1、 超临界超临界直流锅炉直流锅炉的特点的特点 汽水流程的差别 汽温特性的差别 氧化皮剥落第一节第一节 汽水系统差别汽水系统差别1 基本工作原理基本工作原理 自然循环锅炉自然循环锅炉 汽水密度差产生的循环动力汽水密度差产生的循环动力 强制循环锅炉强制循环锅炉 直流炉：工质依靠给水泵的压头一次通过预热、蒸发、直流炉：工质依靠给水泵的压头一次通过预热、蒸发、过热各受热面而加热成为过热蒸汽。过热各受热面而加热成为过热蒸汽。给水流量给水流量 G 蒸发量蒸发量 D汽水流程汽包炉：省煤器汽包水冷壁过热器汽轮机 再热冷段再热器汽轮机预热、汽化、过热工质水水蒸汽烟气 水、水蒸汽热量的传递直流炉：省煤器直流炉：省煤
2、器水冷壁水冷壁启动分离器启动分离器过热器过热器汽轮机汽轮机超临界压力下朗肯循环过程的TS图管内三类受热面无固定分界点管内三类受热面无固定分界点二、二、直流锅炉的特点直流锅炉的特点 1.本质特点本质特点l无汽包无汽包l工质一次通过各受热面，强迫流动工质一次通过各受热面，强迫流动l受热面无固定界限受热面无固定界限2.水冷壁中工质流动特点水冷壁中工质流动特点l受热不均对流动影响受热不均对流动影响l水动力多值性水动力多值性l有脉动现象有脉动现象l给水泵压头大；给水泵压头大；3.传热过程特点传热过程特点在水冷壁中工质干度在水冷壁中工质干度 x 由由0 1，因此第二类传热恶因此第二类传热恶化一定出现化一定
3、出现4.热化学过程特点热化学过程特点要求给水品质高要求给水品质高5.控制调节过程特点控制调节过程特点直流锅炉对自动控制系统要求高，原因如下直流锅炉对自动控制系统要求高，原因如下负荷变动时，直流锅炉的蓄热能力较低，依靠自身炉水负荷变动时，直流锅炉的蓄热能力较低，依靠自身炉水和金属蓄热或放热来减缓汽压波动的能力较低和金属蓄热或放热来减缓汽压波动的能力较低 直流锅炉必须同时调节给水量和燃料量，以保证物质平直流锅炉必须同时调节给水量和燃料量，以保证物质平衡和能量平衡，才能稳定汽压和汽温。所以直流锅炉对衡和能量平衡，才能稳定汽压和汽温。所以直流锅炉对燃料量和给水量的自动控制系统要求高。燃料量和给水量的自
4、动控制系统要求高。6.启动过程特点启动过程特点设有启动旁路、启动分离器设有启动旁路、启动分离器启动速度快启动速度快在启动过程中，有工质膨胀现象在启动过程中，有工质膨胀现象启动一开始，必须建立启动流量和启动压力启动一开始，必须建立启动流量和启动压力锅炉启动及低负荷运行阶段，送至省煤器的水经水冷壁加热后，送到启动分离器，流体在启动分离器内分离成水和饱和蒸汽。高压加热器 低压加热器除氧器省煤器水冷壁初级过热器再热器给水控制阀给水控制阀锅炉给水泵锅炉给水泵除氧器除氧器低压加低压加热器热器冷凝水净化器冷凝水净化器冷凝水泵冷凝水泵高压高压加热器加热器省煤器省煤器水水冷冷壁壁汽水分离器储水罐汽水分离器储水罐
5、汽水分离器汽水分离器水位控制阀水位控制阀启动排污启动排污低温过热器低温过热器屏式过热器屏式过热器高温过热器高温过热器高温再热器高温再热器高压缸高压缸中压缸中压缸低压缸低压缸冷凝器冷凝器高压旁路阀高压旁路阀疏水阀疏水阀 喷水喷水 喷水喷水 低压旁路阀低压旁路阀HPIP低温再热器低温再热器 喷水喷水 喷水喷水 LP BCP 360东锅启动旁路系统二、现代直流锅炉采用的形式二、现代直流锅炉采用的形式 垂直管屏垂直管屏:垂直光管、内螺纹管垂直管屏垂直光管、内螺纹管垂直管屏 螺旋管圈螺旋管圈 垂直管屏（垂直管屏（FW型）型）垂直光管管屏特点垂直光管管屏特点 下辐射区有中间联箱，再分配可能流量分布不均匀。
6、不适合变压运行螺旋管圈螺旋管圈垂直水冷壁 螺旋水冷壁出口 垂直水冷壁进口螺旋水冷壁螺旋管圈优点螺旋管圈优点 水冷壁同步经过受热最强和最弱区域 下辐射区没有中间联箱，无再分配 设计灵活，可保证较大的质量流速所以 热偏差小，流量偏差小。内螺旋管垂直管屏优点内螺旋管垂直管屏优点 提高传热效率，防止膜态沸腾，利于变压运行 可采用低质量流速 结构简单，安装方便一、600MW超临界参数直流锅炉二、HBC-1000MW超超临界参数机组锅炉炉型三、800MW超临界压力锅炉图图1-12图图1-17超临界锅炉图例超临界锅炉图例蒸汽流程：省煤器-水冷壁-顶棚过热器-启动分离器-各级过热器进入纯直流状态前水流程：省煤
7、器-水冷壁-顶棚过热器-启动分离器-储水箱-循环泵-省煤器图1-14 包墙管和水冷壁流程图1-15 HBC-1000MW超超临界压力锅炉图1-16 HBC-1000MW锅炉水冷壁分配器启动分离器的定义启动分离器的定义1启动分离器的结构启动分离器的结构2 1.定义 启动分离器启动分离器（start-up flash tank）定义定义：在直流锅炉启动系统中，设置在蒸发受热：在直流锅炉启动系统中，设置在蒸发受热面与过热器之间，用作汽、水分离的筒形压力容面与过热器之间，用作汽、水分离的筒形压力容器。器。作用作用：在进入超临界之前，进行汽水分离：在进入超临界之前，进行汽水分离分离器分离器贮水罐贮水罐启
8、动系统：由启动分离器、贮水罐、水位控制阀（361阀）等组成。蒸汽流程：省煤器-水冷壁-顶棚过热器-启动分离器-各级过热器进入纯直流状态前水流程：省煤器-水冷壁-顶棚过热器-启动分离器-储水箱-循环泵-省煤器 当完成启动进当完成启动进入纯直流工况运入纯直流工况运行时被切除在汽行时被切除在汽水系统之外的分水系统之外的分离器离器称称“外置外置式启动分离器式启动分离器”启动分离器分类启动分离器分类 当完成启动进当完成启动进入纯直流工况运入纯直流工况运行时分离器干态行时分离器干态运行，成为蒸汽运行，成为蒸汽通道中的一部分，通道中的一部分，不需切除的分离不需切除的分离器称器称“内置式启内置式启动分离器动分
9、离器”2.启动分离器结构 锅炉启动分离器主要由：锅炉启动分离器主要由：分离器顶部过渡段、分离分离器顶部过渡段、分离器底部过渡段、分离器本器底部过渡段、分离器本体、分离器顶部过渡段管体、分离器顶部过渡段管接头、分离器底部过渡段接头、分离器底部过渡段管接头组成；在分离器本管接头组成；在分离器本体上分布有偏心切向斜插体上分布有偏心切向斜插管。管。主要设备：启动分离器功能和特点：在锅炉启停及低负荷运行期间，汽水分离器湿态运行，起汽水分离作用；在锅炉正常运行期间，汽水分离器只作为蒸汽通道。在启动时将蒸汽从水中分离出来收集的水排入储水罐超临界锅炉的典型结构.在锅炉启停及正常运行过程中，汽水分离器均投入运行
10、。序号名称1筒身2汽侧封头3水侧封头4管接头5手孔管接头6热电偶插座分离器分离器分离器分离器贮水箱ABCD高容量溢流管低容量溢流管过冷水管暖线管启动循环泵启动系统简图启动系统简图启动分离器结构简图炉前，垂直水冷壁混炉前，垂直水冷壁混合集箱出口合集箱出口规格规格87698（保证（保证内径内径680），材料材料SA-336F12，直段高度，直段高度2.890m，总长为总长为4.08m，消旋器、阻水装置消旋器、阻水装置锥形，上下各锥形，上下各16根，切向向下根，切向向下 倾斜倾斜15汽（上部）、水汽（上部）、水 （下部）各（下部）各1根根2只只/台炉台炉汽水分离器汽水分离器汽水分离器贮水罐汽水分离器
11、贮水罐规格规格972111（保（保证内径证内径750），材料为），材料为SA-336F12，直段高度，直段高度17.5m，总长为，总长为18.95m 阻水装置阻水装置锥形，上下各锥形，上下各12根根汽（上部）、水汽（上部）、水（下部）各（下部）各1根根1只只/台炉，考虑水台炉，考虑水位控制的稳定性位控制的稳定性启动循环系统：由启动分离器、贮水罐、水位控制阀（361阀）等组成。锅炉启动及低负荷运行阶段，送至省煤器的水经水冷壁加热后，送到启动分离器，流体在启动分离器内分离成水和饱和蒸汽。高压加热器 低压加热器除氧器省煤器水冷壁初级过热器再热器给水控制阀给水控制阀锅炉给水泵锅炉给水泵除氧器除氧器低压
12、加低压加热器热器冷凝水净化器冷凝水净化器冷凝水泵冷凝水泵高压高压加热器加热器省煤器省煤器水水冷冷壁壁汽水分离器储水罐汽水分离器储水罐汽水分离器汽水分离器水位控制阀水位控制阀启动排污启动排污低温过热器低温过热器屏式过热器屏式过热器高温过热器高温过热器高温再热器高温再热器高压缸高压缸中压缸中压缸低压缸低压缸冷凝器冷凝器高压旁路阀高压旁路阀疏水阀疏水阀 喷水喷水 喷水喷水 低压旁路阀低压旁路阀HPIP低温再热器低温再热器 喷水喷水 喷水喷水 LP BCP 360东锅启动系统2、过量空气系数、过量空气系数过量空气系数过量空气系数 温度水平温度水平 辐射热辐射热 辐射过热器汽温辐射过热器汽温 过量空气系
13、数过量空气系数 烟气量烟气量 对流热对流热 对流过热器汽温对流过热器汽温 3、给水温度、给水温度高加停运高加停运给水温度给水温度 保持负荷保持负荷 燃料量燃料量 烟气量烟气量 炉出口烟温炉出口烟温 过热汽温与再热汽温过热汽温与再热汽温 给水温度太低时，应降低负荷，以保证过热器的安全给水温度太低时，应降低负荷，以保证过热器的安全第二节、汽温特性差别第二节、汽温特性差别(亚临界锅炉与超临界锅炉亚临界锅炉与超临界锅炉)1、锅炉负荷、锅炉负荷 分析如汽温特性分析如汽温特性4、燃料性质、燃料性质着火早晚着火早晚火焰中心火焰中心水分水分烟气量及火焰温度：对流式和辐射式不同烟气量及火焰温度：对流式和辐射式不
14、同5、火焰中心位置、火焰中心位置煤质煤质 煤粉细度煤粉细度 燃烧器的不同投运层次燃烧器的不同投运层次摆动式燃烧器的倾角摆动式燃烧器的倾角亚临界锅炉亚临界锅炉 火焰中心上移火焰中心上移 汽温汽温 超临界锅炉超临界锅炉 火焰中心上移火焰中心上移 辐射换热量辐射换热量，水冷壁吸热，水冷壁吸热，蒸发段长度延长，主汽温度蒸发段长度延长，主汽温度，再热气温，再热气温 6、受热面的污染情况、受热面的污染情况亚临界锅炉亚临界锅炉 水冷壁结渣、积灰水冷壁结渣、积灰 汽温汽温 过热器、再热器结渣积灰过热器、再热器结渣积灰 汽温汽温 超临界锅炉超临界锅炉 水冷壁结渣，水冷壁结渣，B/G不变，锅炉效率下降不变，锅炉效率下降，工质吸热下降，过热气温工质吸热下降，过热气温；炉膛出口烟气温度炉膛出口烟气温度，再热气温再热气温7、锅炉吹灰的影响、锅炉吹灰的影响 进行蒸汽吹灰，相当于负荷增加，其影响与负进行蒸汽吹灰，相当于负荷增加，其影响与负荷变化相似，只是影响小荷变化相似，只是影响小第三节、直流炉过热器的氧化皮剥落第三节、直流炉过热器的氧化皮剥落锅炉过热器和再热器氧化皮剥落物引起的问题：1）对锅炉过热器和再热器管堵塞，引起传热恶化甚至爆管。2）对汽轮机叶片侵蚀，造成汽轮机叶片损伤及汽机内效率下降。如何解决？利用汽机旁路系统对过热器和再热器进行蒸汽吹扫是一项有效的措施。1）三用阀旁路系统；2）高低压旁路系统。
