大型超临界锅炉的特点
超临界火电技术由于参数本身的特点决定了超临界锅炉只能采用直流锅炉，在超临界锅炉内随着压力的提高，水的饱和温度也随之提高，汽化潜热减少，水和汽的密度差也随之减少。当压力提高到临界压力（22.12Mpa）时，汽化潜热为0，汽和水的密度差也等于零，水在该压力下加热到临界温度（374.15℃）时即全部汽化成蒸汽。超临界压力临界压力时情况相同，当水被加热到相应压力下的相变点（临界温度）时即全部汽化。因此超临界压力下水变成蒸汽不再存在汽水两相区，由此可知，超临界压力直流锅炉由水变成过热蒸汽经历了两个阶段即加热和过热，而工质状态由水逐渐变成过热蒸汽。因此超临界直流锅炉没有汽包，启停速度快，与一般亚临界汽包炉相比，超临界直流锅炉启动到满负荷运行，变负荷速度可提高1倍左右，变压运行的超临界直流锅炉在亚临界压力范围内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。超临界直流锅炉要求的汽水品质高，要求凝结水进行100%除盐处理。由于超临界直流锅炉水冷壁的流动阻力全部依靠给水泵克服，所需的压头高，即提高了制造成本又增加了运行耗电量且直流锅炉普遍存在着流动不稳定性、热偏差和脉动水动力问题。另外，为了达到较高的质量流速，必须采用小管径水冷壁，较相同容量的自然循环锅炉超临界直流锅炉本体金属耗量最少，锅炉重量轻，但由于蒸汽参数高，要求的金属等级高，其成本高于自然循环锅炉。
超临界机组具有无可比拟经济性，单台机组发电热效率最高可达50%，每kW?h煤耗最低仅有255g（丹麦BWE公司），较亚临界压力机组（每kW?h煤耗最低约有327g左右）煤耗低；同时采用低氧化氮技术，在燃烧过程中减少65%的氮氧化合物及其它有害物质的形成，且脱硫率可超98%，可实现节能降耗、环保的目的
[1]WANGXue，PANQian-gang，RenYao-yao，etal．MicrostructureandTypeⅣcrackingbehaviourofHAZinP92steelweldment．MaterialsScienceandEngineeringA552（2012）：493-501（SCI） [2]WANGXue，XuQiang,LiuHong-wei，etal．OnthemethodforreproducingfinegrainedHAZofWstrengthenedhighCrsteel．MaterialsScienceandEngineeringA589（2014）：50-56（SCI） [3]WangXue，PanQian-gang，LiuZhi-jun，etal．CreeprupturebehaviorofP92steelweldment．EngineeringFailureAnalysis，18（2011）：186-191（SCI） [4]WANGXue，ZHANLiang-fei，PANQian-gang，etal．MicrostructureandcreeppropertiesofhighCrresistingweldmetalalloyedwithCo．JournalsofZhejiangUniversitySCIENCE(A)(Englishversion)．2010，11（10）：756－760（SCI） [6]WANGXue，SHIZhuan，PANQian-gang，etal．High-temperaturecreeppropertiesoffinegrainedheat-affectedzoneinP92weldment．TransactionsofNonferrousMetalsSocietyofChina，2009，19：s772-s775（SCI） [7]WangXue，ZhengJiangpeng，ShangWei．EffectsofNiandCoontheAc1temperatureofP92steelweldmetal．ChinaWelding，2012，21（1）：18-21（EI） [8]WangXue，ZhengJiangpeng，ShangWei．PredictionofAc1temperatureinP92steelweldmetal．ChinaWelding，2012，21（4）：18-21（EI） [9]王学，潘乾刚，陶永顺，等．超超临界锅炉P92钢焊接接头Ⅳ型蠕变断裂特性．金属学报．2012，48（4）：427－434（SCI） [10]王学，于淑敏，任遥遥，等．P92钢时效的Laves相演化行为．金属学报，2014，50（10）：1195-1202，（SCI） [11]王学，李勇，任遥遥，等．Laves相析出对P92钢合金元素再分布的影响．金属学报，2014，50（10）：1203-1209,（SCI） [12]王学，潘乾刚，刘洪，等．P92钢焊接细晶区高温蠕变行为．中国电机工程学报．2010，30（2）：104－108（EI） [13]王学，张珣，占良飞，等．T91钢组织退化行为及对高温持久强度的影响．中国电机工程学报．2012，32（29）：137－142（EI） [14]王学，潘乾刚，陈方玉，等．P92钢高温蠕变损伤分析．材料热处理学报．2010，31（2）：65－69（EI） [15]王学，常建伟，黄关政，等．消除应力退火处理对WB36钢粗晶区性能的影响．材料热处理学报，2008，29（4）：127-130（EI） [16]王学，常建伟，章应霖．WB36钢多层焊接头近缝区网状组织研究（Ⅰ）——物理模拟．材料热处理学报，2009，30（1）：183-187（EI） [17]王学，常建伟，任遥遥．WB36钢多层焊接头近缝区网状组织研究（Ⅱ）——显微结构及韧性．材料热处理学报，2009，30（1）：76-80（EI） [18]王学，徐德录，陈玉成，等．T23钢再热裂纹敏感性．材料科学与工艺，2009，17（增刊2）：172-175（EI） [19]王学，常建伟，章应霖．WB36钢临界再热粗晶区组织性能．焊接学报，2008，29（10）：29-32（EI） [20]王学，常建伟，陈方玉，等．焊后热处理改善WB36钢临界再热粗晶区韧性的研究．焊接学报，2008，29（3）：9-12（EI） [21]王学，葛兆祥，陈方玉，等．电站锅炉低温再热器R102钢（12Cr2WMoVTiB）接头失效机理研究．焊接学报，2006，27（9）：89-92 [22]王学，张晋丽，周汉湘，等．高速电弧喷涂FeCrAl涂层组织结构及抗高温氧化性能研究．航空材料学报，2006，26（3）：75-78 [23]王学，赖荆平，陈方玉．CO2气保焊条件下ZG20MnMo钢热影响区氢致裂纹的研究．材料热处理学报，2004，25（6）：56-59 [24]王学，施雨湘，任遥遥，等．用插销法研究CO2气保焊条件下SA106C铸件的冷裂纹敏感性．焊接学报，2004，25（4）：77-80 [25]王学，李夕强，杨超，葛兆祥，杨贤彪，任遥遥．超超临界塔式炉T23水冷壁早期失效分析．中国电力，2014，47（12）：21-27 [26]王学，李夕强，杨超，葛兆祥，杨贤彪，任遥遥．超超临界锅炉水冷壁T23接头时效性能．动力工程学报，2015，35（4）：28-34 [27]王学，常建伟，赖荆平．WB36钢热影响区冷裂纹敏感性研究．电力建设，2007（8）：68－71 [28]王学，袁小健，钱昌黔，等．插销试验在火电厂管材焊接性评定中的应用．焊接，2004，（6） [29]王学，张学伦，曾华锋，等．ZG20MnMo钢锅炉汽水管道焊接裂纹失效分析．机械工程材料，2003，27（10） [30]王学，张建强，赖荆平，等．铬镍不锈钢焊缝组织预测．焊接，2001，（5） [31]王学，黄颖，张建强，等．异种钢接头焊缝组织预测．武汉水利电力大学学报，2000，33（5） 以下为国际会议论文 [32]WangXue,ZhengJiang-peng,ShanWei.CalculationofAc1temperatureinweldofP92steelandcompositionaldesignofitsweldingconsumables.The6thInternationalConferenceonCreep,FatigueandCreep-FatigueInteraction(CF-6),February,2012,India. [33]Xu,Q,Wang,X.“CriticalreviewofthecreepdamageconstitutiveequationsforhighCrsteel”,9thInternationalHighTemperatureMaterialSeminar,May,2013,London [34]QiangXuandXueWang,“CriticalreviewthedevelopmentofcreepdamageconstitutiveequationsforhighCrsteels”,SMiRT-22SanFrancisco,California,August18-23,2013,(SMiRTstrcuturalmechanicsinreactortechnology) [35]QiangXu,XueWang,ZhongyuLu.“DamageModelling:thecurrentstateandthelatestprogressonthedevelopingofcreepdamageconstitutiveequationsforhighCrsteels”,6thInternational'HIDA’Conference，December,2013，Japan（Keynote）
本书重点阐述新一代超临界和超超临界机组锅炉设计及运行方面的主要理论和技术。包括超临界机组的新技术和经济性；各种型式的超临界和超超临界锅炉的设计特点及系统布置；超临界锅炉螺旋管圈水冷壁与内螺纹管垂直管屏水冷壁的流动特性和传热特性，以及优化设计；超临界锅炉中间点温度和水煤比的优化控制；超临界锅炉的汽温特性和汽温调节；超临界直流锅炉启动系统及启动特性；超临界机组的金属材料；煤粉燃烧新技术。书中内容还包括亚临界参数锅炉的设计理论和运行特性；调峰机组的变压运行以及火焰检测技术等。
超临界锅炉与自然循环锅炉相比，有以下的启动特点：
1、设置专门的启动旁路系统
直流锅炉的启动特点是在锅炉点火前就必须不间断的向锅炉进水，建立足够的启动流量，以保证给水连续不断的强制流经受热面，使其得到冷却。
一般高参数大容量的直流锅炉都采用单元制系统，在单元制系统启动中，汽轮机要求暖机、冲转的蒸汽在相应的进汽压力下具有50℃以上的热度，其目的是防止低温蒸汽送入汽轮机后凝结，造成汽轮机的水冲击，因此直流炉需要设置专门的启动旁路系统来排除这些不合格的工质。
2、配置汽水分离器和疏水回收系统
超临界机组运行在正常范围内，锅炉给水靠给水泵压头直接流过省煤器、水冷壁和过热器，直流运行状态的负荷从锅炉满负荷到直流最小负荷，直流最小负荷一般为25%~45%。
低于该直流最小负荷，给水流量要保持恒定。例如在20%负荷时，最小流量为30%意味着在水冷壁出口有20%的饱和蒸汽和10%的饱和水，这种汽水混合物必须在水冷壁出口处分离，干饱和蒸汽被送入过热器，因而在低负荷时超临界锅炉需要汽水分离器和疏水回收系统，疏水回收系统是超临界锅炉在低负荷工作时必需的另一个系统，它的作用是使锅炉安全可靠的启动及其热损失最小。
3、启动前锅炉要建立启动压力和启动流量
启动压力是指直流锅炉在启动过程中水冷壁中工质具有的压力，启动压力升高。汽水体积质量差减小，锅炉水动力特性稳定，工质膨胀小，并且易于控制膨胀过程，但启动压力越高对屏式过热器和再热过热器的保护越不利。启动流量是指直流锅炉在启动过程锅炉的给水流量。
