一、超临界直流锅炉水冷壁的工作特点

某发电厂锅炉水冷壁为螺旋管圈水冷壁，采用螺旋冷灰斗加中间混温集箱过渡的形式，即下部螺旋管圈水冷壁沿炉膛周界上升至折焰角以下，通过过渡集箱与炉膛上部垂直管相连。这种水冷壁的工作特点是：

1.不受炉膛周界的的限制，可灵活选择并联工作的水冷壁管子根数和管径，保证较大的质量流速ρω。

2.由于同一管带中的各管子以相同方式从下到上绕过炉膛内受热最强的区域和受热最小的区域，因此沿宽度方向热偏差小，高度方向热偏差大。对于因燃烧火焰偏斜或局部结渣而引起的热负荷不均具有很强的抗衡能力。

3.水冷壁中的工质在下辐射区一次性沿着螺旋管圈上升，没有中间联箱，共质在比容变化最大的阶段避免了再分配。

4.水冷壁管子长，流动阻力大，水动力特性稳定。

5.可以不采用内螺纹管而实现锅炉的变压运行和带中间负荷的要求，能适应机组的快速启动和滑压运行，具有良好的负荷适应性。

6.取消汽包，能快速启停。金属消耗量少。水泵消耗功率大。

7.采用30%旁路系统，有再循环泵，启停时安全性好，回收工质和热量。

8.水冷壁的金属储热量和工质储热量最小，即热惯性小，使快速起停的能力进一步提高，适应机组调峰的要求。但热惯性小也带来问题，它使水冷壁对热偏差的敏感性增强。

9.低负荷运行时，给水流量和压力降低，受热面人口的工质欠焓增大，容易发生水动力不稳定。

10.变压运行的超临界参数直流锅炉，在亚临界压力范围和超临界压力范围内工作时，都存在工质的热膨胀现象。并且在亚临界压力范围内可能出现膜态沸腾;在超临界压力范围内可能出现类膜态沸腾。

11.由于吸热偏差小，水冷壁进口可以不设置改善分配的节流圈，降低了阻力损失。

12.适用于大容量锅炉。

13.安置组合率低，悬吊复杂。

二、超临界直流锅炉启动系统的主要任务与工作过程

超临界锅炉的启动系统是超临界机组的一个重要组成部分。

由于超临界锅炉没有固定的汽水分离点，在锅炉启动过程中和低负荷运行时，给水量会小于炉膛保护及维持流动稳定所需的最小流量，设置启动系统的主要目的就是在锅炉启动、低负荷运行及停炉过程中，通过启动系统建立并维持炉膛内的最小流量，以保护炉膛水冷壁，同时满足机组启动及低负荷运行的要求。超临界直流锅炉启动系统的主要任务是：

1.建立启动压力和启动流量，保证给水连续地通过省煤器和水冷壁，尤其是保证水冷壁的足够冷却和水动力的稳定性。

2.回收锅炉启动初期排出的热水，汽水混合物，饱和蒸汽以及过热度不足的过热蒸汽，以实现工质和热量的回收。

3.在机组启动过程中实现锅炉各受热面之间和锅炉与汽机之间工质状态的配合。单元机组启动过程初期，汽机处于冷态，为了防止温度不高的蒸汽进入汽轮机后凝结成水滴，造成叶片的水击，启动系统应起到固定蒸发受热面终点，实现汽水分离的作用。从而使给水量调节、汽温调节和燃烧量调节相对独立，互不干扰。

4.启动系统设置汽轮机旁路系统，保护再热器。

**发电厂采用美国B&W公司设计的启动系统系统(见附图1)，本系统为内置式启动系统，锅炉设计的最低直流负荷(即本生点)为30%BMCR。启动系统的工作过程是：给水进入省煤器入口集箱，经过省煤器、炉膛到汽水分离器，分离后的水通过分离器下部的贮水箱由再循环泵再次送入省煤器。分离后的蒸汽进入锅炉尾部包墙，然后依次流经一级过热器、屏式过热器、中间过热器和末级过热器，最后由主蒸汽管道引出。在30%以上的负荷，启动系统关闭，锅炉进入直流运行状态。此时给水量与进入汽机的蒸汽量相等。

锅炉冷态启动时，首先通过给水泵给锅炉上水。在此期间省煤器放气阀打开，以便排除省煤器中的空气。当贮水箱中的水位达到高水位后，高水位控制阀(341)开启，以控制贮水箱中的水位。

在点火之前，给水品质应符合标准所推荐的要求。如果给水品质不良，比如在长时间停炉之后，可以用给水泵将水送入炉膛，经汽水分离器后，由贮水箱排至冷凝器，此时的流量约为30%BMCR。不合格的水可以根据污染程度的不同，或是经冷凝器送入水处理设备，或是就地排放。

给水品质满足要求后，可减小给水泵流量，其中4%BMCR的流量直接进入省煤器，另外3%BMCR流量经过冷水管道进入贮水箱，此时再循环泵启动，建立循环。进入省煤器的流量为30%。贮水箱水位由高水位控制阀控制。

锅炉点火后，水在炉膛中被迅速加热，形成气泡，并迅速膨胀。此时应将两个高水位控制阀全部打开，以控制贮水箱中的水位。随蒸汽流量的增加，给水泵应逐渐加大负荷以维持锅炉负荷增加的需要。当汽机主汽阀前的蒸汽压力达到汽机冲转所需的最低压力后，汽机可以进行冲转。

随燃烧率和负荷的提高，进入汽水分离器的蒸汽质量百分比也逐渐增加。在锅炉负荷提高到本生点以上后，进入汽水分离器的将全部是蒸汽。此时锅炉进入直流运行模式，再循环泵关闭。锅炉启动系统由暖管系统时刻维持一定的温度热备用。

锅炉机组的停运与启动是两个相反的过程。在锅炉停炉过程中，锅炉和汽机的负荷在本生点以上是不断降低的。当负荷降至30%BMCR时，应开启再循环泵。随着燃烧率和负荷的持续下降，在汽水分离器中将有水被分离出来。随负荷进一步降低，越来越多的水从分离器中被分离出来。此时应逐渐降低给水泵的出力，同时增加再循环泵的出力，以达到维持锅炉炉膛最低工质流量的要求，并且贮水箱的水位应保持在适当高度。在汽机达到最小负荷时，锅炉和汽机可以停运。