超临界锅炉启动系统

摘要我国目前火力发电机组正向着高参数大容量、环保指标近零排放的方向快速发展，大批的百万千瓦机组基本都是超超临界参数，超临界机组的技术也日新月异，给我国超临界机组的制造、安装、调试、运行带来了巨大的挑战，面对新技术、新材料、新工艺也存在一些认识不足的地方，需要我们花时间在工作中摸索经验更好地接受新生事物。对于超临界或超超临界机组而言考验最大的仍然是锅炉，首先从锅炉的工艺要求和控制方式上与亚临界机组都有质的不同，而超临界锅炉的启动系统是锅炉中一个最重要的系统。超临界机组启动系统也是超临界锅炉关键技术之一，本文对于超临界锅炉启动系统的技术特点和运行进行了一些简要的分析。首先介绍了超临界机组的国内外发展史，以及超临界启动系统在超临界机组中的重要性。其次介绍了超临界锅炉启动系统的主要任务、超临界锅炉启动系统的类型、启动工况向纯直流运行工况的转换控制。关键词：超临界锅炉；启动系统；汽水分离器；干湿态的工况转换超临界锅炉启动系统毕业设计2目录1绪论..............................................................................................................................................31.1超临界锅炉的概念....................................................................................................................31.2超临界锅炉的特点....................................................................................................................31.3世界各国超临界锅炉的发展状况............................................................................................51.3.1美国.................................................................................................................................51.3.2前苏联.............................................................................................................................61.3.3日本.................................................................................................................................61.3.4欧盟.................................................................................................................................71.3.5我国超临界机组的发展状况..........................................................................................82超临界锅炉启动系统的概述和类型..........................................................................................102.1超临界锅炉设置启动系统的主要任务..................................................................................102.1.1直流锅炉与汽包锅炉的区别........................................................................................113超临界锅炉启动系统的结构......................................................................................................133.1启动分离器..............................................................................................................................133.2贮水箱......................................................................................................................................143.3超临界锅炉启动系统的分类..................................................................................................153.3.1外置式分离器启动系统................................................................................................163.3.2内置式分离器启动系统................................................................................................164超临界锅炉启动系统的启停过程..............................................................................................194.1扩容式启动系统的启停过程.................................................................................................194.2带循环泵式启动系统的启动过程.........................................................................................194.3超临界锅炉干湿态转换过程..................................................................................................204.4锅炉的冷态启动......................................................................................................................22结论............................................................................................................................................23参考文献.........................................................................................................................................24致谢............................................................................................................................................25西安电力高等专科学校31绪论1.1超临界锅炉的概念锅炉内的工质都是水，水的临界压力是：22.115MPa374.15℃；在这个压力和温度时，水和蒸汽转化汽化潜热等于零，不存在两相区，即水变成蒸汽是连续的，并以单相形式进行，就叫水的临界点，炉内工质压力低于这个压力就叫亚临界锅炉，大于这个压力就是超临界锅炉，目前,国内将工质压力大于26MPa被称为超超临界锅炉,准确的说应该叫高效超临界锅炉。1.2超临界锅炉的特点（1）超临界和超超临界火电技术由于参数本身的特点决定了超临界锅炉只能采用直流锅炉，和一般亚临界锅炉相比,取消了汽包，并能快速启停。（2）超临界锅炉和超超临界锅炉本体金属消耗量最少，锅炉炉体重量轻。（3）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，汽水分离器起到一个蒸汽联箱的作用。（4）为了达到较高的重量流速，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。（5）超临界机组和一般亚临界机组相比具有无可比拟经济性，单台机组发电热效率最高可达50%，每kW/h煤耗最低仅有255g（丹麦BWE公司），较亚临界压力机组（每kW/h煤耗最低约有327g左右）煤耗低；（6）超临界锅炉和超超临界锅炉的燃烧系统都采用低氧化氮技术，在燃烧过程中减少65%的氮氧化合物及其它有害物质的形成，且脱硫率可超98%，可实现节能降耗、环保的目的。（7）在超临界锅炉内随着压力的提高，水的饱和温度也随之提高，汽化潜热减少，水和汽的密度差也随之减少。当压力提高到临界压力（22.12Mpa）时，汽化潜热为0，汽和水的密度差也等于零，水在该压力下加热到临界温度（374.15℃）时即全部汽化成蒸汽。超临界压力临界压力时情况相同，当水被加热到相应压力下的相变点（临界温度）时即全部汽化。因此超临界压力下水变成蒸汽不再存在汽水两相区，由此可知，超临界压力直流锅炉由水变成过热蒸汽经历了两个阶段即加热和过热，而工质状态由水逐渐变成过热蒸汽。因此超临界直流锅炉没有汽包，启停速度快，与一般亚临界汽包炉相比，超临界直流锅炉启动到满负荷运行，变负荷速度相比于一般亚临界机组可提高1倍左右。（8）超临界锅炉和一般亚临界锅炉相比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。超临界锅炉启动系统毕业设计4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。（9）超临界锅炉在运行时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，水冷壁的流动阻力的增大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。（10）超临界锅炉和一般亚临界锅炉相比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