基本介紹
- 中文名：超臨界壓強鍋爐
- 外文名：supercritical pressure boiler
- 表壓：22.1兆帕
- 出口蒸汽壓強：超過水的臨界壓力
- 特點：蒸汽質量高，熱焓值高等
總體結構,運行參數確定原則,水汽流程,特點,蒸汽質量高,相態穩定性好,熱焓值高,
總體結構
超臨界壓強鍋爐整體布置為單爐膛、一次再熱、全懸吊結構Ⅱ型布置、全鋼架、燃燒器前後牆布置對沖燃燒，爐膛尾部煙道為雙煙道，採用擋板調溫。與亞臨界壓強鍋爐相比，在鍋爐整體結構上有一定的相似之處，大多數同類受壓元件也基本相類似，例如垂直水冷壁、絕大部分的過熱器、再熱器及集箱等受壓件，在結構上均沒有太大的差別，只是在材料的選用等級上有所不同，高強度等級的耐熱鋼、不鏽鋼等材料選用較多。但在某些受壓元件的具體結構上差異很大，同時也出現了一些新型結構的受壓元件。例如，由於沒有明顯的汽水分界面，超臨界壓強鍋爐中沒有鍋筒，而在鍋爐前部上方布置汽水分離器，在鍋爐啟動時代替鍋筒的功能；雖然爐膛水冷壁均為膜式水冷壁，但下部水冷壁及灰斗採用螺旋管圈，螺旋管圈的傾角約18。，上部水冷壁為垂直管屏，以利於採用懸吊結構；在折焰角附近布置了環繞爐膛四周的中間混合集箱，螺旋管圈通過此集箱與垂直管屏相連。
運行參數確定原則
由於水在超臨界狀態後有某些特定的性質，最主要的就是在當壓力比≤1.2範圍內，溫度處於擬臨界溫度附近時，水的某些物性會發生劇烈的變化，尤其是比熱容急劇增大，存在一個大比熱區。在大比熱區內管壁與水的換熱有如下特點：①在熱負荷較小，質量流速較大時，接近大比熱區的工質換熱係數很大。②熱負荷較高、質量流速較小時，大比熱區的工質的換熱係數突然減小，管壁溫度飛升，會出現傳熱惡化現象，從理論上分析在此壓力下水的液-汽相變很不穩定，因此在確定超臨界下運行參數應充分考慮該現象，主要是控制好兩個方面的參數：一是在臨界壓力時溫度要快速通過擬臨界溫度；二是保持較大的鍋爐排量(不低於7t/h)。同時考慮到要使蒸汽具有最高的熱焓值及鍋爐的承受能力，來確定最佳注汽參數。
水汽流程
超臨界壓強鍋爐水汽流程如下：從水處理裝置來的除鹽水(20℃左右)進入柱塞泵升壓，在泵前裝有入口減震器，以保證入口水的穩定供應；在泵的出口裝有出口減震器，以保證出口水的壓力平穩。給水先進入給水預熱器殼程，使給水溫度提高到煙氣露點以上(121℃左右)，以避免煙氣低溫腐蝕。經預熱後的水進入對流低溫區，在這裡吸收熱量後(199℃左右)進入輻射段低溫區進一步加熱(334℃左右)，然後再進入給水預熱器內管作為熱源加熱給水，經冷卻後(252℃左右)又重新進入輻射段高溫區，水在輻射段高溫區經加熱後(370℃左右)進人對流段的高溫區進行汽化(或過熱)(390℃左右)，最後出鍋爐本體。
特點
蒸汽質量高
由於超臨界壓強鍋爐具有生產過熱蒸汽的能力，所以與同壓力條件下亞臨界壓強鍋爐相比所生產的蒸汽質量明顯要高。
相態穩定性好
亞臨界下，水蒸氣在加壓條件會發生液化現象，這樣在注汽的過程中當井底的壓力大於井口壓力時，蒸汽的乾度會有較大幅度的下降，從而影響注汽效果。而在超臨界下，蒸汽的相態非常穩定，不會隨壓力變化而發生相變，從而保證到井底後依然是蒸汽狀態，有利於對油層的加溫和保護，提高注汽效果。
熱焓值高
從理論上來講超臨界壓強鍋爐生產的是過熱蒸汽，這樣就比亞臨界壓強鍋爐70%乾度的濕蒸汽在熱焓值上多了30%的汽化潛熱和3~5度的過熱度所含的熱值，從而具有更高的熱焓值。為了更直觀的表現出兩種鍋爐生產蒸汽質量的差別，可用水汽特性圖來定量的進行一下比較。
