【正文】 超大容量發(fā)展 ， 仍采用單火球 Π 型爐 ，則要求爐膛出口高度增大 ， 這樣除了爐膛出口后的左 、 右側(cè)存在煙氣能量不平衡外 ， 上 、 下方向也會出現(xiàn)同樣問題 ， 另外過高的管屏內(nèi)外圈管吸熱量差異加大 ， 外圈管受熱行程長 ， 則易過熱 。 另外 ， 鍋爐布置型式與燃燒方式有一定關(guān)系 ， 兩者應(yīng)合理搭配 。 2） 空氣預(yù)熱器 、 送風(fēng)機(jī) 、 引風(fēng)機(jī)及除塵器等笨重設(shè)備都布置在鍋爐頂部 ， 加重了鍋爐構(gòu)架和廠房的負(fù)載 ， 因而使造價(jià)增大 。 （ 2） 取消了不宜布置受熱面的轉(zhuǎn)彎室 ， 煙氣流動方向一直向上不變 ， 可以大大減輕對流受熱面的局部磨損 ， 因此 ， 對燃用多灰分燃料特別有利 。 大容量鍋爐如果采用管式空氣預(yù)熱器時(shí) ， 因?yàn)椴槐阒У?， 而且尾部煙道高度不夠 ， 就不宜采用這種布置 。 （ 3） 煙氣在爐內(nèi)流動要經(jīng)兩次轉(zhuǎn)彎 ， 造成煙氣在爐內(nèi)的速度場 、 溫度場和飛灰濃度場不均勻 ， 影響傳熱效果 ， 并導(dǎo)致對流受熱面局部飛灰磨損嚴(yán)重 。 （ 6） 尾部受熱面檢修方便 。 （ 2） 鍋爐及廠房的高度較低 。 在超超臨界機(jī)組參數(shù)范圍的條件下主蒸汽壓力提高 1MPa， 機(jī)組的熱耗率就可下降 ％ ～%。 1000MW等級超超臨界機(jī)組方案具有效率高 、 單位千瓦投資省 、 人員少 、 維護(hù)費(fèi)用低及同容量電廠建設(shè)周期短 ， 建筑用地少等綜合優(yōu)點(diǎn) ， 同時(shí)也適應(yīng)我國電力工業(yè)的發(fā)展和符合電網(wǎng)對機(jī)組容量的需求 ， 將成為反映我國電力工業(yè)技術(shù)水平的 代表性機(jī)組 。 我國華能石洞口二廠兩臺 600MW超臨界機(jī)組投運(yùn)后第二年可用系數(shù)可達(dá)到 %和 %。 1980年美國公布的 71臺超臨界機(jī)組和 27臺亞臨界機(jī)組運(yùn)行統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)表明，兩類機(jī)組可用率已沒有差別。 ?歐洲計(jì)劃用 10年至 15年的時(shí)間 將發(fā)電效率提高到 52～ 55% 。 部分超（超）臨界機(jī)組經(jīng)濟(jì)性舉例 電廠 項(xiàng)目 蒸汽參數(shù) 機(jī)組效率 ,% 投運(yùn)年份 丹麥 Vesk 電廠 407 MW MPa,560 ℃ /560 ℃ 45 . 3 1992 法國 STAUD I NGE 廠 550 MW 25 MPa,540 ℃ /560 ℃ 1992 德國 ROSTOCK 電廠 559 MW 25 MPa,540 ℃ /560 ℃ 1994 韓國 500 MW 24 MPa,538 ℃ /538 ℃ 41 石洞口二廠 600 MW MPa,538 ℃ /566 ℃ 1992 日本松蒲電廠 1000 MW MPa,598 ℃ /596 ℃ 44 1997 丹麥 Nordjylland 電廠 410 MW MPa,580 ℃ /580 ℃ /580 ℃ 47 1998 西門子設(shè)計(jì) 4001000 MW MPa,589 ℃ /600 ℃ 45 1999 歐洲 Future Ⅰ MPa,610 ℃ /630 ℃ 50 2022 歐洲 Future Ⅱ MPa,700 ℃ /720 ℃ 5255 2022 平圩電廠 600 MW ( 亞臨界 ) 17 MPa,537 ℃ /537 ℃ 1989 超 超）臨界機(jī)組的可靠性 美國初期 蒸汽參數(shù)過高，當(dāng)時(shí)冶金工業(yè) 難以提供滿足31MPa， 621/566/566℃ 的合理鋼材，投運(yùn)后事故頻繁，可靠性、可用率低，后降低參數(shù)運(yùn)行，取得了比較滿意的業(yè)績。 607天的記錄。 目前超臨界機(jī)組的可用率與亞臨界機(jī)組相當(dāng)。 考慮到我國地區(qū)及電網(wǎng)的差異及條件 ， 常規(guī)超臨界 （ ℃ /566 ℃ ） 600MW機(jī)組 ，以及 600MW等級超超臨界機(jī)組 ， 更能適應(yīng)我國廣大內(nèi)陸地區(qū)的低背壓條件 、 適用于國內(nèi)各個(gè)電網(wǎng)條件 ， 適用于現(xiàn)有的設(shè)備運(yùn)輸條件 ， 并可與 1000MW等級容量機(jī)組形成系列化 。 主蒸汽溫度每提高 10℃ ， 機(jī)組的熱耗率就可下降 ％ ～ ％ ；再熱蒸汽溫度每提高 10℃ ， 機(jī)組的熱耗率就可下降 ％ ～％ ；在一定的范圍內(nèi) ， 如果增加再熱次數(shù) ，采用二次再熱 ， 則其熱耗率可較采用一次再熱的機(jī)組下降正 ％ ～ ％ 。 （ 3） 在水平煙道中可以采用支吊方式比較簡單的懸吊式受熱面 。 （ 7） 鍋爐本身以及鍋爐和汽輪機(jī)之間的連接管道都不太長 。 （ 4） 大容量鍋爐中 ， 在尾部煙道中要布置足夠的尾部受熱面有困難 ， 特別是在燃用低發(fā)熱值的劣質(zhì)煤時(shí)更顯得突出 。 但如果采用回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器時(shí) ， 則采用這種布置型式比較適宜 。 （ 3） 鍋爐本身有自身通風(fēng)作用 ， 煙氣流動阻力也較小 。 3） 安裝及檢修均較復(fù)雜 。 （ 3） 燃燒方式 煤粉的燃燒方式 ， 主要有四角 （ 六角 ， 八角 ） 切向燃燒方式 ， 墻式燃燒方式 （ 前墻燃燒和對沖燃燒 ） 和 W型火焰燃燒方式 （ 也稱拱式燃燒 ） 三種 。尤其對超超臨界參數(shù) ， 主汽及再熱汽溫將會高達(dá)580 ℃ ～ 600℃ ， 即便選用新型奧氏體鋼 ， 也還是須考慮管屏下部迎火管段的超溫問題 。這種布置方式使?fàn)t膛為長方形 ， 而且改變了爐膛出口煙氣能量的分布 。 旋流式燃燒器前后墻對沖布置和直流式燃燒器切向布置相比，其主要優(yōu)點(diǎn)是上部爐膛寬度方向上的煙氣溫度和速度分布比較均勻，使過熱蒸汽溫度偏差較小，并可降低整個(gè)過熱器和再熱器的金屬最高點(diǎn)溫度。另外 ， 形成和控制 W型火焰使充滿整個(gè)爐膛 ， 要求成熟的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)和較高的運(yùn)行水平 。 UP爐的主要特點(diǎn)是采用全焊膜式水冷壁，工質(zhì)一次或二次上升，連接管多次混合，每個(gè)回路焓增較小，并有較高的質(zhì)量流速，可保持水冷壁可靠的冷卻。管圈自爐膛底部沿爐膛四周盤旋上升至爐膛折焰角處，爐膛上部管屏改變?yōu)榇怪鄙仙芷粒岳诠茏哟皯业踅Y(jié)構(gòu)的布置。 螺旋管圈水冷壁爐管現(xiàn)有兩種型式，一種是光管，另一種是內(nèi)螺紋管。 采用螺旋管水冷壁具有如下的優(yōu)點(diǎn)： 1） 蒸發(fā)受熱面采用螺旋管圈時(shí) ， 管子數(shù)目可按設(shè)計(jì)要求而選取 ， 不受爐膛大小的影響 ， 可選取較粗管徑以增加水冷壁的剛度； 2） 螺旋管圈熱偏差小 ， 工質(zhì)流速高 ， 水動力特性比較穩(wěn)定 ， 不易出現(xiàn)膜態(tài)沸騰 ， 又可防止產(chǎn)生偏高的金屬壁溫； 3） 無中間混合聯(lián)箱 ， 不會產(chǎn)生汽水混合物不均勻分配的問題； 4） 可采用光管 ， 不必有制造工藝較復(fù)雜的內(nèi)螺紋管 ，而可實(shí)現(xiàn)鍋爐的變壓運(yùn)行和帶中間負(fù)荷的要求 。 與光管相比 ， 內(nèi)螺紋管的傳熱特性較好 。 比螺旋管圈結(jié)渣輕 。 超臨界鍋爐水冷壁型式的選擇： 上述幾種水冷壁的型式各有利弊 ， 但從實(shí)際應(yīng)用來看 ， 世界各國變壓運(yùn)行鍋爐水冷壁普遍采用了螺旋管圈型式 ， 在我國也有良好的運(yùn)行業(yè)績 。 三、超臨界鍋爐機(jī)組運(yùn)行方式 （ 1） 低負(fù)荷滑壓運(yùn)行 丹麥和歐洲的超臨界機(jī)組的良好性能是基于低負(fù)荷滑壓運(yùn)行，即主汽壓力隨著負(fù)荷的降低而降低，日本的部分超超臨界機(jī)組也是低負(fù)荷滑壓運(yùn)行。 （ 5） 啟動時(shí)間 （ min） 啟動狀態(tài) 點(diǎn)火到并網(wǎng) 并網(wǎng)到額定負(fù)荷 熱態(tài) 35～ 45 30~45 溫態(tài) 100～ 115 80~90 冷態(tài) 100～ 190 95~150 高蒸汽參數(shù)對鍋爐變負(fù)荷運(yùn)行特性的影響 (a)高參數(shù)對鍋爐變負(fù)荷速率的影響 一般亞臨界自然循環(huán)汽包鍋爐允許變負(fù)荷速度為 ％ MCR/min， 控制循環(huán)汽包鍋爐變負(fù)荷速度為 ％ MCR／ min， 而螺旋管圈式直流鍋爐允許變負(fù)荷速度為 5％ ~8％ MCR／ min。 因此超臨界鍋爐允許負(fù)荷變化速度還是較大的 。 同時(shí) ， 頻繁的投運(yùn)啟動分離器系統(tǒng) ， 將使其閥門受到損傷 。 鍋爐滑壓運(yùn)行應(yīng)注意的幾個(gè)問題 超超臨界直流鍋爐在滑壓運(yùn)行時(shí) ， 水冷壁內(nèi)的工質(zhì)隨負(fù)荷的變化會經(jīng)歷高壓 、 超高壓 、 亞臨界和超臨界壓力區(qū)域 ， 并在不同的壓力下可能產(chǎn)生以下問題 : ， 水冷壁中的質(zhì)量流速也按比例下降 。 四、超臨界機(jī)組發(fā)展概況 從上個(gè)世紀(jì) 50年代開始，世界上以美國、前蘇聯(lián)和德國等為主的工業(yè)化國家就已經(jīng)開始了對超臨界和超超臨界發(fā)電技術(shù)的研究。 1953年前蘇聯(lián)首期 5臺超臨界 300MW機(jī)組投運(yùn)； 1967年和 1968年相繼投運(yùn) 500MW和 800MW機(jī)組 ， 1981年單軸 1200MW投運(yùn)。起步參數(shù)就是超超臨界參數(shù)，從 60年代后期開始美國超臨界機(jī)組大規(guī)模發(fā)展時(shí)