1、1 超臨界機(jī)組概念2 超臨界機(jī)組特點(diǎn)3 超臨界機(jī)組發(fā)展現(xiàn)狀4 超臨界機(jī)組發(fā)展前景1 超臨界機(jī)組概念1）熱力發(fā)電廠凝汽器凝汽器GCCPCBP頂棚包墻低過(guò)屏過(guò)高過(guò)IPHPLP316LPB361分離器儲(chǔ)水罐除氧器給水泵高加低加低加水冷壁省煤器后后墻墻前前墻墻CBAEDF啟啟動(dòng)動(dòng)油油槍槍暖磨暖磨煤粉燃煤粉燃燒燒器器CCP頂棚包墻低過(guò)屏過(guò)高過(guò)低再高再GG汽汽輪輪機(jī)排汽機(jī)排汽cTBACBcTTcpp 3a3b3d3e3c2c2a2b2d2e1c1a1b1d1eTscp超臨界壓力下朗肯循環(huán)過(guò)程的TS圖u水在加熱過(guò)程中存在一個(gè)狀態(tài)點(diǎn)臨界點(diǎn) 低于臨界點(diǎn)壓力，從低溫下的水加熱到過(guò)熱蒸汽的過(guò)程中要經(jīng)過(guò)汽化過(guò)程，即經(jīng)

2、過(guò)水和水蒸汽共存的狀態(tài)； 而如果壓力在臨界壓力或臨界壓力以上時(shí)，水在加熱的過(guò)程中就沒有汽水共存狀態(tài)而直接從水轉(zhuǎn)變?yōu)檎羝?。STP2P1PljP2 P1水蒸汽性質(zhì)的水蒸汽性質(zhì)的圖圖超臨界是一個(gè)熱力學(xué)概念。 對(duì)于水和水蒸氣而言，壓力超過(guò)臨界壓力22.129MPa22.129MPa的狀態(tài)，即為超臨界狀態(tài)。水和水蒸氣在臨界壓力22.129MPa對(duì)應(yīng)的飽和溫度為374.15374.15。超臨界機(jī)組即指蒸汽壓力達(dá)到超臨界狀態(tài)的發(fā)電機(jī)組。 即在臨界壓力以下，水可以由液態(tài)經(jīng)過(guò)加熱蒸發(fā)和過(guò)熱過(guò)程，變?yōu)闇囟雀哂趯?duì)應(yīng)壓力下的沸點(diǎn)溫度，從而能滿足汽輪機(jī)要求并推動(dòng)汽輪機(jī)作功的過(guò)熱蒸汽。而在臨界壓力以上，由水變?yōu)樗羝蜎]

3、有沸騰過(guò)程了。雖然在不同壓力和溫度下水和水蒸汽的密度還在變化，但是在相同壓力和溫度下水和水蒸汽的密度相同。即水可以直接轉(zhuǎn)變?yōu)樗羝?，中間不需要經(jīng)過(guò)飽和沸騰過(guò)程。u常規(guī)亞臨界機(jī)組典型參數(shù)常規(guī)亞臨界機(jī)組典型參數(shù)16.7MPa/538/538,16.7MPa/538/538,發(fā)電效率發(fā)電效率38-3938-39。u常規(guī)超臨界機(jī)組（conventional supercritical）主蒸汽壓力為24MPa左右，主蒸汽和再熱蒸汽溫度為540-560；超臨界機(jī)組典型參數(shù)24.1MPa/538/566,發(fā)電效率41-42。效率比亞臨界機(jī)組高2。u高效超臨界（高效超臨界（high efficiency su

4、percriticalhigh efficiency supercritical）或超超）或超超臨界（臨界（ultra-supercriticalultra-supercritical）機(jī)組）機(jī)組, , 主蒸汽壓力為主蒸汽壓力為25-25-35MPa35MPa左右，主蒸汽和再熱蒸汽溫度為左右，主蒸汽和再熱蒸汽溫度為580580以上；以上；超超臨界機(jī)組（玉環(huán)）26.25MPa/600/600,發(fā)電效率44.86。效率比亞臨界機(jī)組高6左右。（超超臨界是我國(guó)的一種劃分，也稱為優(yōu)化的或高效的超臨界參數(shù)，一般認(rèn)為蒸汽壓力大于25MPa，蒸汽溫度高于580為超超臨界狀態(tài)。世界上尚未有統(tǒng)一的規(guī)范。在中在中國(guó)

5、電力行業(yè)，蒸汽參數(shù)達(dá)到國(guó)電力行業(yè)，蒸汽參數(shù)達(dá)到27MPa27MPa580580600600以上的以上的高效超臨界機(jī)組，屬于超超臨界機(jī)組。高效超臨界機(jī)組，屬于超超臨界機(jī)組。2 超臨界機(jī)組特點(diǎn)1）最大優(yōu)勢(shì)最大優(yōu)勢(shì)：能夠大幅度提高循環(huán)熱效率，降低發(fā)電煤耗。u亞臨界機(jī)組（161617Mpa17Mpa、538/538538/538），凈效率約為凈效率約為373738%38%，煤耗煤耗330330350g350g；u超臨界機(jī)組（242428Mpa28Mpa、538/538538/538），凈效率約為凈效率約為404041%41%，煤耗煤耗310310320g320g；u超超臨界機(jī)組（30MPa30MPa以

6、上566/566566/566），凈效率約為凈效率約為444446%46%，煤耗煤耗280280300g300g。 例如：中國(guó)亞臨界機(jī)組的循環(huán)熱效率為37，發(fā)電煤耗約為330-340g/(KWh)，丹麥的一臺(tái)411MW純凝汽式機(jī)組蒸汽參數(shù)為285bar/580/580/580，循環(huán)熱效率達(dá)到47。發(fā)電煤耗約為255g/kw.h。石洞口、綏中、盤山等電廠的10臺(tái)超臨界機(jī)組發(fā)電煤耗約為320 g/kw.h。一臺(tái)1000MW級(jí)的超臨界機(jī)組，一年就可以節(jié)約煤炭約70萬(wàn)t。 環(huán)保優(yōu)勢(shì)環(huán)保優(yōu)勢(shì)效率高，單機(jī)容量大，可靠性好，可調(diào)性好（無(wú)汽包）效率高，單機(jī)容量大，可靠性好，可調(diào)性好（無(wú)汽包）環(huán)保指標(biāo)先進(jìn)，造價(jià)

7、低（鍋爐高環(huán)保指標(biāo)先進(jìn)，造價(jià)低（鍋爐高5 5，總投資高，總投資高2-3%,2-3%,但是但是供電效率高供電效率高2%,2%,四年就可抵消）。四年就可抵消）。4）需要提高金屬材料的檔次和金屬部件的焊接工藝水平需要提高金屬材料的檔次和金屬部件的焊接工藝水平控制系統(tǒng)復(fù)雜控制系統(tǒng)復(fù)雜u無(wú)汽包、鍋爐動(dòng)態(tài)特性受擾動(dòng)影響比汽包式鍋爐大；無(wú)汽包、鍋爐動(dòng)態(tài)特性受擾動(dòng)影響比汽包式鍋爐大；u有時(shí)會(huì)在亞臨界壓力范圍內(nèi)運(yùn)行，由于亞有時(shí)會(huì)在亞臨界壓力范圍內(nèi)運(yùn)行，由于亞- -超臨界區(qū)工質(zhì)特性的巨大超臨界區(qū)工質(zhì)特性的巨大差異，使超臨界機(jī)組呈現(xiàn)很強(qiáng)的非線性特性和變參數(shù)特性，遠(yuǎn)比常規(guī)差異，使超臨界機(jī)組呈現(xiàn)很強(qiáng)的非線性特性和變參數(shù)

8、特性，遠(yuǎn)比常規(guī)的亞臨界機(jī)組難于控制的亞臨界機(jī)組難于控制u超臨界機(jī)組蓄熱量和蓄質(zhì)量相對(duì)亞臨界小，負(fù)荷調(diào)節(jié)的靈敏性好，可超臨界機(jī)組蓄熱量和蓄質(zhì)量相對(duì)亞臨界小，負(fù)荷調(diào)節(jié)的靈敏性好，可實(shí)現(xiàn)快速啟停和調(diào)節(jié)負(fù)荷，但是對(duì)擾動(dòng)響應(yīng)快，反而更容易出現(xiàn)較大實(shí)現(xiàn)快速啟停和調(diào)節(jié)負(fù)荷，但是對(duì)擾動(dòng)響應(yīng)快，反而更容易出現(xiàn)較大的熱偏差的熱偏差整個(gè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)、輔機(jī)配件、控制系統(tǒng)、制造、安裝整個(gè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)、輔機(jī)配件、控制系統(tǒng)、制造、安裝到工地焊接都沒有經(jīng)驗(yàn)到工地焊接都沒有經(jīng)驗(yàn)3 超臨界機(jī)組發(fā)展現(xiàn)狀早期的超超臨界機(jī)組，更注重提高初壓（早期的超超臨界機(jī)組，更注重提高初壓（30MPa30MPa或以或以上）上）, ,迫使采用二次再熱

9、。迫使采用二次再熱。 使結(jié)構(gòu)與系統(tǒng)趨于復(fù)雜，運(yùn)使結(jié)構(gòu)與系統(tǒng)趨于復(fù)雜，運(yùn)行控制難度更難，并忽視了當(dāng)時(shí)技術(shù)水平和材料水平，使行控制難度更難，并忽視了當(dāng)時(shí)技術(shù)水平和材料水平，使機(jī)組可用率不高。機(jī)組可用率不高。以材料技術(shù)發(fā)展為中心，超超臨界機(jī)組處于調(diào)整期以材料技術(shù)發(fā)展為中心，超超臨界機(jī)組處于調(diào)整期特有技術(shù)包括超臨界熱電聯(lián)產(chǎn)、燃用劣質(zhì)高特有技術(shù)包括超臨界熱電聯(lián)產(chǎn)、燃用劣質(zhì)高灰份煤技術(shù)。汽輪機(jī)末級(jí)葉片設(shè)計(jì)、直接接觸式給水加熱灰份煤技術(shù)。汽輪機(jī)末級(jí)葉片設(shè)計(jì)、直接接觸式給水加熱器、給水加氧處理等。但是效率低，控制系統(tǒng)比較落后，器、給水加氧處理等。但是效率低，控制系統(tǒng)比較落后，水處理技術(shù)不行。水處理技術(shù)不行。發(fā)

10、電煤耗最低，可實(shí)現(xiàn)變壓運(yùn)行發(fā)電煤耗最低，可實(shí)現(xiàn)變壓運(yùn)行“多燃料概念多燃料概念”包括煤、天然氣和生物質(zhì)。蒸汽燃?xì)獍?、天然氣和生物質(zhì)。蒸汽燃?xì)饴?lián)合循環(huán)系統(tǒng)聯(lián)合循環(huán)系統(tǒng)傾向于采用二次再熱傾向于采用二次再熱采用兩采用兩次再熱可使機(jī)組的熱效率提高次再熱可使機(jī)組的熱效率提高1 12%2%，但也造成了調(diào)溫，但也造成了調(diào)溫方式、受熱面布置等的復(fù)雜性，成本明顯提高方式、受熱面布置等的復(fù)雜性，成本明顯提高技術(shù)選型技術(shù)選型u煙氣凈化選型建議煙氣凈化選型建議u高溫部件冷加工工藝高溫部件冷加工工藝4 超臨界機(jī)組發(fā)展前景不取太高的壓力，而取相對(duì)較高的蒸汽溫度不取太高的壓力，而取相對(duì)較高的蒸汽溫度取較高的蒸汽壓力和蒸汽溫度取較高的蒸汽壓力和蒸汽溫度更大容量等級(jí)更大容量等級(jí)減少汽缸數(shù)減少汽缸數(shù)大型低壓缸的開發(fā)，使用末級(jí)鈦合金長(zhǎng)葉片大型低壓缸的開發(fā)，使用末級(jí)鈦合金長(zhǎng)葉片NiNi基合金材料基合金材料鍋爐和汽輪機(jī)的設(shè)計(jì)，鍋爐和汽輪機(jī)的設(shè)計(jì)，循環(huán)優(yōu)化；經(jīng)濟(jì)分析和評(píng)價(jià)方面循環(huán)優(yōu)化；經(jīng)濟(jì)分析和評(píng)價(jià)方面在目前現(xiàn)有材料的基礎(chǔ)上在目前現(xiàn)有材料的基礎(chǔ)上主蒸汽溫度提高到主蒸汽溫度提高到760760u日本三菱公司和瑞士蘇爾壽、美國(guó)燃燒工程公司正在合作研究垂直管屏水冷壁的變壓運(yùn)行技術(shù)垂直管屏水冷