超临界和超超临界发电.docx

超临界和超超临界发电火电厂超超临界机组和超临界机组指的是锅炉内工质的压力锅炉内的工质 都是水，水的临界压力是:22.115MPa和347.15°C ；在这个压力和温度时，水 和蒸汽的密度是相同的，就叫水的临界点，炉内工质压力低于这个压力就叫亚临 界锅炉，大于这个压力就是超临界锅炉，炉内蒸汽温度不低于593 C或蒸汽压力 不低于31 MPa被称为超超临界超临界、超超临界火电机组具有显著的节能和改善环境的效果，超超临界机 组与超临界机组相比，热效率要提高1.2%，一年就可节约6000吨优质煤未来 火电建设将主要是发展高效率高参数的超临界（SC）和超超临界（USC）火电机 组，它们在发达国家已得到广泛的研究和应用汽轮机发电的理论基础是蒸汽的朗肯循环，按朗肯循环理论，蒸汽的初参数 （即蒸汽的压力与温度）愈高，循环效率就愈高目前蒸汽压力已超过临界压力 （大于22. 2MPa），即所谓的超临界机组进一步提高超临界机组的效率，主要 从提高初参数上做文章，主要受金属材料在高温下性能是否稳定的限制，目前超 临界机组初温可达538C〜576C新设计的机组目标在近600C附近，其供电煤 耗已降至280-300 g/kWh。

另外在汽轮机制造方面，从增加末级叶片的环形排 汽面积，采用减少二次流损失的叶栅，减少汽轮机内部漏汽损失等方面也在不断 发展众所周知，在标准大气压下，水一旦升高到100摄氏度，就会达到沸点并从 液态变为气态然而，在火力发电机组的锅炉中，水由液态变为气态的温度远高 于100摄氏度，压强也随温度升高同步增加当温度达到347摄氏度时，压强达 到220个标准大气压（22mpa［兆帕］），在这个压力和温度时，水和蒸汽的密度是 相同的，就叫水的临界点温度低于这个数值称作亚临界，高于这个数值称作超 临界；温度超过580摄氏度（此时压强为270个标准大气压）则称为超超临界 在超临界机组中，蒸汽从湿蒸汽直接成为过热蒸汽、饱和蒸汽，热效率也会大大 提高一般超临界机组的热效率，比亚临界机组的高2%—3%，超超临界机组 的热效率又比超临界机组要高出4%左右换言之，同等质量的煤，亚临界发动 机组发1度电，要耗煤370克至400克，超临界耗310克，而超超临界只耗280 克以2007年11月全部建成投产的华能玉环电厂四台100万千瓦超超临界机 组为例，热效率超过45%，供电煤耗只有283.2克/千瓦时，比2006年全国平 均供电煤耗要低22.6%。

因而超临界技术是提高火力发电机组最为有效的技 术同时，我国水资源匮乏，特别是煤炭主产区位于北方干旱缺水地区，煤质适 于就地发电，在这些地区建立大型空冷电站是不二的选择，超临界空冷火电机组 则是最完美的资源节约组合超超临界机组也称为高参数超临界机组，是当今世界最先进的火电技术目 前世界上超超临界机组的最高热效率已达47%，最大的单机容量为1300mw根据 国家发改委要求，今后60万千瓦以上燃煤机组，都必须达到超超临界机组的能 耗指标开发超超临界技术2002年被列为国家8 6 3重大项目攻关计划，20 0 3年被列入国家重大技术装备研制计划，并将华能玉环电厂4台海水淡化和华 电邹县电厂四期2台超超临界机组作为设备国产化依托工程超临界和超超临界 燃煤发电机组由于在高温高压的条件下运行，所以对设备的性能和质量提出了比 亚临界机组更高的要求，因而工程造价也会相应提高设备的性能和质量的提高 则有赖于新材料的使用和设计工艺技术的改进和创新已经投产的机组表明，通 过引进技术，我国国内设计院所和主机设备生产商已经能够独立提供符合百万千 瓦级超超临界水冷机组要求的产品根据国家发改委要求，今后60万千瓦以上 燃煤机组，都必须达到超超临界机组的能耗指标。

随着煤炭价格提高，超临界和 超超临界燃煤发电机组不仅技术可行，环保优势明显，而且经济效益优势开始显 现几年来，我国超临界和超超临界燃煤发电机组得到超常规发展目前我国拟 在建30万千瓦级机组多为亚临界热电联产或煤砰石综合利用机组，少数拟建机 组为超临界机组；拟在建60万千瓦级机组为超临界机组或超超临界机组；拟建 100万千瓦级机组则均为超超临界机组这就意味着我国的火力发电技术已经进 入了超临界和超超临界时代但是无论是超临界还是超超临界水冷机组，他们在节约煤炭资源提高效率的 同时并不能够节约水资源，即使汽轮机和汽轮发电机采用空冷形式也无明显效 果于是建设超临界特别是超超临界燃煤空冷机组便提到议事日程2008-06-0 3投入运行的超临界直接空冷机组华能上安电厂三期2 X 600mw机组（gea空冷岛） 和计划2008-07-10投入运行的由哈空调供货的我国600mw级超临界单排管直接 空冷机组华电蒲城电厂三期机组表明，现有空冷技术可以成功应用于600mw级超 临界空冷机组现有空冷技术在600mw级超临界空冷机组的成功应用，激发了人 们对60万千瓦级和百万千瓦级超超临界空冷机组的向往60万千瓦级和百万千瓦级超超临界空冷机组尚无建设的先例，它对主机的 要求与同级别水冷相同，而对空冷设备的要求则比60万千瓦级亚临界和超临界 机组明显提高。

据有关专家分析，超超临界空冷机组宜采用单排管直接空冷器 尽管有许多技术上的问题需要解决，但百万千瓦级超超临界机组空冷技术的解决 已无重大障碍煤炭是我国主要的能源资源，在一次能源中所占比例超过70%，为世界上比 例最高者仅2005年，我国煤炭消费就超过21亿吨在我国消费的煤炭中，7 0%以上是以燃烧方式消耗的，其中火力发电厂是主力军，这造成我国酸雨和二氧 化硫污染十分严重到2010年，我国的火电机组总容量已超过4亿千瓦，煤炭仍是我国的主要 能源资源不过，煤电的发展始终面临着煤炭、水、土地等资源的制约及环境容 量的限制其中，日益严格的环保要求将是煤电发展的最大障碍近年来，我国 政府连续颁布了二三十个文件，制定了明确的二氧化硫减排目标，因此以燃煤为 主的中国必须发展符合国情的煤电技术目前，我国煤电机组平均发电煤耗为374克/千瓦时，高于世界先进水平55 克，因此，提高煤转化效率，节约煤炭资源，是未来煤电发展的重要目标，是实 现煤电可持续发展的重要保障提高电厂煤炭利用效率的途径，主要是提高发电设备的蒸汽参数随着科技 的进步，煤电的蒸汽参数已由低压、中压、高压、超高压、亚临界、超临界、高 温超临界，发展到了超超临界和高温超超临界；发电净效率也由低压机组的20%， 增加到了超超临界机组的48%；发电煤耗从500克/千瓦时下降到了 250克/千瓦 时。

机组运行压力、温度的提高带来的变化是连锁的，电站锅炉、汽轮机蒸汽参 数的提高使汽轮机带动发电机效率提高，同时又要求辅机技术相应提升，这样， 锅炉、汽轮机、发电机与辅机的连动提升了整个机组的效率通常机组效率每提 高1%，二氧化碳的排放就会减少2%如果超超临界机组能比常规亚临界机组效 率提高7%,二氧化碳的排放量就可以减少14%因此，我国发电设备行业应大力 发展百万千瓦级超超临界发电机组技术与产品，并切实加强煤电厂的优化设计， 将节能降耗前移现今，我国运行的发电机组，平均发电效率在35%左右，发电煤耗在374克 /千瓦时左右；国产亚临界机组的发电效率在38%左右，发电煤耗在350克/千瓦 时左右；引进的60万千瓦超临界机组的发电效率在39%左右，发电煤耗在310 克/千瓦时左右；超超临界机组的发电效率在44%左右，发电煤耗在256克/千瓦 时左右由此可见，提高超临界、超超临界机组的比例，是整体提高煤电机组效率的 有效途径之一据预测，到2020年，我国煤电装机容量将新增2.4亿千瓦，如 果新增煤电机组的90%都采用超超临界发电技术，那么我国每年可减少二氧化硫 排放180万吨左右，减少氮氧化物排放90万吨左右，这相当于2001年我国发电 企业排放总量的23%。

超大容量高参数超超临界机组开发需要投入大量资金、设备和人力，对金融、 钢铁、煤炭、运输等行业也会产生明显的影响目前，欧盟正在执行发展下一代 高效超超临界机组的研发计划“Thermie700计划”），一旦成功，机组的供电效 率可相应提高到52.5%左右我国也在探索并推广应用大容量、高参数、高效率、 低污染、高可*性、经济性的先进发电技术截至今年6月底，上海电气集团、 哈尔滨电站集团、东方电气集团已签订16套100万千瓦超超临界机组合同，哈 尔滨电站集团已签订10套60万〜66万千瓦超超临界机组合同小火电机组一般煤耗比较高，污染排放也比较重，小火电发一度电要消耗4 00克以上煤炭，有的可能更高达到500克、600克，现在大型的先进的发电机组， 有超超临界的百万千瓦机组发一度电是280克的煤耗，这个差距很大，多消耗煤 必然要产生更多的排放和污染，再加上老的技术，机组又比较小，环保设施也不 到位，所以污染非常严重。