一、幾種常見的670MW超臨界機維鍋爐技術特點
（一）鍋爐總體布置及內置式啟動分離器的技術特點
鍋爐的汽水流程從分離器出口到過熱器出口集箱為過熱器系統，以內置式汽水分離器為分界點，另有省煤器系統、再熱器系統和啟動系統。水冷壁入口集箱到汽水分離器為水冷壁系統，過熱器采用四級布置，從爐頂過熱器至分隔屏過熱器，再從分隔屏過熱器至后屏過熱器，最后回到末級過熱器。在上爐膛、折焰角和水平煙道內分別布置了分隔屏過熱器、屏式過熱器、末級過熱器和末級再熱器，所有過熱器、再熱器和省煤器部件均采用順列布置，以便于檢修和密封，防止結渣和積灰。采用內置式汽水分離器，內置式汽水分離器結構簡單，易于控制，容量為35%BMCR，與鍋爐水冷壁最低質量流量相匹配，可以鍋爐本身各受熱面間以及汽機間工質狀態的匹配，并實現工質和熱量的回收。在啟動完畢后，并不從系統中切除，而是串聯在鍋爐汽水流程內，從爐膛冷灰斗水冷壁進口集箱(標高5700mm)到標高47292mm處爐膛四周采用螺旋管圈，在此上方為垂直管水冷壁。當機組啟動，鍋爐負荷低于最低直流負荷350‰BMCR時，蒸發受熱面出口的介質流經汽水分離器進行汽水分離，蒸汽通過汽水分離器上部管接頭進入爐頂過熱器，參數為除氧器的參數，建立啟動流量。實現進入分離器汽水混合物的兩相分離，使分離出來的水的質量和熱量得以回收，并向過熱器、再熱器、暖管、沖轉和帶負荷提供汽源。點火后隨燃燒量的增加，進入分離器的工質壓力、溫度和干度不斷提高，汽水混合物在分離器內實現分離。蒸汽進入過熱器系統，水排入疏水擴容器實現工質回收。
（二）超臨界機組鍋爐燃燒方式的特點
從目前電廠鍋爐燃燒器來看，四角切圓燃燒方式是電廠比較常用的一種燃燒方式，這種方式的特點是采用鍋爐燃燒系統按中速磨冷一次風直吹式制粉系統設計，24只直流式燃燒器分6層布置于爐膛下部四角，煤粉和空氣從四角送入，在爐膛中呈切圓燃燒方式。從穩燃性能看，這些鍋爐不投油最低穩燃負荷率試驗值為41.11%～52%，可調度值為50%～63%，黃島這兩臺鍋爐不投油最低穩燃負荷率試驗值為40%-55%，可調度值為40%-60%，且略有優勢。過熱器汽溫通過煤水比調節和兩級噴水來控制，再熱器汽溫采用燃燒器擺動調節，再熱器進口連接管道上設置事故噴水，使電廠入爐煤可燃基揮發份都高于無煙煤的上限值。尾部煙道下方設置兩臺轉子直徑14236mrrt三分倉受熱面旋轉容克武空氣預熱器。爐底排渣系統采用機械出渣方式，鍋爐運行層標高為13700mm。從燃盡性能看，對鍋爐已投運多年的5、6號鍋爐中，6號鍋爐燃盡效果最好，飛灰含碳月平均Cfh=2%-2. 5%，、5號鍋爐燃盡率不佳，原因是當入爐煤Vda f=8%-10%時，5號鍋爐飛灰含碳月平均可達C h= 3%-3. 5%，使35%兗州地區煙煤和65%晉中地區貧煤的混煤得不到有效的利用。
（三）超臨界機組鍋爐水冷壁及爐膛的技術特點
由于尺寸與通過水冷壁足夠的質量流量的矛盾，在爐膛周界尺寸確定后，直流鍋爐水冷壁的設計難以兼顧爐膛周界。對垂直管圈水冷壁而言，為了保證具有足夠的質量流量，在選擇水冷壁管徑時，會遇到很大的困難，采用螺旋管圈的形式，使得管間吸熱偏差小，熱偏差也小，適用于變壓運行要求。帶內置式啟動分離器的超臨界壓力螺旋管圈變壓運行直流鍋爐水冷壁，其吸熱偏差小，水冷壁進口可以不設置改善分配的節流圈，降低了阻力損失。還可以嚴格限制水冷壁的吸熱份額，有良好的膨脹性能和溫度跟蹤性能，但水冷壁的制造工藝較復雜，其焊接和變形的校正都較碳鋼管復雜。而與與螺旋管圈相比，垂直型水冷壁的主要優點為結構簡單、便于安裝；較好的正向流動特性，在各種工況下保證水動力的穩定性；不易結渣在傳統的一次上升垂直水冷壁的基礎上；不需用復雜的張力板結構，啟動或負荷變化時熱應力較小；阻力較小，比螺旋管圈水冷壁少約1/3等等。爐膛的高度基本上取決于爐膛出口煙溫和保證煤粉的燃盡，對于灰熔點低、易結渣的核煤煤種，比灰份軟化溫度低230℃，工況下爐膛出口煙溫1000℃，這種設計較為保守，可以確保在爐膛內和對流受熱面不結渣，安全運行。
二、超臨界670 MW機組性能分析
（一）垂直管屏式鍋爐火焰性能
內螺紋管螺紋高度、螺紋寬度、導角、圓角等幾何特性影響管內工質流態，是上個世紀后期就有的水冷壁管技術，在臨界壓力區管內流態易偏離核態沸騰而轉向膜態沸騰，使管子冷卻變差而過熱。經優化后，光管、標準內螺紋及優化內螺紋管的傳熱特性有了較大的提高，水冷壁為多通道垂直上升結構，爐膛四周布置∮60mm×7mm鋼管的膜式水冷壁，爐膛折焰角的上方布置對流過熱器，上部布置有前后屏過熱器，爐頂、水平煙道兩側及轉向室設置成頂棚和包墻管過熱器。尾部豎井煙道中布置有低溫再熱器，其下依次布置二級管式空氣預熱器、主省煤器和一級管式預熱器，在低溫再熱器前面的旁路煙道中布置有旁路省煤器，可確保運行安全穩定。在高質量流速情況下，采用多根水冷壁管并聯，沿程摩擦阻力占較大比例，受熱較多的管子產汽量增加，阻力增加，使流速下降，為負向響應特性，因受熱不均，，而出現個別管過熱，受熱多的管子靜壓頭下降大于摩擦阻力增加，管內流速隨之增加，產生正向響應，具有低質量流速正向自動補償的特性。
（二）針對燃用煤種及機組投運方式的性能設計
針對工程煤質進行鍋爐設計，采用成熟可靠的性能計算方法，充分分析煤質的結渣、著火、燃盡、磨損、沽污等特性，考慮煤種及其變化范圍，利用計算機對鍋爐的熱力性能、過熱器、再熱器壁溫、水冷壁水動力、受壓件強度、受壓件柔性應力分析及疲勞壽命等進行了全面仔細的計算。采用成熟的兀型布置爐型，對受壓件管系、支吊和導向元件，蛇形管與集箱連接形狀等均進行應力分析，使機組在正常運行和變負荷時各部件應力水平保持在較低水平，確保鍋爐設計的可靠性和先進性。同時選用合理的爐膛容積熱負荷、斷面熱負荷、燃燒器區域熱負荷及爐膛出口煙溫。考慮了與煤質特性的適應性，以保證煤粉的著火穩定、燃盡，并充分考慮防止爐內結渣，減少NOX排放。
三、結束語
綜上所述，電廠670M W超超臨界機組的鍋爐有汽水流程以汽水分離器為分界點、采用垂直管圈、內螺紋管水冷壁、四角切圓燃燒方式、三級過熱器等特性。永冷壁管低質量流速及優化內螺紋管兩項技術是超臨界670 MW機組垂直管圈水冷壁鍋爐可行的方案，可減少污染物及其它溫室氣體排放量，在節能、環保方面具有較大的優勢。
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