超临界直流锅炉
超临界锅炉和直流锅炉
超临界锅炉－－从压力 上分类
直流锅炉－－从有无汽 包分类
超临界锅炉一定是直流 锅炉
直流锅炉不一定是超临 界锅炉，可以是亚临界 或以下压力锅炉．
直流炉可以适用于任何压 力，但如果压力太低，则 不如自然循环锅炉，所以 一般应用在P≥16MPa的锅 炉上。当然超（超）临界 参数锅炉必须采用直流型 式
直流锅炉的技术特点
9.汽温调节困难。汽温调节的主要方式是调 节燃料量与给水量之比，辅助手段是喷水 减温或烟气侧调节。由于没有固定的汽水 分界面，随着给水流量和燃料量的变化， 受热面的加热段、蒸发段和过热段长度发 生变化，汽温随着发生变化，汽温调节比 较困难。
直流锅炉工作原理
直流锅炉没有汽包，给水在给水泵压头的作用下，顺序流过热水段、 蒸发段和过热段受热面一次将给水全部变成过热蒸汽，蒸发区循环倍
高而提高，超临界压力机组比亚临界机组
热效率提高2—3%。
电厂名称
容量 MW
供电煤耗 g/kWh
发电煤耗 g/kWh
厂用电 率%
华能南京电厂
300
324.5
309.8
4.53
华能营口电厂
320
337.2
320.7
4.90
华能伊敏电厂
500
329.5
3l1.2
5.55
国华盘山电厂
500
331.O
3l1.1
直流锅炉的技术特点
7.热惯性小。水冷壁的金属储热量和工质储 热量最小，即热惯性最小，使快速启停的 能力进一步提高，适用机组调峰的要求。 但热惯性小也会带来问题，它使水冷壁对 热偏差的敏感性增强。当煤质变化或炉内 火焰偏斜时，各管屏的热偏差增大，由此 引起各管屏出口工质参数产生较大偏差， 进而导致工形式
П型布置是传统普遍采用的方 式，烟气由炉膛经水平烟道进入 尾部烟道，在尾部烟道通过各受 热面后排出。
其主要优点是锅炉高度较低，尾 部烟道烟气向下流动有自生吹灰 作用，各受热面易于布置成逆流 形式，对传热有利等。
螺旋管圈水冷壁
螺旋管圈水冷壁是首先应用于 超临界变压运行锅炉的水冷壁 型式。 炉膛水冷壁采用螺旋管圈＋ 垂直管圈方式【即下部炉膛的 水冷壁采用螺旋管圈（内螺纹 管），上部炉膛的水冷壁为垂 直】，保证质量流速符合要求。 水冷壁采用全焊接的膜式水冷 壁 水冷壁采用一次中间混合联箱 来实现螺旋管至垂直水冷壁管 的过渡
直流锅炉的技术特点
14.启停速度受汽机限制。启停速度和变负 荷速度受过热器出口集箱的热应力限制， 但主要限制因素是汽轮机的热应力和胀差。
15.给水品质要求高。直流锅炉要求的给水 品质高，要求凝结水进行100％的除盐处理。
16.控制系统复杂，调节装置的费用较高。
超临界锅炉的优势
朗肯循环热效率随主蒸汽压力、温度的升
启动旁路系统的作用
建立启动压力和启动流量。保证给水连续通过省 煤器和水冷壁，确保水冷壁的冷却和水动力稳定 性
回收启动初期的热水、汽水混合物、饱和蒸汽以 及过热度不足的过热蒸汽。
启动过程中，实现各受热面之间和锅炉与汽轮机 之间工质状态的配合，防止温度不高的蒸汽进入 冷态的汽轮机凝结成水滴。
根据需要，设置保护再热器的汽轮机旁路系统。 （有的为了简化系统，不再设饱和再热器的旁路， 仅通过控制再热器的进口烟温和提高金属档次来 保证再热器的安全）
率K=1
沿管子长度方向工质参数变化情况 ➢热水段: 水的焓和温度逐渐增高，比 容略有加大，压力则由于流动阻力而 有所降低
➢蒸发段: 汽水混合物的焓继续提高，比 容急剧增加，压力降低较快
➢过热段: 蒸汽焓、温度和比容均增大， 压力则由于流动阻力较大而下降更快
直流锅炉的技术特点
10.易发生水动力不稳定。低负荷运行时， 给水流量和压力降低，受热面入口的工质 欠焓增大，容易发生水动力不稳定。
直流锅炉的技术特点
3.水泵压头高。水冷壁的流动阻力全部要靠给 水泵来克服，这部分阻力约占全部阻力的25 ％～30％。所需的给水泵压头高，既提高了制 造成本，又增加了运行耗电量。
4.需要专门的启动系统。直流锅炉启动时约有 30％额定流量的工质经过水冷壁并被加热，为 了回收启动过程的工质和热量并保证低负荷运 行时水冷壁管内有足够的重量流速，直流锅炉 需要设置专门的启动系统，而且需要设置过热 器的高压旁路系统和再热器的低压旁路系统。
直流锅炉的技术特点
8.流动阻力大。为保证足够的冷却能力和防 止低负荷下发生水动力多值性以及脉动， 水冷壁管内工质的重量流速在MCR负荷时 提高到2000㎏/（㎡·s）以上。加上管径减 小的影响，使直流锅炉的流动阻力显著提 高。600MW以上的直流锅炉的流动阻力一 般为5.4MPa～6.0MPa。
直流锅炉的技术特点
1.取消汽包，能快速启停。与自然循环锅炉 相比，直流炉从冷态启动到满负荷运行， 变负荷速度可提高一倍左右。
2.金属耗量少。锅炉本体金属消耗量最少， 锅炉重量轻。一台300MW自然循环锅炉的 金属重量约为5500t～7200t，相同等级的直 流炉的金属重量仅有4500t～5680t，一台直 流锅炉大约可节省金属2000t。
直流锅炉的技术特点
5.需要汽水分离器。系统中的汽水分离器在 低负荷时起汽水分离作用并维持一定的水 位，在高负荷时切换为纯直流运行，汽水 分离器作为通流承压部件。
6.需要较高的质量流速。为了达到较高的质 量流速，必须采用小管径水冷壁。这样， 不但提高了传热能力而且节省了金属，减 轻了炉墙重量，同时减小了锅炉的热惯性。
6.0
石洞口电厂
600
308.2
297.1
3.6
绥中电厂
800
329.2
3l2.9
4.93
2003年度全国超临界机组运行经济指标统计数据
国产超临界锅炉主要特点
1.采用П型布置形式 2.螺旋管圈水冷壁 ３.采用前后墙对冲燃烧方式 ４.采用新型低氮旋流燃烧器 ５.采用回转式空气预热器 ６.采用直吹式制粉系统 ７.采用轴流式风机
11.水冷壁布置灵活。水冷壁可灵活布置， 可采用螺旋管圈或垂直管屏水冷壁。采用 螺旋管圈水冷壁有利于实现变压运行。
直流锅炉的技术特点
12.热偏差影响大。超临界压力直流锅炉水冷壁管 内工质温度随吸热量而变，即管壁温度随吸热量 而变。因此，热偏差对水冷壁管壁温度的影响作 用显著增大。
13.存在传热恶化的可能。变压运行的超临界参数 直流炉，在亚临界压力范围和超临界压力范围内 工作时，都存在工质的热膨胀现象。在亚临界压 力范围内可能出现膜态沸腾；在超临界压力范围 内可能出现类膜态沸腾。