1、优化运行锅炉节约珍贵的一次能源实现人类社会可持续发展！1 11 1 能源利用现状能源利用现状1 12 2 锅炉及其在国民经济中的作用锅炉及其在国民经济中的作用1 13 3 锅炉的基本组成及一般工作过程锅炉的基本组成及一般工作过程一、概述一、概述能源：具有作功能力的资源能源：具有作功能力的资源,可直接或间接转化为可直接或间接转化为人类所需的有用能。即指自然界中能够转换成热人类所需的有用能。即指自然界中能够转换成热能、光能、电能和机械能等能量的物质资源。能、光能、电能和机械能等能量的物质资源。几个术语：几个术语：常规能源：常规能源：正在被人类广泛消费使用的能源，如煤、石油、正在被人类广泛消费使用的
2、能源，如煤、石油、天然气、水力、核裂变。除水能外，由于化石燃天然气、水力、核裂变。除水能外，由于化石燃料和核裂变燃料的消耗速度远大于生成速度，故料和核裂变燃料的消耗速度远大于生成速度，故称为贮存性能源。称为贮存性能源。新能源（可再生能源）新能源（可再生能源）：由于技术、经济的限制，尚未大规模开由于技术、经济的限制，尚未大规模开发利用的资源，如太阳能、地热能、海洋能、发利用的资源，如太阳能、地热能、海洋能、生物质能、核聚变等。生物质能、核聚变等。新能源不仅数量巨大，种类繁多，而且新能源不仅数量巨大，种类繁多，而且使用清洁，不易污染环境；又因它们使用清洁，不易污染环境；又因它们(除核除核能外能外)
3、消耗与补充速度可以持平，故又称连消耗与补充速度可以持平，故又称连续性能源，或可再生能源。水能也属此类。续性能源，或可再生能源。水能也属此类。风能风能太阳能太阳能生物质能生物质能一次能源一次能源二次能源二次能源可再生能源化石燃料核 能二二能能源源分分类类热 能电 能合成燃料一一次次能能源源可再生能源化石燃料核 能固体燃料液体燃料气体燃料水 能太 阳 能风 能地 热 能海 洋 能生物质能核 能常规能源新能源电电 能能汽、热水汽、热水 二甲醚二甲醚(CH3OCH3)、乙醇、乙醇 氢氢 能能热热 能能.二二次次能能源源最重要最重要应用最广应用最广柴草、煤炭和石油是人类最早使用的主要柴草、煤炭和石油是人
4、类最早使用的主要能源。能源。从远古时期到从远古时期到1919世纪，木柴和杂草作为燃世纪，木柴和杂草作为燃料，为人类生活和生产活动提供大部分的料，为人类生活和生产活动提供大部分的热能。热能。从从1919世纪世纪8080年代开始，煤炭提供的能源超年代开始，煤炭提供的能源超过木柴，成为人类使用的主要能源。过木柴，成为人类使用的主要能源。2020世纪世纪6060年代，石油在世界能源消费中占年代，石油在世界能源消费中占据了首要地位。据了首要地位。目前，天然气也已成为广泛使用的能源。目前，天然气也已成为广泛使用的能源。人类告别茹毛饮血的原始生活，是从学会利用热能-火为标志的。当然，远古时代的人类主要是消耗
5、（燃烧）木材来取得热能。中国电力的发展：中国电力的发展：20122012年年底，全国发电装机容量达到年年底，全国发电装机容量达到11.44 11.44 亿千瓦，其中火电占亿千瓦，其中火电占71.5%71.5%，水电占，水电占21.7%21.7%；发电量和装机容；发电量和装机容量均居世界第二位，同时技术装备水平也在稳步提高，技术经量均居世界第二位，同时技术装备水平也在稳步提高，技术经济指标逐步改善。济指标逐步改善。煤炭煤炭人均值仅为世界人均值仅为世界平均值的一半左右平均值的一半左右石油石油人均值仅为世界平人均值仅为世界平 均值的均值的1/101/10左右左右天然气天然气 人均值仅为世界平人均值仅
6、为世界平 均值的均值的1/201/20左右左右 能源资源总体的能源资源总体的地区分布是地区分布是北多北多南少、西富东贫南少、西富东贫能源品种的地区能源品种的地区分布是分布是北煤、南北煤、南水和西油气水和西油气经济发达地区能源经济发达地区能源严重不足，能源资严重不足，能源资源主要集中在经济源主要集中在经济欠发达地区欠发达地区123能源的流向是由西能源的流向是由西向东和由北向南，向东和由北向南，“北煤南运北煤南运”“西电东送西电东送”和和“西气东输西气东输”4能源的长距离输运能源的长距离输运十五十五”国民经济和社会发展特点国民经济和社会发展特点1 2 3 粗放经济增粗放经济增长方式；过长方式；过度
7、消费的生度消费的生活模式活模式 依靠依靠高投入、高能高投入、高能耗、高污染、耗、高污染、低效率低效率拉动经济拉动经济增长增长具有明具有明显的重显的重化工业化工业特征特征河北燃烧麦秸致北京空气污染 我们人类面临的更严重的环境问题我们人类面临的更严重的环境问题？地球何堪承受！地球何堪承受！我们人类今天面临的是怎样的环境问题：我们人类今天面临的是怎样的环境问题：今天的能源主要依靠能够产生大量二氧化硫、氮今天的能源主要依靠能够产生大量二氧化硫、氮氧化物和二氧化碳的化石燃料氧化物和二氧化碳的化石燃料 -石油、煤和石油、煤和天然气，而二氧化碳是会导致气候变化和全球变天然气，而二氧化碳是会导致气候变化和全球
8、变暖的最主要的温室气体暖的最主要的温室气体二二氧氧化碳化碳 (CO(CO2 2-53%)-53%)甲甲烷烷 (CH(CH4 4-17%)-17%)氧化亚氮氧化亚氮 (N(N2 2O-5%)O-5%)地地水水准准面臭面臭氧氧 (O(O3 3-13%)-13%)含氯氟烃含氯氟烃 (CFCs-12%)(CFCs-12%)水水蒸汽蒸汽 (H(H2 2O)O)年平均年平均5年平均年平均 IEA Clean Coal Centrewww.iea-coal.org.uk中国中国62亿吨亿吨 CO2美国美国57.5 亿吨亿吨 CO2世界其它地区世界其它地区162.5 亿吨亿吨CO2Source:Netherl
9、ands Environmental Agency 由于人类活动的影响，中国的气候在由于人类活动的影响，中国的气候在2121世纪将继续明显变暖。其世纪将继续明显变暖。其中中国北方冬天的变暖趋势最为明显。中中国北方冬天的变暖趋势最为明显。与与19611961年至年至19901990年的年平均气温相比，到年的年平均气温相比，到20202020年全国年平均气温年全国年平均气温将升高将升高1.31.3o oC C至至2.12.1o oC C。到。到20302030年，全国年平均气温将升高年，全国年平均气温将升高1.51.5o oC C至至2.82.8o oC C。到到20502050年，全国年平均气温
10、将升高年，全国年平均气温将升高2.32.3o oC C至至3.33.3o oC C。劳动生产率是劳动生产率是发达国家的发达国家的1/30能源消耗能源消耗全世界第一全世界第一引进外资引进外资全世界第一全世界第一外汇储备外汇储备全世界第一全世界第一经济增长速度经济增长速度全世界第一全世界第一中国是工业用的木中国是工业用的木材纸浆纸产品全材纸浆纸产品全世界第二大市场世界第二大市场石油进口石油进口全世界第二全世界第二单位单位GDP能耗是能耗是发达国家的发达国家的8到到10倍倍建材消耗建材消耗全世界第一全世界第一原材料进口原材料进口全世界第一全世界第一化学需氧量排放化学需氧量排放是全世界第一是全世界第一
11、污染是发达污染是发达国家的国家的30倍倍逢水必污、逢河逢水必污、逢河必干、逢雨必酸必干、逢雨必酸二氧化硫排放量二氧化硫排放量是全世界第一是全世界第一碳排放是碳排放是全世界第二全世界第二江河水系江河水系70受到污染受到污染40的严重污染的严重污染城市垃圾无害化城市垃圾无害化处理率不足处理率不足201/3的国土的国土被酸雨覆盖被酸雨覆盖世界空气污染最严重的世界空气污染最严重的20个城市，中国占了个城市，中国占了16个个1/3的城市空的城市空气是严重污染气是严重污染四亿多城市人口四亿多城市人口呼吸不到干净的空气呼吸不到干净的空气三亿多农民喝三亿多农民喝不到干净的水不到干净的水工业危险废物化学物工业危
12、险废物化学物质处理率不足质处理率不足30中国的现中国的现状与问题状与问题 应对气候变暖的全球行动应对气候变暖的全球行动为了人类免受气候变暖的威胁为了人类免受气候变暖的威胁 ，19921992年，通过了年，通过了联合国气联合国气候变化框架公约候变化框架公约，已经有全球的，已经有全球的185185个国家参与。然而公约个国家参与。然而公约中各缔约方并没有就气候变化问题综合治理制定具体可行的中各缔约方并没有就气候变化问题综合治理制定具体可行的措施，仅鼓励发达国家减排措施，仅鼓励发达国家减排 。19951995年在柏林举行的第一次缔约方会议中，发达国家承诺将年在柏林举行的第一次缔约方会议中，发达国家承诺
13、将在在20002000年，将二氧化碳排放量恢复到年，将二氧化碳排放量恢复到19901990年的水平。但不足年的水平。但不足以实现公约中所预期达到的目标。后历经八届会议，在以实现公约中所预期达到的目标。后历经八届会议，在19971997年，终于形成了关于限制二氧化碳排放量的成文法案即年，终于形成了关于限制二氧化碳排放量的成文法案即京京都议定书都议定书。该议定书中规定工业化国家将在。该议定书中规定工业化国家将在20082008到到20122012年年间，使他们的全部温室气体排放量比间，使他们的全部温室气体排放量比19901990年减少年减少5%5%。20072007年年1212月月3 3日，日，联
14、合国气候变化框架公约联合国气候变化框架公约第十三次缔约方大第十三次缔约方大会在印度尼西亚巴厘岛举行，会在印度尼西亚巴厘岛举行，1212月月1515日，联合国气候变化大会通过日，联合国气候变化大会通过了了“巴厘岛路线图巴厘岛路线图”，启动了加强，启动了加强公约公约和和京都议定书京都议定书全面全面实施的谈判进程，致力于在实施的谈判进程，致力于在20092009年年底前完成年年底前完成京都议定书京都议定书第一第一承诺期承诺期20122012年到期后全球应对气候变化新安排的谈判并签署有关协年到期后全球应对气候变化新安排的谈判并签署有关协议。议。20092009年年1212月月7 7日日1818日在日在
15、丹麦丹麦首都首都哥本哈根哥本哈根由由192192个国家的环境部长个国家的环境部长和其他官员参加的和其他官员参加的联合国联合国气候会议，商讨气候会议，商讨京都议定书京都议定书一期承诺一期承诺到期后的后续方案，就未来应对气候变化的全球行动签署新的协议。到期后的后续方案，就未来应对气候变化的全球行动签署新的协议。政策措施，推进结构调整，转变增长方式，节约能源，开政策措施，推进结构调整，转变增长方式，节约能源，开发可再生能源，实施生态建设工程，控制人口增长等。发可再生能源，实施生态建设工程，控制人口增长等。应对气候变化，坚持五个原则：应对气候变化，坚持五个原则：（1 1）坚持在可持续发展框架下应当气候
16、变化；）坚持在可持续发展框架下应当气候变化；（2 2）坚持）坚持“共同但有区别的责任共同但有区别的责任”；（3 3）坚持减缓与适应并重；）坚持减缓与适应并重；（4 4）坚持综合治理；）坚持综合治理；（5 5）坚持广泛合作）坚持广泛合作。20092009年，中国政府承诺，到年，中国政府承诺，到20202020年，单位年，单位GDPGDP的的COCO2 2排放比排放比20052005年下降年下降40%40%45%45%锅炉是一种动力设备。锅炉是一种动力设备。科学的定义：科学的定义：锅炉是一种将燃料燃烧，使其中的化学锅炉是一种将燃料燃烧，使其中的化学能转变为热能，并将此热能传递给水（也可能是其它能转
17、变为热能，并将此热能传递给水（也可能是其它工质），使工质变为具有一定压力和温度的蒸汽或热工质），使工质变为具有一定压力和温度的蒸汽或热水的设备。水的设备。由前述可知，目前的世界能源结构为：由前述可知，目前的世界能源结构为：以化石燃料煤、以化石燃料煤、石油、天然气等为主，还有水力，核能等石油、天然气等为主，还有水力，核能等。目前太阳。目前太阳能、风能、地热、潮汐能等所谓新能源也得到了较大能、风能、地热、潮汐能等所谓新能源也得到了较大发展。而当代人类利用能源的主要形式之一是电能，发展。而当代人类利用能源的主要形式之一是电能，即通过各种途径将各种能源转化成为电能。即通过各种途径将各种能源转化成为电能
18、。火力发电和工业生产火力发电和工业生产需要燃烧燃料，也就需要需要燃烧燃料，也就需要锅炉。锅炉。锅炉是锅炉是火力发电厂三大主机之一火力发电厂三大主机之一，火力发电的，火力发电的发展要求锅炉工业以相应的速度发展。发展要求锅炉工业以相应的速度发展。在在各种工业企业的动力设备各种工业企业的动力设备中，锅炉也是中，锅炉也是重要的组成部分。重要的组成部分。锅炉生产的蒸汽供工业生产直接需用，还锅炉生产的蒸汽供工业生产直接需用，还供取暖使用。供取暖使用。还有用于生活热水供应、洗浴和采暖的所还有用于生活热水供应、洗浴和采暖的所谓谓生活锅炉生活锅炉。用于工业生产和生活的锅炉用于工业生产和生活的锅炉数量大、分布数量
19、大、分布广广。随着人民生活水平的提高，对能源的需求随着人民生活水平的提高，对能源的需求量急剧增大，锅炉的数量也就越来越多。量急剧增大，锅炉的数量也就越来越多。生活中最简单用途的锅炉生活中最简单用途的锅炉 工业和生活中锅炉的用途工业和生活中锅炉的用途 垃圾焚烧锅炉垃圾焚烧锅炉电站锅炉组成：组成：锅炉本体（锅炉本体（主主要部件要部件）：指）：指由锅筒、集箱、由锅筒、集箱、受热面及其间受热面及其间的连接管道、的连接管道、燃烧设备、炉燃烧设备、炉墙和构架等所墙和构架等所组成的整体；组成的整体；煤粉、空气 混合物 调节风 调节器 调节器 浓缩器 向火侧（浓）背火侧（淡）变异煤粉浓度水平浓淡燃烧方式炉膛内
20、流场示踪图 四角切圆燃烧器前后墙式燃烧器随着锅炉机组向高参数、大容量发展，辅助设备对锅随着锅炉机组向高参数、大容量发展，辅助设备对锅炉工作的影响越来越大。炉工作的影响越来越大。主要表现在：主要表现在：辅助设备是锅炉机组中的辅助设备是锅炉机组中的主要耗能设备主要耗能设备，它们的合理选配和，它们的合理选配和经济运行直接关系到锅炉机组运行的经济性；经济运行直接关系到锅炉机组运行的经济性；许多辅助设备承担的任务十分繁重，又处于高温、高压或高许多辅助设备承担的任务十分繁重，又处于高温、高压或高粉尘浓度和腐蚀性介质等恶劣的工作条件下，它们的安全可粉尘浓度和腐蚀性介质等恶劣的工作条件下，它们的安全可靠运行也
21、直接关系到靠运行也直接关系到锅炉机组运行的安全性和可靠性锅炉机组运行的安全性和可靠性。现代大容量、高参数锅炉机组辅助设备的设计制造水现代大容量、高参数锅炉机组辅助设备的设计制造水平和运行自动化水平，已成为一个国家机械设计制造平和运行自动化水平，已成为一个国家机械设计制造水平和国民经济发展水平的一个重要标志和反映水平和国民经济发展水平的一个重要标志和反映。（1 1）炉膛：）炉膛：保证燃料燃尽并使保证燃料燃尽并使出口烟气温度冷却到对流受热出口烟气温度冷却到对流受热面能安全工作的数值。面能安全工作的数值。（2 2）燃烧设备：）燃烧设备：将燃料和燃烧将燃料和燃烧所需空气送入炉膛并使燃料着所需空气送入炉
22、膛并使燃料着火稳定，燃烧良好。火稳定，燃烧良好。（3 3）锅筒锅筒：是自然循环锅炉各是自然循环锅炉各受热面的闭合件，将锅炉各受受热面的闭合件，将锅炉各受热面联结在一起并和水冷壁，热面联结在一起并和水冷壁，下降管等组成水循环回路。锅下降管等组成水循环回路。锅筒内储存汽水，可适应负荷变筒内储存汽水，可适应负荷变化，内部设有汽水分离装置等化，内部设有汽水分离装置等以保证汽水品质，直流锅炉无以保证汽水品质，直流锅炉无锅筒。锅筒。（4 4）水冷壁：）水冷壁：是锅炉是锅炉的主要辐射受热面、的主要辐射受热面、吸收炉膛辐射热加热吸收炉膛辐射热加热工质工质,并用以保护炉并用以保护炉墙。后水冷壁管的拉墙。后水冷壁
23、管的拉稀部分称为凝渣管用稀部分称为凝渣管用以防止过热器结渣。以防止过热器结渣。（5 5）过热器：）过热器：将饱和蒸汽加热到额定过热蒸汽温度。生产饱和蒸汽的蒸汽锅将饱和蒸汽加热到额定过热蒸汽温度。生产饱和蒸汽的蒸汽锅炉和热水锅炉无过热器。炉和热水锅炉无过热器。（6 6）再热器：）再热器：将汽轮机高压缸排汽加热到较高温度，然后再送到汽轮机中压将汽轮机高压缸排汽加热到较高温度，然后再送到汽轮机中压缸膨胀作功。用于大型电站锅炉以提高电站热效率。缸膨胀作功。用于大型电站锅炉以提高电站热效率。（7 7）省煤器：）省煤器：利用锅炉尾部烟气的热量加热给水，以降低排烟温度，利用锅炉尾部烟气的热量加热给水，以降低
24、排烟温度，节约燃料。节约燃料。（8 8）空气预热器：）空气预热器：加热加热燃烧用的空气，以加强着燃烧用的空气，以加强着火和燃烧；吸收烟气余热，火和燃烧；吸收烟气余热，降低排烟温度，提高锅炉降低排烟温度，提高锅炉效率；为煤粉锅炉制粉系效率；为煤粉锅炉制粉系统提供干燥剂。统提供干燥剂。（9 9）炉墙：）炉墙：是锅炉的保是锅炉的保护外壳，起密封和保温作护外壳，起密封和保温作用。小型锅炉中的重型炉用。小型锅炉中的重型炉墙也可起支承锅炉部件的墙也可起支承锅炉部件的作用。作用。（1010）构架：）构架：支承和固定支承和固定锅炉各部件，并保持其相锅炉各部件，并保持其相对位置。对位置。（1 1）燃料供应设备：
25、）燃料供应设备：贮存和运输燃料。贮存和运输燃料。（2 2）磨煤及制粉设备：）磨煤及制粉设备：将煤磨制成煤粉并输入燃用煤粉将煤磨制成煤粉并输入燃用煤粉的锅炉燃烧设备燃烧。的锅炉燃烧设备燃烧。（3 3）送风设备：）送风设备：由送风机将空气送入空气预热器加热后由送风机将空气送入空气预热器加热后输往炉膛及磨煤装置应用。输往炉膛及磨煤装置应用。（4 4）引风设备：）引风设备：由引风机和烟囱将锅炉排出的烟气送往由引风机和烟囱将锅炉排出的烟气送往大气。大气。（5 5）给水设备：）给水设备：由给水泵将经过水处理设备处理后的给由给水泵将经过水处理设备处理后的给水送入锅炉。水送入锅炉。（6 6）除灰除渣设备：）除
26、灰除渣设备：从锅炉中除去灰渣并运走。从锅炉中除去灰渣并运走。（7 7）除尘设备：）除尘设备：除去锅炉烟气中的飞灰，改善环境卫生。除去锅炉烟气中的飞灰，改善环境卫生。（8 8）自动控制设备：）自动控制设备：自动检测、程序控制、自动保护和自动检测、程序控制、自动保护和自动调节。自动调节。（1 1）燃料供应设备：）燃料供应设备：贮存和运输燃料。贮存和运输燃料。（2 2）磨煤及制粉设备：）磨煤及制粉设备：将煤磨制成煤粉并输入燃用煤粉将煤磨制成煤粉并输入燃用煤粉的锅炉燃烧设备燃烧。的锅炉燃烧设备燃烧。（3 3）送风设备：）送风设备：由送风机将空气送入空气预热器加热后由送风机将空气送入空气预热器加热后输往
27、炉膛及磨煤装置应用。输往炉膛及磨煤装置应用。（4 4）引风设备：）引风设备：由引风机和烟囱将锅炉排出的烟气送往由引风机和烟囱将锅炉排出的烟气送往大气。大气。（5 5）给水设备：）给水设备：由给水泵将经过水处理设备处理后的给由给水泵将经过水处理设备处理后的给水送入锅炉。水送入锅炉。（6 6）除灰除渣设备：）除灰除渣设备：从锅炉中除去灰渣并运走。从锅炉中除去灰渣并运走。（7 7）除尘设备：）除尘设备：除去锅炉烟气中的飞灰，改善环境卫生。除去锅炉烟气中的飞灰，改善环境卫生。（8 8）自动控制设备：）自动控制设备：自动检测、程序控制、自动保护和自动检测、程序控制、自动保护和自动调节。自动调节。（1 1
28、）燃料的燃烧过程（炉内过程）燃料的燃烧过程（炉内过程 ）：）：燃料中的化学能被释放出来并转化成为被燃料中的化学能被释放出来并转化成为被烟气所携带的热能。烟气所携带的热能。（2 2）传热过程：）传热过程：在这个过程中，烟气所携带的热在这个过程中，烟气所携带的热能通过锅炉的各种受热面传递给锅炉的工质。能通过锅炉的各种受热面传递给锅炉的工质。（3）工质的升温、汽化、过热过程:在这个过程中，工质吸收热量而被加热到所期望的温度。这一过程也称为锅内过程。发电机汽轮机除氧器水箱煤斗汽包水冷壁煤输送带对流过热器屏式过热器省煤器空气预热器烟囱灰渣泵引风机除尘器冲灰沟送风机炉膛给水泵主变压器冷凝器 1-8 锅炉发
29、展趋势：电站锅炉：高效率（部分减少污染）、大容量、高参数、低污染、自动化、高可靠性、低成本（金属消耗量）锅炉大而不粗。大是因为有时一台锅炉需消耗上千吨或几千吨钢材;不粗是因为锅炉每一部件都需要仔细地、科学地设计，不能有一丝差错，否则后果不堪设想！锅炉有科学的定义.今天的锅炉的含义拓展了许多。比如：原来单指燃烧化石燃料即煤、石油和天然气。如今的锅炉，过去能烧的全烧，过去不能烧的今天也烧，如垃圾、废旧轮胎等，充当着环境卫士。Chap.1 ends.1.容量 自从20世纪70年代美国投运5台1300MW机组(锅炉容量为42274389th)以来，电站锅炉容量再无突破。甚至有专家认为，电站锅炉容量已达
30、到极限，尤其是燃煤机组，继续增大容量已不可能再增加经济效益。就全世界范围来看，原来认为电站单位机组容量愈大，单位电能的投资费用愈小，而且设备的可用率愈高。但实践表明，随着单位机组容量的增长，单位电能投资费用并非是一直下降的。研究表明，带再热器的燃煤电站，单位机组容量超过600MW后，单位电能的投资费用已不再随机组容量增大而下降，而是近乎保持常值。对于燃油/气的带再热器锅炉，单台机组容量超过400MW后，单位电能的投资费用已保持常值。与此同时，电站的可用率并非随机组的容量增大而上升。相反，根据美国爱迪生电力研究所的统计资料，锅炉以及发电机组的可用率是随着机组容量的增加而下降的。综上所述，我们有理
31、由预计，在今后一段时期内，电站锅炉的最大容量仍将保持在4500t/h左右的水平，电站锅炉的容量大都将保持在1500t/h到2500t/h蒸发量之间(约相当于配500MW到800MW机组)。2.参数 众所周知，蒸汽压力和温度越高，机组的热效率也相应提高。例如，在汽温(538538)不变情况下，汽压从亚临界(16.5MPa)提高到超临界(24.2MPa)，热效率可提高1.8%；在汽压(24.2MPa)不变情况下，汽温从538538提高到621621，热效率可提高3.7%。因此，多年来各国都在追求高参数机组，以达到高效率。长期以来，蒸汽参数的提高受到金属材料的限制，尤其是蒸汽温度更难提高，长期徘徊在
32、540左右。80年代末美国首先开发了T91和P91新钢种，日本和欧洲一些国家相继引进，并进行改进，使这些国家在90年代投运的大机组参数得到了大幅度提高。事实上，第一台超临界锅炉是1957在美国投产运行的，这台125MW的锅炉设计参数当时就达到了31MPa/621/566/538，由于参数选得过高，超越了当时金属材料的技术水平而未能达到预定目标。所以此后，美国虽然也制造了一些超临界锅炉，但是仍以亚临界锅筒型锅炉为主。20世纪80年代，美国对超临界锅炉参数进行了最优化研究，认为在技术不必作突破的条件下，机组采用31MPa/566593/566593蒸汽参数，一次再热，容量在700800MW为最佳，
33、但是这个成果没有在美国实施，却在亚洲和欧洲某些国家得到了应用。1999年，美国提出了Vision21计划，主要是开发 35MPa/760/760/760的超超临界机组，其热效率将高于55，污染物排放将比亚临界机组减少30左右。欧洲国家中，尤为突出的是丹麦。该国90年代中投运的机组虽然容量不大(400500MW)，但采用了较高的蒸汽参数，蒸汽压力达到3031MPa，蒸汽温度达到580600。因而其机组热效率达到45%49%。例如丹麦的425MW机组，锅炉可以兼燃煤、油和天然气，采用二次再热，蒸汽压力为28.48MPa，蒸汽温度为580580580，使该机组的热效率在燃煤时达到47%，燃天然气时达
34、到49%，成为目前世界上热效率最高的火电机组。3.运行方式 随着电网调峰的需要，火电机组普遍采用变压运行以提高负荷适应性、提高经济性。由于螺旋形管圈直流炉的各根管子吸热均匀，所以超临界压力直流炉完全可以在亚临界压力范围内作变压运行。除了德国本来就采用这种炉型作为变压运行机组之外，美国拔柏葛公司、福斯特惠勒公司，日本的日立公司、石川岛播磨公司都相继发展了这种炉型，日本三菱公司也作过这种炉型的研制。美国、日本传统的超临界压力直流炉都是垂直管圈，基本上不适宜变压运行。对此各公司都在其传统的产品上做了不少改进。日本三菱公司在美国燃烧工程公司及苏尔寿公司的参与之下，致力于超临界压力垂直管圈变压运行机组的
35、开发工作，锅炉机组设计上采用内螺纹管以防止工质偏离核态沸腾点；加装水冷壁节流圈以防止炉膛四角和中心部位管子的吸热偏差；在烟道内布置蒸发器以保证水冷壁出口工质即使在25负荷下也能在湿蒸汽范围内等措施。美国燃烧工程（CE）公司和三菱公司在其辅助循环锅炉的基础上新设计了“CC+”型的低倍率循环锅炉。主要措施是采用内螺纹管，使循环倍率降低到2.67。由于循环倍率的降低，使辅助循环泵的功率消耗下降，这部分的得益完全可以补偿因采用内螺纹管而引起的成本增加。“CC+”型低倍率循环锅炉可以适应变压运行的需要。美国福斯特惠勒（FW）公司以及日本石川岛播磨公司在其传统的多次上升下降直流锅炉上，加装内置式分离器及变更旁路系统，可使过热器之后作变压运行。新设计的自然循环锅炉上采用内螺纹管以防止运行中工质偏离核态沸腾点以及增加机组的可靠性，进一步在一级过热器之前装设旁路系统，以便在启动及低负荷运行时将过多的蒸汽引入到凝汽器去，使过热蒸汽温度与汽机金属温度有良好的匹配，并用饱和蒸汽调节汽温，保证锅炉可以快速启停和变负荷运行。
