Różniaca pomiędzy kotłami nadkrytycznymi a podkrytycznymi

Wzrost sprawności bloków energetycznych można osiągnąć, stosując min. nadkrytyczne parametry pary. Ogólna zależność:

wzrost o 20st.C to +1% ηb

wzrost o 1MPa to +0,2% ηb

W sprawdzonych rozwiązaniach stosuje się temperatury pary świeżej i wtórnie przegrzanej 560-620st C a ciśnienie pary świeżej 26- 30 MPa ( w podkrytycznych około 17MPa), pary wtórnej 6-8 MPa. Temperatura wody zasilającej wynosi z reguły 230- 300 st C.

- Sprawności konwencjonalnych bloków kondensacyjnych na parametry nadkrytyczne wynoszą do 48% netto.

- W przypadku kotłów nadkrytycznych mamy wyższe parametry pary świeżej(wylotowej)

- W przypadku kotłów nadkrytycznych mamy zmniejszoną wartość emisjo CO₂ co w znacznym stopniu przekłada się na zysk w przypadku zakupów pozwoleń na emisje

Kocioł nadkrytyczny	Kocioł podkrytyczny
-temperatury w rurkach (parownika?) są różne - średnice rurek są mniejsze (32mm) -typowa temp. pary świeżej: 520-620^o C -typowe ciśnienie pary: 23 do >30 MPa	-temperatury w rurkach są stałe -średnice rurek są większe (70mm)

Parę o ciśnieniu nadkrytycznym i w wysokiej temperaturze można stosować wyłącznie w kotłach przepływowych zbudowanych z stali żarowytrzymałej, ferrytyczno- martenzytycznej, ferrytycznej lub austenitycznej. Nowoczesny kocioł o parametrach nadkrytycznych powinien mieć palenisko niskoemisyjne z optymalizacją spalania, rury parownika wewnątrz rowkowane lub spiralne oraz systemy sterowania i wizualizacji. Kotły parowe o parametrach nadkrytycznych projektuje się jako kotły przepływowe typu Benson. Są one dostosowane do pracy z parametrami poślizgowymi (ciśnienie, temp.), gdyż taki typ pracy umożliwia uzyskanie optymalnych warunków regulacyjnych.

Najważniejsze elementy w kotle ze względów wytrzymałościowych:

• ściany szczelne komory paleniskowej – cienkościenne rury

• nieogrzewane rurociągi pary świeżej oraz kolektory – elementy grubościenne

• ogrzewane wężownice przegrzewaczy pary świeżej i wtórnej – wysoka temperatura i ciśnienie pary

W zależności od rodzaju elementu i temperatury czynnika w kotłach nadkrytycznych stosuje się:

• stale niskostopowe bainityczne (T/P23 i T/P24)

• stale martenzytyczne na bazie 8-12% chromu (T91, T92, HCM12A, VM12)

• stale austenityczne Cr-Ni (TP 347 FG, SUPER 304H, HR3C, HR6W)

• nadstopy niklu (Inconel 617, DMV617)

Wymagania dla stali:

• odpowiednia czasowa wytrzymałość na pełzanie, RZ/t/T ~(100-140) MPa, czas eksploatacji 100 000 – 300 000h

• duża stabilność mikrostruktury i właściwości,

• wysoka odporność na utlenianie w parze wodnej i na korozję wysokotemperaturową,

• opanowana technologia spawania i gięcia.

Koszt inwestycyjny kotłów o parametrach nadkrytycznych jest nieco wyższy niż kotłów o parametrach podkrytycznych, jednak oszczędności paliwa i względy ekologiczne z nawiązką kompensują ten wydatek. W niedalekiej przyszłości przewiduje się podniesienie temperatury pary do wartości ponad 650 stopni Celsjusza P=35MPa , co pozwoli na przekroczenie sprawności ponad 50 proc. Konstrukcja tego typu kotłów jest konstrukcją przepływową, czyli woda i para przepływają przez kocioł tylko raz (brak walczaka).