鍋爐｜同樣是 600 MW級,超臨界與亞臨界鍋爐本體的區(qū)別

鍋爐I同樣是600MW級，超臨界與亞臨界鍋爐本體的區(qū)別電力百科第2期：超/亞臨界一、蒸汽參數(shù)與爐型水的臨界壓力為22.115MPa,臨界溫度為347.12°C。在臨界點上，水與汽的參數(shù)完全相同，兩者的差別消失，汽化潛熱趨向于零，即汽化在一瞬間完成。鍋爐的型式主要取決于蒸汽參數(shù)和容量,有自然循環(huán)爐、控制循環(huán)爐、直流爐及復合循環(huán)直流爐4種。直流爐適合于超臨界亞臨界參數(shù)，自然循環(huán)及控制循環(huán)爐只適宜于亞臨界及亞臨界以下壓力參數(shù)。如采用亞臨界參數(shù)，則直流爐、自然循環(huán)和控制循環(huán)汽包爐都是可選用的方案。如元寶山電廠600MW亞臨界參數(shù)鍋爐采用的是本生型強制循環(huán)直流爐；北侖電廠1號爐和平圩電廠兩臺600MW鍋爐采用控制循環(huán)汽包爐;北侖電廠2號爐采用自然循環(huán)方式。采用超臨界參數(shù)時均采用強制循環(huán)直流鍋爐。國際上超臨界參數(shù)鍋爐的過熱蒸汽（汽機進口）壓力一般采用24.2、25.3和26.4MPa3個級別;過熱和再熱蒸汽溫度通常設計為538C，也有采用566C的;大多采用一次再熱，采用兩次再熱的只占超臨界機組中的15%，因兩次再熱雖能改善經濟性，但管路復雜，耗用鋼材也多。石洞口二廠兩臺600MW超界參數(shù)鍋爐采用的是超臨界螺旋管圈直流鍋爐，過熱蒸汽（鍋爐出口）壓力為25.4MPa，溫度為541°C,中間再熱級數(shù)為一次，再熱蒸汽溫度為569°C。二、典型600MW級機組鍋爐設計規(guī)范及結構特性參數(shù)三、鍋爐本體的特點超臨界機組與亞臨界機組在燃燒系統(tǒng)、過熱器和再熱器系統(tǒng)的差異不是太大，主要差別比較大的是水冷系統(tǒng)、鍋爐啟動系統(tǒng)。1、水冷系統(tǒng)北侖電廠1號爐和平圩電廠鍋爐都是CE型亞臨界控制循環(huán)鍋爐。在其下降管回路中均設循環(huán)泵，以提供足夠的壓頭來保證在任何運行工況下能進行充分的強迫循環(huán)。每爐有3臺循環(huán)水泵，每泵能滿足60%的額定負荷?？紤]到亞臨界參數(shù)下汽包壁厚增加，起停過程中上下壁溫差值較大因而限制起停速度，汽包壁采取上下不等壁厚結構，并采用環(huán)形夾層，使汽包內壁溫接近于汽水混合物溫度，使上下壁溫差均勻而且減小，可快速起停。鍋爐汽包的工作水位比一般自然循環(huán)鍋爐低，可運行范圍達300mm，這是因為有循環(huán)水泵來產生循環(huán)動力，水位已不是產生循環(huán)動力的重要因素，而且給水直接引入下降管入口處，欠焓較大，水位低時該處亦不易產生汽化。超臨界直流爐的水冷壁主要采用螺旋式水冷壁管型和一次垂直上升管屏式。早期的超臨界直流鍋爐大多采用B&W公司的UP型直流爐、CE公司的復合循環(huán)型直流爐和F&W公司的F&W型直流爐。70年代中期開發(fā)螺旋管圈直流爐，由于能滿足變壓運行和快速變負荷要求，因此發(fā)展較快。石洞口二廠的兩臺超臨界機組均采用螺旋式水冷壁。水冷壁采用光管焊成膜式壁從冷灰斗盤旋上升，到爐膛出口折焰角中間集箱，然后由集箱引入上部垂直上升水冷壁，另一部分引入折焰角，然后全部進入置于前墻的汽水分離器。螺旋式水冷壁的所有管子沿爐膛四周盤旋上升，均勻地分布在爐膛四周，在任一高度所有管子的受熱幾乎相同，故比較適用于變壓運行。直流鍋爐水冷壁的設計往往難以兼顧爐膛周界尺寸與必需具有足夠的質量流速的矛盾。而螺旋管圈水冷壁只要增減螺旋上升角度，就可以改變管數(shù)，在保證足夠的質量流速的同時，其管徑和管數(shù)可不受爐膛周界尺寸的限制，在管徑選用上有一定的靈活性。圈數(shù)太少會喪失螺旋管圈減少吸熱量偏差方面的優(yōu)點，而太多會增加水的流通阻力，一般推薦圈數(shù)為1.5?2.5圈，石洞口二廠鍋爐的圈數(shù)為1.74圈。2、鍋爐啟動系統(tǒng)平圩電廠鍋爐過熱器設有一根5%額定負荷容量的啟動小旁路管，將汽包飽和蒸汽經減壓后排至凝汽器。此小旁路在啟動過程中全開，直到汽機并網后才關閉。該旁路可提高過熱器出口溫度并限制蒸汽壓力的上升速度，使蒸汽參數(shù)可較快地達到汽機沖轉要求。根據(jù)美國經驗，采用5%小旁路系統(tǒng)，可使鍋爐熱態(tài)啟動從點火到汽機沖轉并網僅40min即可完成。超臨界直流鍋爐啟動時要求保證從啟動MCR全過程的安全性，防止亞臨界參數(shù)下的膜態(tài)沸騰和超臨界參數(shù)下的管壁超溫以及沿寬度方向上的溫度偏差。根據(jù)要有一定的啟動流量和啟動壓力。一開始升壓就必須不間斷地向鍋爐進水，維持足夠的工質流速和壓力使受熱面得以冷卻。但考慮到啟動熱損失和分離器容量，原則上在可靠冷卻前提下質量流量盡量選得小些,通常為25%?35%MCR。超臨界鍋爐內的爐水被加熱到相應壓力下的臨界溫度時全部汽化，不再存在汽、水兩相區(qū)。由水變成蒸汽經歷兩個階段，即加熱階段和過熱階段。水冷壁自啟動至37%MCR負荷時，運行方式與汽包鍋爐相似，汽水分離器充當汽包的作用，分離出的水排入疏水擴容器實現(xiàn)工質回收。當負荷到37%MCR時，汽水分離器由濕態(tài)切換到干態(tài)。37%MCR到85%MCR時，鍋爐作變壓直流運行，這時內置式汽水分離充當集汽箱的作用。汽水分離器是直流鍋爐啟動系統(tǒng)中的一個重要部分，有內置式和外置式之分。石洞口電廠鍋爐采用內置式汽水分離器。啟動時汽水分離器能起固定蒸發(fā)終點的作用，啟動完畢后不從系統(tǒng)中切除，而是串聯(lián)在汽水流程內。當分離器切換到干態(tài)運行后，自動控制由水位控制改變?yōu)楣べ|溫度控制，工作參數(shù)（壓力和溫度）要求比較高，