超超臨界燃煤發電技術

J-20

燃煤發電是通過產生高溫高壓的水蒸氣來推動汽輪機發電的，蒸汽的溫度和壓力越高，發電的效率就越高。在374.15℃、22.115MPa壓力下，水蒸氣的密度會增大到與液態水一樣，這個條件叫做水的臨界參數。比這還高的參數叫做超臨界參數。溫度和氣壓升高到600℃、25―28MPa這樣的區間，就進入了超超臨界的“境界”。

超超臨界發電技術從熱力學的角度上講其本質還是超臨界技術，只是日本人將蒸汽壓力在26MPa以上的機組均劃分為超超臨界機組，由此得名。

亞臨界機組的典型參數為16.7MPa/538℃/538℃，其發電效率約為38%。超臨界機組的主蒸汽壓力通常為24MPa左右，主蒸汽和再熱蒸汽溫度為538～560℃；超臨界機組的典型參數為24.1MPa/538℃/538℃，對應的發電效率約為41%。超超臨界機組的主蒸汽壓力為25～31MPa，主蒸汽和再熱蒸汽溫度為580～610℃。

超臨界機組的熱效率比亞臨界機組的高2%～3%左右，而超超臨界機組的熱效率比超臨界機組的高4%左右。

超超臨界機組蒸汽參數愈高，熱效率也隨之提高。熱力循環分析表明，在超超臨界機組參數範圍的條件下，主蒸汽壓力提高1MPa，機組的熱耗率就可下降0.13%～0.15%；主蒸汽溫度每提高10℃，機組的熱耗率就可下降0.25～0.30%；再熱蒸汽溫度每提高10℃，機組的熱耗率就可下降0.15%～0.20%。在一定的範圍內，如果采用二次再熱，則其熱耗率可較采用一次再熱的機組下降1.4%～1.6%。

如果60萬千瓦燃煤機組採用超超臨界技術，供電煤耗278g/kWh，比同容量亞臨界機組的煤耗減少30克/kWh，按年運行5500小時計算，超超臨界機組可比同容量亞臨界機組節約標煤6萬噸/年，同時採用低氧化氮技術，在燃燒過程中減少65%的氮氧化合物及其它有害物質的形成，且脫硫率可超98%。採用超超臨界燃煤發電技術對於節約資源消耗、保護環境、實現可持續發展具有重要意義。

美國是發展超超臨界發電技術最早的國家。世界第一台超超臨界參數機組（125萬千瓦，31.03MPa 621/565/538℃）於1957年在美國投運。

超超臨界燃煤發電技術在中國發展情況

在工業和信息化部發布的《高端裝備制造業“十二五”發展規劃》中，百萬千瓦級超超臨界火電發電機組被列為近十年我國高端裝備制造業具有自主知識產權的12項重大成果之首。

2006年11月28日，我中國首台國產百萬千瓦超超臨界燃煤機組――浙江華能玉環電廠1號機組正式投入商業運行。

華能玉環電廠是國家重點工程，規劃裝機容量為4台100萬千瓦超超臨界燃煤機組，該工程2004年6月開工，一期建設1號、2號兩台100萬千瓦機組，投資約96億元人民幣。

現國家正進行700℃超超臨界燃煤發電技術攻關，對應的發電效率約為51%，供電煤耗241g/kWh。二氧化碳排放將減少14%。

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