超臨界鍋爐的主要特點(diǎn)
1. 取消汽包,能快速啟停。與自然循環(huán)鍋爐相比,直流鍋爐從冷態(tài)啟動(dòng)到滿負(fù)荷運(yùn)行,變負(fù)荷速度可提高一倍左右。
2. 在超臨界壓力范圍內(nèi)運(yùn)行的直流鍋爐水冷壁管內(nèi)工質(zhì)溫度隨吸熱量而變,即管壁溫度隨吸熱量而變。因此,熱偏差對(duì)水冷壁管壁溫度的影響作用增大。
3. 鍋爐本體金屬消耗量小,鍋爐質(zhì)量小,降低鍋爐制造成本。
4. 水冷壁流動(dòng)阻力全部依靠給水泵來克服,這部分阻力約占汽水流程全部阻力的35%左右。所需的給水泵壓頭高,既提高了制造成本,又增加了運(yùn)行耗電量。
5. 啟停速度和變負(fù)荷速率受到過熱器出口聯(lián)箱的應(yīng)力限制,但主要限制因素是汽輪機(jī)的熱應(yīng)力和脹差。
6. 變壓運(yùn)行的超臨界參數(shù)直流鍋爐,在亞臨界壓力范圍和超臨界壓力范圍內(nèi)工作時(shí),都存在工質(zhì)的熱膨脹現(xiàn)象,但在溫態(tài)、熱態(tài)、極熱態(tài)啟動(dòng)階段汽水膨脹量。同時(shí),在亞臨界壓力低干度區(qū)可能出現(xiàn)膜態(tài)沸騰。因此,任何階段都必須限制水冷壁壁溫飛升。
7. 為了達(dá)到較高的質(zhì)量流速,必須采用小管徑水冷壁。這樣不但提高了傳熱能力,而且節(jié)省金屬,減小了爐墻質(zhì)量,同時(shí)減小了鍋爐熱慣性,鍋爐蓄熱量變小,加快啟動(dòng)速度。
8. 采用復(fù)合變壓運(yùn)行的超臨界本生直流鍋爐,隨著負(fù)荷的降低,過熱器出口汽壓將逐步降低,在更低的負(fù)荷時(shí),將在亞臨界參數(shù)下運(yùn)行,鍋爐各部份(省煤段、蒸發(fā)段、過熱和再熱段)的吸熱量和比率都發(fā)生著動(dòng)態(tài)變化,特別是蒸發(fā)段,每公斤的工質(zhì)要吸收更多的熱量,須注意升降負(fù)荷時(shí),出現(xiàn)的過燒(over firing)和欠燒(under firing)現(xiàn)象的影響。
9. 隨著負(fù)荷降低,工作條件極為惡劣的水冷壁中,質(zhì)量流速也按比例下降。在直流方式下,工質(zhì)流動(dòng)的穩(wěn)定性受到影響,為了防止出現(xiàn)流動(dòng)多值性、脈動(dòng)等不穩(wěn)定現(xiàn)象,須限定直流運(yùn)行負(fù)荷時(shí)的質(zhì)量流速。
10. 在進(jìn)入臨界壓力點(diǎn)以下低負(fù)荷運(yùn)行時(shí),與亞臨界機(jī)組一樣,必須重視水冷壁管內(nèi)兩相流的傳熱和流動(dòng),要防止發(fā)生膜態(tài)沸騰導(dǎo)致水冷壁管金屬超溫爆管。
11. 由于降低負(fù)荷后,省煤器段的吸熱量減少,按MCR工況設(shè)計(jì)布置的省煤器在低負(fù)荷時(shí)有可能出現(xiàn)出口處汽化,它將影響水冷壁流量分配,導(dǎo)致流動(dòng)工況惡化,故須限制省煤器的吸熱量。
12. 負(fù)荷降低后,爐膛水冷壁的吸熱不均將加大,須注意防止因水冷壁管圈吸熱不均導(dǎo)致溫度偏差增大。
13. 在整個(gè)變壓運(yùn)行中,蒸發(fā)點(diǎn)的變化,使單相和兩相區(qū)水冷壁金屬溫度將變化,須注意水冷壁及其剛性梁體系的熱膨脹設(shè)計(jì),并防止頻繁變化引起承壓件上出現(xiàn)疲勞破壞。
14. 由于壓力降低,飽和汽溫下降,煙氣和蒸汽之間的溫差增加,過熱器的焓增比定壓運(yùn)行機(jī)組要大,又促使汽溫進(jìn)一步升高,故須考慮較大的減溫器容量,同時(shí)還要保證各種負(fù)荷下的噴水量。
15. 直流鍋爐要求的給水品質(zhì)高,要求凝結(jié)水進(jìn)行100%的除鹽處理。在啟動(dòng)階段,對(duì)于鍋爐的受熱面及給水系統(tǒng)管道應(yīng)進(jìn)行化學(xué)清洗,將含鐵量不符合要求的工質(zhì)通過旁路系統(tǒng)直接排往凝汽器,避免三氧化二鐵等固體顆粒對(duì)汽輪機(jī)動(dòng)葉片和靜葉片造成侵蝕??刂葡到y(tǒng)復(fù)雜,調(diào)節(jié)裝置費(fèi)用較高。
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