根本达不力发展超临界机组和同时关停高耗、高排的落后机组，是根本达不到这个目标的。到这个目标的。7二氧化碳排放比较 4.4.超临界机组的减排效果超临界机组的减排效果8大家有疑问的，可以询问和交流大家有疑问的，可以询问和交流可以互相讨论下，但要小声点可以互相讨论下，但要小声点可以互相讨论下，但要小声点可以互相讨论下，但要小声点9二二.超临界机组的发展史超临界机组的发展史美国超临界技术的发展概况美国超临界技术的发展概况欧洲超临界技术的发展及特点欧洲超临界技术的发展及特点前苏联（俄罗斯）超临界技术的发展前苏联（俄罗斯）超临界技术的发展日本的超临界技术日本的超临界技术超临界机组在中国的快速发展超临界机组在中国的快速发展上海锅炉厂有限公司的上海锅炉厂有限公司的600MW600MW、1000MW1000MW超临界锅炉超临界锅炉10全世界超临界机组的发展综述全世界超临界机组的发展综述u从从1957年美国第一台年美国第一台125MW超临界机组投入运行后，在上世纪超临界机组投入运行后，在上世纪60年代、年代、70年代和年代和80年代是超临界机组发展的全盛时期，以美、苏、年代是超临界机组发展的全盛时期，以美、苏、日、德为领军国家。日、德为领军国家。u据不完全统计，截止据不完全统计，截止2000年为止，美国约有年为止，美国约有160台超临界机组，台超临界机组，总容量约总容量约86000MW；前苏联（俄罗斯）有；前苏联（俄罗斯）有232台超临界机组，占全台超临界机组，占全国发电量的国发电量的40%；欧共体中以德国为主，还有意大利、丹麦等少数；欧共体中以德国为主，还有意大利、丹麦等少数国家，目前欧洲约有台超临界机组，但英、法二国没有超临界国家，目前欧洲约有台超临界机组，但英、法二国没有超临界机组在本国运行；日本是后起之秀，目前约有机组在本国运行；日本是后起之秀，目前约有100多台超临界机组多台超临界机组在运行；韩国在在运行；韩国在90年代开始引进技术，目前约有年代开始引进技术，目前约有18台台500MW、800MW超临界机组。超临界机组。u我们中国我们中国1991年第一台年第一台600MW超临界机组从瑞士引进，以后从超临界机组从瑞士引进，以后从俄罗斯、德国、日本、美国等共引进约俄罗斯、德国、日本、美国等共引进约20台超临界机组。从台超临界机组。从2003年年开始，国产引进型开始，国产引进型600MW1000MW机组陆续投入运行，至今投机组陆续投入运行，至今投运国产引进型机组超过运国产引进型机组超过100台，正在安装和制造的约台，正在安装和制造的约150台。其发展台。其发展速度在世界绝无仅有。速度在世界绝无仅有。111.美国超临界技术的发展概论美国超临界技术的发展概论1.19571.1957年第一台年第一台125MW125MW超超临界机组投运超超临界机组投运P=31MPaP=31MPa，t=621/566/566t=621/566/566。2.19592.1959年第一台年第一台325MW325MW超超临界机组投运超超临界机组投运P=34.4MPaP=34.4MPa，t=650/566/566t=650/566/566。3.3.因参数太高，发展太快，可靠性较差，后来只好降参数运行。因参数太高，发展太快，可靠性较差，后来只好降参数运行。4.4.机组都为定压运行。机组都为定压运行。5.5.到目前为止大约有到目前为止大约有160160台超临界机组，总容量为台超临界机组，总容量为90009000万千瓦万千瓦左右。左右。6.19646.1964年以后，机组参数大多降至年以后，机组参数大多降至24.12MPa538/538,24.12MPa538/538,可靠性可靠性大为提高。大为提高。7.19807.1980年以后美国超临界机组订货趋向零，而燃气轮机发电则年以后美国超临界机组订货趋向零，而燃气轮机发电则大量增加。大量增加。8.8.目前美国又重视燃煤发电，超超临界机组又将有发展，但汽目前美国又重视燃煤发电，超超临界机组又将有发展，但汽温将提高到温将提高到650650以上追求节能与环保以上追求节能与环保122.欧洲超临界技术的发展及特点欧洲超临界技术的发展及特点1.1.德国于德国于19561956年第一台年第一台117MW117MW超临界机组投运超临界机组投运P=29.3MPaP=29.3MPa，t=600t=600。（无再热）。（无再热）2.19722.1972年，年，19791979年二台年二台430MW430MW超超临界机组投运超超临界机组投运P=24.5MPaP=24.5MPa，t=535/535t=535/535。3.19833.1983年德国有年德国有1616台超临界机组。台超临界机组。2020世纪世纪9090年代后，欧年代后，欧洲超临界机组有较快发展，目前西欧有总共洲超临界机组有较快发展，目前西欧有总共6060多台超多台超临界机组，大部分在德国，意大利和丹麦等国。英、临界机组，大部分在德国，意大利和丹麦等国。英、法国内没有超临界机组。法国内没有超临界机组。4.4.欧洲发展超临界机组重视可靠性及环保，技术也比较欧洲发展超临界机组重视可靠性及环保，技术也比较先进。先进。5.5.由于受油价及天然气价格不断上升的影响，欧洲又重由于受油价及天然气价格不断上升的影响，欧洲又重新重视燃煤超临界火电机组的发展新重视燃煤超临界火电机组的发展。133.前苏联（俄罗斯）超临界技术的发展前苏联（俄罗斯）超临界技术的发展1.1.第一台第一台300MW300MW机组于机组于19631963年投运；第一台年投运；第一台500MW500MW机组机组于于19681968年投运；年投运；2.2.第一台第一台800MW800MW机组于机组于19691969年投运；第一台年投运；第一台1200MW1200MW机组机组于于19811981年投运。年投运。3.3.前苏联规定前苏联规定300MW300MW以上机组必须采用超临界机组，至以上机组必须采用超临界机组，至今在前苏联地区总共有今在前苏联地区总共有250250台超临界机组在运行，占台超临界机组在运行，占发电总量的发电总量的40%40%左右。左右。4.4.前苏联超临界机组的参数定为前苏联超临界机组的参数定为24MPa24MPa，545/565,545/565,目目前正在研发前正在研发303032MPa32MPa。580580600/580600/580600600的的超超临界机组。超超临界机组。5.5.前苏联的超临界机组效率不及西方国家的高，自控、前苏联的超临界机组效率不及西方国家的高，自控、水处理、辅机等技术也不高水处理、辅机等技术也不高。145.5.超临界机组在中国的快速发展超临界机组在中国的快速发展1.1.中国早在上世纪中国早在上世纪8080年代初就提出要发展超临界机组，但由年代初就提出要发展超临界机组，但由于思想保守，资金有限等各种因素影响，没有受到积极响应。于思想保守，资金有限等各种因素影响，没有受到积极响应。2.2.从从19871987年开始，陆续引进一批超临界机组，主要是从德国，年开始，陆续引进一批超临界机组，主要是从德国，瑞士和俄罗斯引进。至瑞士和俄罗斯引进。至20002000年，共引进年，共引进300MW300MW至至900MW900MW机组共机组共约约2020台。台。3.3.从从20012001年开始，我国大力发展超临界机组，年开始，我国大力发展超临界机组，20032003年以后又年以后又大力发展超超临界机组。到目前为止，全国已订货大力发展超超临界机组。到目前为止，全国已订货600MW600MW机机组约组约250250台，台，1000MW1000MW超超临界机组约超超临界机组约130130台。这种发展速度是台。这种发展速度是世界发电史上前所未有的。世界发电史上前所未有的。4.4.我国的超临界机组主要依靠技术引进，目前正在消化，吸我国的超临界机组主要依靠技术引进，目前正在消化，吸收之中。我国由于技术储备不足，高级钢材的治金技术不高，收之中。我国由于技术储备不足，高级钢材的治金技术不高，所以走自主创新之路还很艰难。所以走自主创新之路还很艰难。5.5.从从20032003年到目前，全国已投运国内生产的超临界机组约年到目前，全国已投运国内生产的超临界机组约100100多台，总体性能尚可，但可靠性尚有待考验多台，总体性能尚可，但可靠性尚有待考验。154.4.日本的超临界技术日本的超临界技术1.1.日本超临界技术先依靠全面引进，后进行消化，吸收及自日本超临界技术先依靠全面引进，后进行消化，吸收及自主创新。发展很快，是后起之秀。主创新。发展很快，是后起之秀。2.2.日本自日本自19671967年引进第一台年引进第一台600MW600MW超临界机组，超临界机组，19711971年自己年自己仿制仿制500MW500MW机组，每机组，每3 34 4年提高一个等级。现在日本约有年提高一个等级。现在日本约有120120多台超临界机组正在运行，最大为多台超临界机组正在运行，最大为1000MW1000MW机组。机组。3.3.日本从日本从19671967年至年至19801980年间投运的约年间投运的约8080台超临界机组，都是台超临界机组，都是定压运行，参数为定压运行，参数为25.4MPa25.4MPa，538/538,538/538,并且大多是燃油并且大多是燃油或燃气机组，所以技术上问题比较少，可靠性比较高。或燃气机组，所以技术上问题比较少，可靠性比较高。4.4.从从19801980年开始，日本率先大力发展变压运行燃煤超临界机年开始，日本率先大力发展变压运行燃煤超临界机组，主要是提高经济性及运行灵活性。组，主要是提高经济性及运行灵活性。5.5.日本的治金业发达，所以有条件发展更高参数的超超临界日本的治金业发达，所以有条件发展更高参数的超超临界机组，正在开发汽温达机组，正在开发汽温达611611650650的新一代超超临界机的新一代超超临界机组。组。166.6.上海锅炉厂有限公司的上海锅炉厂有限公司的600MW600MW，1000MW1000MW机组介绍机组介绍1.1.上海锅炉厂从上海锅炉厂从20012001年开始引进阿尔斯通的技术，其中年开始引进阿尔斯通的技术，其中600MW600MW机组主要属于原美国机组主要属于原美国CECE和原瑞士和原瑞士SULZERSULZER公司的技公司的技术，术，1000MW1000MW机组主要属于原德国的机组主要属于原德国的EVTEVT塔式炉技术。塔式炉技术。2.2.上海锅炉厂上海锅炉厂600MW600MW超临界机组已订货超临界机组已订货7676台，台，600MW600MW超超超超临界机组已订货临界机组已订货1616台，台，1000MW1000MW超超临界机组已订货超超临界机组已订货3636台（截止台（截止20082008年年5 5月）。月）。3.3.上海锅炉厂超临界机组参数：上海锅炉厂超临界机组参数：600MW600MW：1913t/h 25.4MPa 571/5691913t/h 25.4MPa 571/569；660MW660MW：2102t/h 25.4MPa 571/5692102t/h 25.4MPa 571/569。4.660MW4.660MW超超临界机组参数：超超临界机组参数：1991t/h 26.15MPa 1991t/h 26.15MPa 605/603605/603。5.1000MW5.1000MW超超临界机组参数：超超临界机组参数：3030t/h 27.46MPa 3030t/h 27.46MPa 605/603605/603。17超超临临界界锅锅炉炉总总图图600600MWMW18三三.超临界锅炉的特点超临界锅炉的特点-与亚临界汽包炉相比与亚临界汽包炉相比1 1 1 1、超临界锅炉只能采用直流锅炉，不能采用汽包锅炉。、超临界锅炉只能采用直流锅炉，不能采用汽包锅炉。2 2、超临界锅炉水冷壁可采用螺旋管圈或垂直管圈等多种型式，而汽包锅、超临界锅炉水冷壁可采用螺旋管圈或垂直管圈等多种型式，而汽包锅炉只能采用垂直管圈。炉只能采用垂直管圈。3 3、超临界锅炉起动时需要利用启动旁路系统，而汽包锅炉不需要采用起、超临界锅炉起动时需要利用启动旁路系统，而汽包锅炉不需要采用起动旁路系统。动旁路系统。4 4、超临界锅炉的水冷壁及过热器等受热面可采用较小的管径，有利于减、超临界锅炉的水冷壁及过热器等受热面可采用较小的管径，有利于减轻重量。轻重量。5 5、超临界锅炉由于汽压、汽温都比较高，因此受热面的材料等级比亚临、超临界锅炉由于汽压、汽温都比较高，因此受热面的材料等级比亚临界锅炉高。界锅炉高。6 6、超临界锅炉没有排污系统，因此给水品质要求更高。、超临界锅炉没有排污系统，因此给水品质要求更高。7 7、超临界锅炉对自动控制的要求更高。、超临界锅炉对自动控制的要求更高。8 8、超临界锅炉的起动过程不同于亚临界汽包炉。、超临界锅炉的起动过程不同于亚临界汽包炉。9 9、超临界锅炉容易产生高温蒸汽对管内壁的氧化腐蚀。、超临界锅炉容易产生高温蒸汽对管内壁的氧化腐蚀。1010、超临界锅炉的一次蒸汽系统阻力降比汽包炉大，增加了给水泵的功率、超临界锅炉的一次蒸汽系统阻力降比汽包炉大，增加了给水泵的功率和厂用电。和厂用电。191 1 1 1、超临界锅炉只能采用直流锅炉，不能采用汽包锅炉、超临界锅炉只能采用直流锅炉，不能采用汽包锅炉、超临界锅炉只能采用直流锅炉，不能采用汽包锅炉、超临界锅炉只能采用直流锅炉，不能采用汽包锅炉u当水的压力超过临界压力当水的压力超过临界压力22.115MPa22.115MPa以后，由于水和水蒸汽不能以后，由于水和水蒸汽不能存在两相共存，在水冷壁中不可能有汽水混合物存在，因此也就不存在两相共存，在水冷壁中不可能有汽水混合物存在，因此也就不可能采用汽包锅炉，而只能采用直流锅炉。但是，超临界锅炉在起可能采用汽包锅炉，而只能采用直流锅炉。但是，超临界锅炉在起动过程中，水冷壁在亚临界压力以下运行，也存在汽水温合物共存动过程中，水冷壁在亚临界压力以下运行，也存在汽水温合物共存现象，这时，为了分离汽水混合物，需要采用起动分离器将蒸汽和现象，这时，为了分离汽水混合物，需要采用起动分离器将蒸汽和水分离。因此，超临界锅炉虽然没有汽包，但还需要分离器。图水分离。因此，超临界锅炉虽然没有汽包，但还需要分离器。图1 1、图图2 2、图、图3 3分别表示自然循环、控制循环、直流锅炉三种不同的水循分别表示自然循环、控制循环、直流锅炉三种不同的水循环方式。从图中可以看出，自然循环和控制循环需要汽包进行汽水环方式。从图中可以看出，自然循环和控制循环需要汽包进行汽水分离，而直流锅炉需要分离器进行汽水分离。汽包的直径比较大，分离，而直流锅炉需要分离器进行汽水分离。汽包的直径比较大，壁厚比较厚，而汽水分离器的直径比较小，壁厚也比较簿，我厂生壁厚比较厚，而汽水分离器的直径比较小，壁厚也比较簿，我厂生产的产的660MW660MW超临界锅炉分离器直径超临界锅炉分离器直径813(813(外径），壁厚外径），壁厚9090，材质为，材质为SA335 P91SA335 P91。汽包是卧式布置，而起动分离器是立式布置的，放在。汽包是卧式布置，而起动分离器是立式布置的，放在锅炉的前墙上部。锅炉的前墙上部。u600MW600MW超临界机组起动分离器外形图（镇江电厂、太仓电厂等）。超临界机组起动分离器外形图（镇江电厂、太仓电厂等）。20212 2、超临界锅炉水冷壁的几种型式、超临界锅炉水冷壁的几种型式超临界锅炉水冷壁的型式，不像汽包炉那样只局限于超临界锅炉水冷壁的型式，不像汽包炉那样只局限于采用垂直管圈，可以采用螺旋管圈、垂直管圈以及水平采用垂直管圈，可以采用螺旋管圈、垂直管圈以及水平上升管圈和垂直多次上升管圈等多种型式。现代超临界上升管圈和垂直多次上升管圈等多种型式。现代超临界锅炉由于采用变压运行方式，因此只能采用螺旋管圈和锅炉由于采用变压运行方式，因此只能采用螺旋管圈和一次垂直上升二种管圈型式。一次垂直上升二种管圈型式。222.12.1、螺旋管圈式、螺旋管圈式螺旋管圈型水冷壁过去采用的方式有以上四种，但螺旋管圈型水冷壁过去采用的方式有以上四种，但现在主要采用第现在主要采用第i i种和第种和第iiiiii种，第种，第i i种在我国被广泛种在我国被广泛采用，而第采用，而第iiiiii种只有在结渣性特强的燃煤锅炉上才种只有在结渣性特强的燃煤锅炉上才采用。采用。我国三大锅炉厂大多采用螺旋管圈，但其中又分二我国三大锅炉厂大多采用螺旋管圈，但其中又分二类：第一类是采用光管螺旋管圈，如我厂和哈锅厂，类：第一类是采用光管螺旋管圈，如我厂和哈锅厂，第二类是采用内螺纹管螺旋管圈，如东锅厂。前者第二类是采用内螺纹管螺旋管圈，如东锅厂。前者采用光管成本较低，但需要比较高的流速，因此汽采用光管成本较低，但需要比较高的流速，因此汽水阻力降大；后者采用内螺纹管，设计流速较低，水阻力降大；后者采用内螺纹管，设计流速较低，汽水阻力降较小。汽水阻力降较小。232.22.2、垂直管圈、垂直管圈垂直管圈型式的水冷壁，类似于我厂过去生产垂直管圈型式的水冷壁，类似于我厂过去生产的的300MW UP300MW UP型直流锅炉，采用细管径管子，一次型直流锅炉，采用细管径管子，一次性垂直上升，但在折焰角下方标高处，也有一次性垂直上升，但在折焰角下方标高处，也有一次混合，通过混合联箱后再次上升。超临界或超超混合，通过混合联箱后再次上升。超临界或超超临界锅炉垂直管圈的管子管径采用临界锅炉垂直管圈的管子管径采用28.65.828.65.8，材料为材料为SA-213T12SA-213T12或或15CrMoG15CrMoG。由哈尔滨锅炉厂生。由哈尔滨锅炉厂生产的产的1000MW1000MW超临界锅炉采用垂直管圈，从日本三超临界锅炉采用垂直管圈，从日本三菱公司引进技术。目前上锅和东锅还没有生产过菱公司引进技术。目前上锅和东锅还没有生产过垂直管圈的超临界锅炉。垂直管圈的超临界锅炉。242.2.12.2.1、垂直管圈的优点是：、垂直管圈的优点是：1 1、结构简单，便于制造和安装；、结构简单，便于制造和安装；2 2、水冷壁支吊和热膨胀比较简单，不需要拉力板等特、水冷壁支吊和热膨胀比较简单，不需要拉力板等特殊设计；殊设计；3 3、汽水阻力降比较小，比螺旋管圈少、汽水阻力降比较小，比螺旋管圈少1/31/3；4 4、对结渣性强的煤，不容易结渣和挂渣。、对结渣性强的煤，不容易结渣和挂渣。252.2.22.2.2、垂直管圈的缺点：、垂直管圈的缺点：1 1、对炉膛燃烧及结渣等因素的产生热力偏差比较敏感，、对炉膛燃烧及结渣等因素的产生热力偏差比较敏感，运行中容易产生较大温度偏差，影响安全可靠性。运行中容易产生较大温度偏差，影响安全可靠性。2 2、对水冷壁需要加装节流圈，运行初期及大修之后都、对水冷壁需要加装节流圈，运行初期及大修之后都要进行水动力调整试验，增加了运行复杂性。要进行水动力调整试验，增加了运行复杂性。26 简单疏水扩容器的启动系统简单疏水扩容器的启动系统3、超临界需要配备启动系统、超临界需要配备启动系统274 4 4 4、超临界锅炉水冷壁、过热器等受热面选用较小、超临界锅炉水冷壁、过热器等受热面选用较小、超临界锅炉水冷壁、过热器等受热面选用较小、超临界锅炉水冷壁、过热器等受热面选用较小口径，有利于减轻重量及便于制造，但材质的品口径，有利于减轻重量及便于制造，但材质的品口径，有利于减轻重量及便于制造，但材质的品口径，有利于减轻重量及便于制造，但材质的品位比亚临界要高许多，因此制造工艺比较复杂。位比亚临界要高许多，因此制造工艺比较复杂。位比亚临界要高许多，因此制造工艺比较复杂。位比亚临界要高许多，因此制造工艺比较复杂。28表表1 1列出亚临界列出亚临界600MW600MW与超临界与超临界600MW600MW，超超临界，超超临界660MW660MW及及1000MW1000MW机组各受热面用材的比较。从表中可以看出超临界机组各受热面用材的比较。从表中可以看出超临界锅炉水冷壁及高温部位的过热器管径比较小，但材质好，锅炉水冷壁及高温部位的过热器管径比较小，但材质好，需大量使用需大量使用S304HS304H，TP347HTGTP347HTG及及HR3CHR3C等优质不锈管，并且等优质不锈管，并且有些还需要在管内喷钢丸冷作处理。有些还需要在管内喷钢丸冷作处理。29表表1 1 亚亚亚亚临临临临界界界界与与与与超超超超临临临临界界界界 锅锅锅锅炉炉炉炉受受受受热热热热面面面面用用用用材材材材比比比比较较较较 600MW305 5、超临界锅炉因为没有水冷壁排污、超临界锅炉因为没有水冷壁排污系统，因此给水品质要求比较高系统，因此给水品质要求比较高亚临界与超临界锅炉给水标准比较亚临界与超临界锅炉给水标准比较316 6、超临界对自动控制的要求更高，其控制、超临界对自动控制的要求更高，其控制理念也与亚临界汽包炉有所不同，由于超理念也与亚临界汽包炉有所不同，由于超临界锅炉是直流锅炉，所以对蒸汽出力，临界锅炉是直流锅炉，所以对蒸汽出力，汽温、汽压的自动控制要求更为严格一点汽温、汽压的自动控制要求更为严格一点。32（1）亚临界汽包炉的自动控制理念是：l负荷变化负荷变化锅炉给水量变化燃料量变化风量锅炉给水量变化燃料量变化风量 变化；变化；l锅炉给水锅炉给水控制汽包水位；控制汽包水位；l锅炉燃料锅炉燃料控制汽包和过热蒸汽压力；控制汽包和过热蒸汽压力；l锅炉减温水锅炉减温水控制蒸汽温度。控制蒸汽温度。33（2）超临界直流锅炉的自动控制理念是：l汽机负荷变化汽机负荷变化锅炉给水量变化燃料量变化风锅炉给水量变化燃料量变化风量变化；量变化；l锅炉给水锅炉给水控制蒸汽压力和锅炉出力；控制蒸汽压力和锅炉出力；l锅炉给水锅炉给水/燃料比例燃料比例控制锅炉水冷壁出口（称为中控制锅炉水冷壁出口（称为中间点）温度；间点）温度；l锅炉喷水量中间点温度控制锅炉喷水量中间点温度控制控制出口汽温。控制出口汽温。347 7、超临界锅炉启动过程不同于亚临界汽包炉、超临界锅炉启动过程不同于亚临界汽包炉由于超临界锅炉是直流锅炉，所以在启动阶段要通由于超临界锅炉是直流锅炉，所以在启动阶段要通过启动旁路系统预先打水循环，循环流量约占锅炉过启动旁路系统预先打水循环，循环流量约占锅炉BMCRBMCR负荷的负荷的30%30%左右。只有在确立了循环流量后，锅左右。只有在确立了循环流量后，锅炉才能点火启动。在启动过程中，循环流量始终保持炉才能点火启动。在启动过程中，循环流量始终保持在在30%30%左右不变，而点火后燃料量不断增加左右不变，而点火后燃料量不断增加,水冷壁中水冷壁中开始产生汽水混合物，通过启动分离器进行汽水分离。开始产生汽水混合物，通过启动分离器进行汽水分离。启动分离器保持水位，蒸汽通向过热器，水返回给水启动分离器保持水位，蒸汽通向过热器，水返回给水系统，随着燃料量增加，系统，随着燃料量增加，30%30%的启动流量中蒸汽量不的启动流量中蒸汽量不断增加，直至完全变成蒸汽为止，这样，启动过程就断增加，直至完全变成蒸汽为止，这样，启动过程就算结束，分离器中没有了水位，变为算结束，分离器中没有了水位，变为“干态干态”运行，运行，分离器排水系统阀门全部关阀，实现了完全直流锅炉分离器排水系统阀门全部关阀，实现了完全直流锅炉的运行，进行升负荷。的运行，进行升负荷。35汽包锅炉不需要启动系统，汽包本身就是一只汽水分汽包锅炉不需要启动系统，汽包本身就是一只汽水分离器。但在汽包锅炉的汽包中，从启动一直到满负荷运离器。但在汽包锅炉的汽包中，从启动一直到满负荷运行，始终存在水位，并进行汽水分离。行，始终存在水位，并进行汽水分离。汽包炉的启动过程比较简单方便，但启动速度要比直流汽包炉的启动过程比较简单方便，但启动速度要比直流锅炉慢一些，主要是因为汽包直径大，壁厚，所以为了锅炉慢一些，主要是因为汽包直径大，壁厚，所以为了减小启动过程中汽包内、外壁的温差以及汽包上、下部减小启动过程中汽包内、外壁的温差以及汽包上、下部位的壁温差，要以较慢的速度启动和升温、升压。汽包位的壁温差，要以较慢的速度启动和升温、升压。汽包内、外壁温差要低于内、外壁温差要低于505060C,60C,否则汽包的热应力太大，否则汽包的热应力太大，会减少汽包使用寿命。会减少汽包使用寿命。通常，汽包炉从冷态点火至满负荷要通常，汽包炉从冷态点火至满负荷要7 7 8 8小时，而直小时，而直流炉为流炉为6 6小时左右即可。小时左右即可。361.1.锅炉的启动系统锅炉的启动系统 现代锅炉的启动系统都现代锅炉的启动系统都采用内置式启动系统。内置采用内置式启动系统。内置式启动又分为大气式，扩容式启动又分为大气式，扩容式，疏水热交换式和采用再式，疏水热交换式和采用再循环泵等四种系统（见图）。循环泵等四种系统（见图）。我国目前采用的启动系统绝我国目前采用的启动系统绝大多数是简单疏水扩容器启大多数是简单疏水扩容器启动系统和带循环泵的启动系动系统和带循环泵的启动系统（见图）统（见图）。简单疏水扩容器系统的主要部件及作用简单疏水扩容器系统的主要部件及作用3738简单疏水扩容器的启动系统（图）简单疏水扩容器的启动系统（图）39带循环泵的启动系统带循环泵的启动系统(串联串联)402.2.锅炉启动分离器布置位置及其结构。锅炉启动分离器布置位置及其结构。启动分离器的结构特点（见图）启动分离器的结构特点（见图）4142分离器结构简图分离器结构简图433.锅炉启动过程中分离器水位控制锅炉启动过程中分离器水位控制（1 1）锅炉点火后，当水冷壁产生汽水混合物后，瞬间会产生汽水膨胀）锅炉点火后，当水冷壁产生汽水混合物后，瞬间会产生汽水膨胀现象，进入分离器的水量由原先的现象，进入分离器的水量由原先的30%30%瞬间上涨至瞬间上涨至50%50%60%60%，分离，分离器水位产生剧烈波动。该过程大约在锅炉点火后器水位产生剧烈波动。该过程大约在锅炉点火后30304040分钟左右分钟左右产生（根据启动方式的不同而不同），持续时间约产生（根据启动方式的不同而不同），持续时间约5 58 8分钟。分钟。（2 2）渡过膨胀过程之后，分离器的水位控制比较容易，可投入自动，）渡过膨胀过程之后，分离器的水位控制比较容易，可投入自动，用用HWLHWL阀和阀和NWLNWL阀进行调控，水质合格后，尽量关小阀进行调控，水质合格后，尽量关小HWLHWL阀，用阀，用NWLNWL阀进行工质和热量的回收。阀进行工质和热量的回收。（3 3）随着燃料的投入，以及锅炉压力的上升，进入分离器的蒸汽产量）随着燃料的投入，以及锅炉压力的上升，进入分离器的蒸汽产量不断增加，疏水量不断减少，水位控制更加平稳。当分离器入口不断增加，疏水量不断减少，水位控制更加平稳。当分离器入口工质全部变成饱和蒸汽以及微过热蒸汽之后，分离器水位自动消工质全部变成饱和蒸汽以及微过热蒸汽之后，分离器水位自动消失，失，HWLHWL阀及阀及NWLNWL阀全部关闭，分离器由湿式运行转为干式运行，阀全部关闭，分离器由湿式运行转为干式运行，启动过程结束，锅炉随之加燃料，加给水，增负荷，汽温汽压按启动过程结束，锅炉随之加燃料，加给水，增负荷，汽温汽压按预定曲线滑参数上升。预定曲线滑参数上升。444.超临界锅炉启动与汽包锅炉启动的主要区别超临界锅炉启动与汽包锅炉启动的主要区别（1 1）超临界锅炉是直流锅炉，为保证启动过程中水冷壁的足够安全必）超临界锅炉是直流锅炉，为保证启动过程中水冷壁的足够安全必须在点火之前确立须在点火之前确立30%30%的启动循环流量，约的启动循环流量，约574t/h574t/h。（2 2）锅炉点火后燃料投入量比汽包锅炉略大，升温升压速度比汽包炉）锅炉点火后燃料投入量比汽包锅炉略大，升温升压速度比汽包炉快，因为没有受厚壁汽包内外壁温及上下壁温差的限制。但考虑快，因为没有受厚壁汽包内外壁温及上下壁温差的限制。但考虑到水冷壁热膨胀的均匀性，以及启动分离器的内外壁温差不超限到水冷壁热膨胀的均匀性，以及启动分离器的内外壁温差不超限等因素，起动速度也应按规定进行。等因素，起动速度也应按规定进行。（3 3）在启动过程中，给水品质应当严格保证，在点火之前先进行）在启动过程中，给水品质应当严格保证，在点火之前先进行30%30%给水量的循环清洗，使给水含铁量达到规程要求。给水量的循环清洗，使给水含铁量达到规程要求。（4 4）在启动过程中，检测螺旋水冷壁出口介质温度的上升速度以及其）在启动过程中，检测螺旋水冷壁出口介质温度的上升速度以及其温差值，发现有异常应进行分析及时消除隐患。温差值，发现有异常应进行分析及时消除隐患。（5 5）严格控制分离器水位，防止炉水冲入过热器系统。）严格控制分离器水位，防止炉水冲入过热器系统。455.5.冷态启动过程（见图）冷态启动过程（见图）温度温度冷态启动曲线46冷态启动注意事项：冷态启动注意事项：（1 1）锅炉上水温度应达到）锅炉上水温度应达到120120左右，锅炉给水与锅炉水冷壁温度差控制在左右，锅炉给水与锅炉水冷壁温度差控制在110110左右。左右。（2 2）必须建立）必须建立30%30%给水流量（给水流量（574t/h574t/h）以后才允许点火。）以后才允许点火。（3 3）利用）利用HWLHWL阀控制分离器水位阀控制分离器水位6.26.27.2m7.2m左右。左右。（4 4）当分离器疏水含铁量）当分离器疏水含铁量500PPb500PPb时可进行工质回收，当分离器出口含铁量时可进行工质回收，当分离器出口含铁量100PPb100PPb时才允许点火。时才允许点火。（5 5）在汽机同步或过热蒸汽流量达到）在汽机同步或过热蒸汽流量达到10%10%以前，控制燃烧率不可上升太快，以前，控制燃烧率不可上升太快，炉膛出口烟温探针显示温度应不大于炉膛出口烟温探针显示温度应不大于538538，保护过热器和再热器。，保护过热器和再热器。（6 6）控制燃烧和给水量，当汽机负荷，当锅炉负荷至）控制燃烧和给水量，当汽机负荷，当锅炉负荷至35%BMCR35%BMCR时，分离器运时，分离器运行方式从湿态正式转入干态运行，行方式从湿态正式转入干态运行，HWLHWL，NWLNWL阀前的隔离阀自动关闭。阀前的隔离阀自动关闭。（7 7）当锅炉负荷达到）当锅炉负荷达到30%BMCR30%BMCR之前，给水品质必须达到正常运行标准，水处之前，给水品质必须达到正常运行标准，水处理过程允许由理过程允许由AVTAVT切换至切换至CWTCWT。（8 8）锅炉负荷在）锅炉负荷在35%35%以下时，负荷增加率以以下时，负荷增加率以3MW/min3MW/min进行，在进行，在35%-100%35%-100%范围可范围可按按6MW/min6MW/min速度升负荷。速度升负荷。47冷态启动、疏水量和焓值温态启动、疏水量和焓值48过热度分离器入口焓选大器汽温过热器蒸发器水位燃料量给水流量汽温设定值给水量回水量蒸汽量自动切换给水流量最小给水流量 2 1过热器 分离器入口焓496.6.热态启动过程（见图）热态启动过程（见图）（1 1）停机在停机在1010小时内或蒸汽压力大于小时内或蒸汽压力大于8.4MPa8.4MPa再启动，再启动，可可 称为热态启动。称为热态启动。（2 2）热态启动过程与冷态启动基本相同，只是锅炉点火热态启动过程与冷态启动基本相同，只是锅炉点火至汽机冲转的过程由至汽机冲转的过程由240240分钟缩短至分钟缩短至180180分钟。整个机分钟。整个机组启动全过程所需时间由组启动全过程所需时间由481481分钟缩短至分钟缩短至120120分钟分钟。5051热态启动、疏水量和焓值热态启动、疏水量和焓值527.7.锅炉正常运行时蒸汽参数的控制锅炉正常运行时蒸汽参数的控制（1 1）锅炉主蒸汽温度的控制。）锅炉主蒸汽温度的控制。锅炉正常运行时，主蒸汽温度应控制在锅炉正常运行时，主蒸汽温度应控制在57155715。主蒸汽温度的控制，首先是通过调节燃料与给水的比例（煤主蒸汽温度的控制，首先是通过调节燃料与给水的比例（煤/水比）来水比）来控制分离器出口（或入口）的蒸汽温度（称为中间点温度）。该点温控制分离器出口（或入口）的蒸汽温度（称为中间点温度）。该点温度的变化速度超前于过热器出口温度，可较早发现煤水比例是否合适，度的变化速度超前于过热器出口温度，可较早发现煤水比例是否合适，也可检验炉膛设计吸热量是否正确。另外，也可发现炉膛是否有异常，也可检验炉膛设计吸热量是否正确。另外，也可发现炉膛是否有异常，例如受热面严重结渣，或炉膛水冷壁发生爆管。例