超临界直流炉(修改)



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1、TSTS2 一、锅炉的分类。一、锅炉的分类。 二、超临界直流炉的特点二、超临界直流炉的特点 三、直流炉与汽包炉的结构差异三、直流炉与汽包炉的结构差异 四、直流炉与汽包炉在运行上的差异四、直流炉与汽包炉在运行上的差异讲解主要内容讲解主要内容TS3锅炉的分类锅炉的分类v 按循环方式分类按循环方式分类v 锅炉按照循环方式可分为自然循环锅炉、控制循环锅炉、直流锅炉。v 按蒸汽参数分类按蒸汽参数分类v 锅炉按照蒸汽参数分为v 低压锅炉(2.45MPa)v 中压锅炉(2.944.90 MPa)v 高压锅炉(7.810.8 MPa)v 超高压锅炉(11.814.7 MPa)v 亚临界压力锅炉(15.719.
2、6 MPa)v 超临界压力锅炉(22.1 MPa)v 超超临界压力锅炉(27 MPa)3TS4v天河热电330MW锅炉型号: SG-1180/17.5-M4011v天富天河热电厂一期工程#1、2机组配备锅炉为上海锅炉厂有限公司制造的亚临界一次中间再热自然循环汽包锅炉,采用正压直吹式中速磨制粉系统,单炉膛型室内布置,四角切向燃烧,摆动喷嘴调温,平衡通风,固态排渣,全钢架悬吊结构,燃用具有中等结渣性烟煤。炉底部出渣采用刮板捞渣机连续排渣,灰斗存渣容积能满足锅炉100%BMCR工况下46h的排渣量。4TS5v天富发电厂660MW锅炉型号: SG-2035/25.4-M5503v天富发电厂一期工程26
3、60MW超临界燃煤直接空冷机组,锅炉采用上海电气集团锅炉厂有限公司生产的型超临界参数变压运行螺旋管圈直流炉,单炉膛、一次中间再热、采用四角切圆燃烧方式、平衡通风、固态排渣、全钢悬吊结构。锅炉采用整体紧身封闭。采用等离子点火,油系统为备用点火手段。TS61.1 1.1 名词定义名词定义 临界点、超临界、直流炉的定义临界点:水在加热过程中存在一个状态点。(1)低于临界点压力,从低温下的水加热到过热蒸汽的过程中要经过汽化过程,即经过水和水蒸汽共存的状态;(2)如果压力在临界压力或临界压力以上时,水在加热的过程中就没有汽水共存状态而直接从水转变为蒸汽。 临界点的主要影响参数是压力,水的临界点压力为22
4、.115MPa,对应的温度374.15。 水的临界点水的临界点TS71.1 1.1 名词定义名词定义 超临界:当流体的压力和温度超过一定的值(临界点)时,流体会处于一种介乎于液态和气态的中间态,称为超临界态。 对锅炉来说,主蒸汽压力超过(大于)临界点压力(22.12MPa)的工况 直流锅炉:锅炉中水或水蒸气在加热管道中的流动是依靠水泵的作用,而且与自然循环锅炉和强制循环锅炉不同的是直流锅炉没有汽包,水在一次经过加热管道后就变成了饱和蒸汽或过热蒸汽,故称之为直流锅炉 结论: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
5、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P16MPa的锅炉上。当然超(超)临界参数锅炉必须采用直流型式TS8v超临界锅炉的工作原理超临界锅炉的工作原理v直流锅炉依靠给水泵的压头将锅炉给水一次通过预热、蒸发、过热各受热面而变成过热蒸汽。直流锅炉的工作原理如图示:TS9v在直流锅炉蒸发受热面中,由于工质的流动不是依靠水密度差来推动,而是通过给水泵压头来实现,工质一次通过各受热面,蒸发量D等于给水量G,故可认为直流锅炉的循环倍率K=G/D=1。v直流锅炉没有汽包,在水的加热受热面和蒸发受热面间,及蒸发受热面和过热受热面间无固定分界点,在工况变化时,各受热面长度会发生
6、变化。TS10沿直流锅炉管子工质的状态和参数的变化情况如图示:TS111.2 1.2 超临界直流炉的特点超临界直流炉的特点 超临界直流炉的主要特点没有汽包,启停速度较快。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。适用于亚临界和超临界以及超超临界压力锅炉。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5500t7200t,相同等级的直流炉的金属重量仅有4500t5680t,一台直流锅炉大约可节省金属2000t。加上省去了汽包的制造工艺,使锅炉制造成本降低。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2530。所需的
7、给水泵压头高。TS121.2 1.2 超临界直流炉的特点超临界直流炉的特点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。直流锅炉的参数比较高,需要的金属材料档次相应要提高,其总成本不低于自然循环锅炉。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,汽水分离器做为通流承压部件。为了达到较高的重量流速,必须采用小管径水冷壁。这样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
8、的热惯性。水冷壁的金属储热量和工质储热量小,即热惯性小,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,进而导致工质流动不稳定或管子超温。TS131.2 1.2 超临界直流炉的特点超临界直流炉的特点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/(m2s)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5.4MPa6.0MPa汽温调节的主要
9、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,受热面的省煤段、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。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。由于给水流量降低,水冷壁流量分配不均匀性增大;压力降低,汽水比容变化增大;工质欠焓增大,会使蒸发段和省煤段的阻力比值发生变化。TS141.2 1.2 超临界直流炉的特点超临界直流炉的特点水冷壁可灵活布置,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。超临界压力直流锅炉水冷壁管内工质温度随吸热量而变
10、,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。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。并且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。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。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。控制系统复杂,调节装置的费用较高。TS151.2 1.2 超临界直流炉的特点超临界直流炉的特点 汽温调节汽温调节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
11、界面,随着给水流量和燃料量的变化,受热面的省煤段、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。TS162 2 超临界直流锅炉的典型结构超临界直流锅炉的典型结构 锅炉典型结构 大型超临界煤粉锅炉的整体布置主要采用型布置和塔式布置,也有T型布置方式。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。TS172 2 超临界直流锅炉的典型结构超临界直流锅炉的典型结构省煤器去高压缸去中压缸来自高加来自高压缸炉膛低过屏过末过低再高再分离器贮水