亚临界,超临界,超超临界火电机组技术
超临界亚临界和超超临界的划定
超临界亚临界和超超临界的划定超临界、亚临界和超超临界是在化学工程和物理学领域常见的术语，用来描述物质在不同压力和温度条件下的状态和性质。
超临界、亚临界和超超临界状态的划定对于研究和应用具有重要意义。
在本文中，我将从宏观和微观两个角度，结合实际案例和理论分析，深入探讨超临界亚临界和超超临界的划定，以便读者能够全面理解这一概念。
一、超临界亚临界和超超临界的概念和定义1. 超临界、亚临界和超超临界的基本定义和概念在化学工程和物理学中，超临界、亚临界和超超临界是用来描述物质状态的概念。
当物质的压力和温度超过临界点时，就处于超临界状态；低于临界点但高于亚临界状态时，则是亚临界状态；而超超临界则是指物质处于高于超临界状态的更高压力和温度条件下。
2. 超临界、亚临界和超超临界状态的研究意义和应用价值超临界、亚临界和超超临界状态的物质具有独特的物理化学性质，对于材料科学、制药工业、化工和环境科学等领域具有重要的应用价值。
超临界流体在萃取、催化剂制备、纳米材料制备等方面有着重要的应用。
二、超临界亚临界和超超临界的划定方法和理论分析1. 超临界、亚临界和超超临界状态的实验划定方法在实验中，通过改变压力和温度等条件，可以划定物质的超临界、亚临界和超超临界状态。
利用不同的实验装置和技术手段，可以准确地确定物质的临界点和状态。
2. 超临界、亚临界和超超临界状态的理论分析通过分子动力学模拟、量子化学计算等理论方法，可以对超临界、亚临界和超超临界状态下物质的性质进行深入理解和分析。
这些理论分析对于解释实验现象和指导工程应用具有重要意义。
三、对超临界亚临界和超超临界的个人理解和观点超临界亚临界和超超临界状态的物质具有独特的性质和应用价值，对于相关领域的科研和工程具有重要意义。
在未来的研究中，我认为更加深入地探讨超临界、亚临界和超超临界状态下的物质性质和行为，将对相关领域的发展产生重要影响。
总结：通过对超临界亚临界和超超临界的概念、划定方法和理论分析的深入探讨，可以更好地理解这一概念，并且认识到它在化学工程和物理学领域的重要意义和应用价值。
超超临界机组和超临界机组
超超临界机组和超临界机组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 347.15℃；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℃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。
大型超临界锅炉的特点超临界火电技术由于参数本身的特点决定了超临界锅炉只能采用直流锅炉，在超临界锅炉内随着压力的提高，水的饱和温度也随之提高，汽化潜热减少，水和汽的密度差也随之减少。
当压力提高到临界压力（22.12Mpa）时，汽化潜热为0，汽和水的密度差也等于零，水在该压力下加热到临界温度（374.15℃）时即全部汽化成蒸汽。
超临界压力临界压力时情况相同，当水被加热到相应压力下的相变点（临界温度）时即全部汽化。
因此超临界压力下水变成蒸汽不再存在汽水两相区，由此可知，超临界压力直流锅炉由水变成过热蒸汽经历了两个阶段即加热和过热，而工质状态由水逐渐变成过热蒸汽。
因此超临界直流锅炉没有汽包，启停速度快，与一般亚临界汽包炉相比，超临界直流锅炉启动到满负荷运行，变负荷速度可提高1倍左右，变压运行的超临界直流锅炉在亚临界压力范围内超临界压力范围内工作时，都存在工质的热膨胀现象，并且在亚临界压力范围内可能出现膜态沸腾；在超临界压力范围内可能出现类膜态沸腾。
超临界直流锅炉要求的汽水品质高，要求凝结水进行100%除盐处理。
由于超临界直流锅炉水冷壁的流动阻力全部依靠给水泵克服，所需的压头高，即提高了制造成本又增加了运行耗电量且直流锅炉普遍存在着流动不稳定性、热偏差和脉动水动力问题。
亚临界和超临界原理
亚临界和超临界原理亚临界和超临界原理是研究流体动力学的重要理论基础。
它们在能源利用、环境保护以及工业生产等领域有着广泛的应用。
本文将从亚临界和超临界原理的定义、特点和应用三个方面进行探讨。
一、亚临界和超临界的定义亚临界是指流体在低于临界点的温度和压力条件下存在的状态。
临界点是指流体在一定温度和压力下，液态和气态之间不再有明显的界限，称为临界点。
超临界是指流体在高于临界点的温度和压力条件下存在的状态。
亚临界和超临界的状态具有一些特殊的性质。
在亚临界状态下，流体的密度随温度和压力的变化而变化，可以通过调节温度和压力来控制流体的物性。
在超临界状态下，流体的密度比亚临界状态更小，粘度更低，与气体性质相似。
二、亚临界和超临界的特点亚临界和超临界的特点使其在能源利用和环境保护方面具有重要应用价值。
1. 能源利用方面：亚临界和超临界流体具有较高的热物性，可以用于煤炭、天然气等化石能源的高效利用。
通过调节温度和压力，可以实现煤炭气化、燃烧和燃气脱硫等过程的优化控制，提高能源利用效率。
2. 环境保护方面：亚临界和超临界流体在环境保护领域有着广泛的应用。
例如，在废水处理中，亚临界和超临界流体可以用于溶解和分解有机污染物，具有高效、无污染和可回收利用的特点。
此外，亚临界和超临界流体还可以用于固体废物的处理和资源化利用。
三、亚临界和超临界的应用亚临界和超临界原理在工业生产中有着广泛的应用。
1. 超临界流体萃取技术：超临界流体萃取技术是一种高效的分离和提取技术，广泛应用于天然产物的提取和纯化。
通过调节温度和压力，可以实现对物质的选择性提取，避免使用有机溶剂，减少环境污染。
2. 超临界干燥技术：超临界干燥技术是一种高效的干燥技术，广泛应用于食品、药品和化工等领域。
与传统的热风干燥相比，超临界干燥具有干燥速度快、产品质量好、能耗低等优点。
3. 亚临界流体脱色技术：亚临界流体脱色技术是一种高效的染料脱色技术，广泛应用于纺织、印染等行业。
350MW超临界亚临界比较专题报告
350MW超临界亚临界⽐较专题报告华能长春热电⼚新建⼯程初步设计第四卷热机部分专题报告超临界供热机组选型论证东北电⼒设计院设计证书070001-sj勘察证书070001-kj环评证书甲字1605质量管理体系证书05004Q10052R0L2008年5⽉长春华能长春热电⼚新建⼯程初步设计第四卷热机部分专题报告超临界供热机组选型论证批准安⼒群审核李健校核裴育峰编写⽯志奎2008年5⽉长春⽬次1、概述 (1)2、国内亚临界、超临界供热机组的发展状况 (2)3、超临界空冷机组与亚临界供热机组⽅案⽐较 (2)4．主机⼚对350MW超临界抽汽机组中压末级叶⽚设计说明 (6)5. 叶根型式的选择及安全性分析 (10)6 1029MM末级动叶⽚ (10)7、结论 (15)1、概述据有关预测表明，2020年要实现全⾯建设⼩康⽬标，我国⼀次能源的需求将在25～33亿吨标准煤之间。
也就是说，按现⾏经济增长模式，若要实现2020年GDP翻两番的⽬标，我国能源需求在现有消费量基础上⾄少需翻⼀番，到2020年，⼈均能源消费将由2000年的约1.0吨标煤增加到2.0吨标煤左右。
⽬前，我国单位产品的能耗⽔平较⾼。
能源加⼯、转换、贮运和终端利⽤的效率仅约33%，⽐发达国家低10个百分点；⾼耗能⾏业的单位产品能耗⽐世界先进⽔平⾼20～50%，⽽这些⾏业的能源消费占⼯业部门能源消费总量的70%。
因此，我国全⾯提⾼能源效率的任务⼗分艰巨。
未来15～20年既是中国发展的重要战略机遇期，也是能源、⼟地、环境等资源性瓶颈制约突出表现的时期。
中国能源的资源总量和构成、建设⼩康社会对能源的需求、当前我国的能源利⽤效率⽔平等都决定了我国必须要⼤⼒推进经济增长⽅式的转型，建⽴节约型社会，⾛适合中国特点的节能型发展道路。
这是中国特⾊社会主义在能源利⽤⽅⾯的具体要求，也是树⽴和落实科学发展观的必然选择。
随着全球范围内煤炭资源的⽇益紧张和发电技术的不断进步，发展超临界技术，提⾼⽕⼒发电的蒸汽参数、降低机组热耗、节约燃料、降低发电成本、提⾼电⼚热效率，已成为当今⼯业先进国家⽕⼒发电技术的主要发展⽅向。
超临界、超超临界燃煤发电技术
1.工程热力学将水的临界状态点的参数定义为：22.115MPa，374.15℃。
当水蒸气参数值大于上述临界状态点的压力和温度时，则称其为超临界参数。
超超临界设定在蒸汽压力大于25MPa、或蒸汽温度高于593℃的范围。
2.提高机组热效率：提高蒸汽参数（压力、温度）、采用再热系统、增加再热次数。
3.常规亚临界机组参数为16.7MPa/538℃/538℃，发电效率约38%；超临界机组主汽压力一般为24MPa左右，主蒸汽和再热蒸汽温度为538—560℃，典型参数为24.1MPa/538℃/538℃，发电效率约41%；超超临界追压力25—31MPa及以上，主蒸汽和再热蒸汽温度为580—600℃及以上。
超临界机组热效率比亚临界机组的高2%—3%，超超临界机组的热效率比超临界机组高4%以上。
4.在超超临界机组参数条件下，主蒸汽压力提高1MPa，机组的热效率就可下降0.13—0.15%；主蒸汽温度每提高10℃，机组的热效率就可下降0.25%—0.30%。
再热蒸汽温度每提高10℃，机组的热耗率就可下降0.15%—0.20%。
如果增加再热参数，采用二次再热，则其热耗率可下降1.4%—1.6%。
当压力低于30MPa时，机组热效率随压力的提高上升很快；当压力高于30MPa时，机组热效率随压力的提高上升幅度较小。
5.锅炉布置主要采用Ⅱ型布置、塔式布置、T型布置。
超超临界机组可采用四角单切圆塔式布置、墙式对冲塔式布置、单炉膛双切圆Ⅱ型布置及墙式对冲Ⅱ型布置。
Ⅱ型布置适用于切向燃烧方式和旋流对冲燃烧方式；塔式炉适用于切向燃烧方式和旋流对冲燃烧方式；T型布置适用于切向燃烧方式和旋流对冲燃烧方式。
6.水冷壁型式：变压运行超临界直流锅炉水冷壁：炉膛上部用垂直管，下部用螺旋管圈及内螺纹垂直管屏。
7.我国超超临界技术参数：一次再热、蒸汽参数（25—28）MPa/600℃/600℃，相应发电效率预计为44.63%—44.99%，发电煤耗率预计为275—273g/kWh。
超临界机组与亚临界机组最大的区别
超临界机组与亚临界机组最大的区别，也是超临界参数锅炉的技术关键就是水冷壁。
超临界锅炉水冷壁的循环倍率通常只有1或小于1(当过热器减温水量较大时)，变压运行的超临界机组低负荷时流量较小，这决定了水冷壁需要较小的管径和特殊的管圈型式，以确保管内有足够高的质量流速，保证冷却管壁，使其不超温。
经过长期的发展，超临界锅炉水冷壁管圈主要有螺旋管圈水冷壁和垂直管圈水冷壁两种型式。
1 螺旋管圈水冷壁为了适应电网中调峰和滑压运行的要求，先后开发的螺旋管圈水冷壁结构的超临界锅炉。
管子自炉膛低部以一定的倾角沿着炉膛四周盘旋上升到炉膛出口处(一般1．5—2．0圈)，上部改为垂直上升管子，以利于管子穿墙及悬吊结构的布置。
只要改变螺旋管圈的倾角，就可以非常容易的减少炉膛四周的管子数量而不增加管子间的间隙，保证必要的管内质量流速，同时可选用较粗的管子，增加水冷壁的刚性。
螺旋管圈水冷壁的主要优点为：(1)可以容易地满足变压运行的要求。
由于管子根数少，采用了较高的质量流速，在所有的负荷范围内均能保证管壁温度不超过允许温度，并且在压力较低时水动力也十分稳定；(2)由于水冷壁管圈绕炉膛周界盘旋上升，各根管子受热较均匀，使得水冷壁出口温度偏差小；(3)可以采用较大管径和壁厚的水冷壁管，增加水冷壁的刚性，减少了由管子制造公差所引起的水动力偏差。
螺旋管圈水冷壁的主要缺点为：（1）由于管内质量流速高，螺旋管圈展开长度几乎为垂直管圈长度的二倍，水冷壁阻力较大；（2）螺旋管圈水冷壁的制造工艺比较复杂，制造工作量大，每绕一圈，有四个弯头，组装率低，管圈的支承结构和刚性梁结构复杂，制造和安装周期长，维护和维修也要复杂一些。
2垂直管圈水冷壁垂直管圈水冷壁又分为一次上升式和多次上升一下降两种，沿炉膛四面周界垂直的管子组成若干管屏。
一次上升垂直管圈的所有管屏都是并联的，从省煤器来的工质引入炉底进口集箱，在管屏中一次向上流动至炉顶出口集箱。
而多次上升一下降管圈，工质从炉底进入几片管屏，向上流动到炉顶后，经过下降管引到炉底，再在另外几片管屏中向上流动，视不同情况可有几次上升下降。
超临界&超超临界
超临界和超超临界超临界（SC）火电厂超临界机组和超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,临界温度是374.15℃；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℃或蒸汽压力不低于31 MPa被称为超超临界。
在工程上，也常常将25MPa以上的称为超超临界。
375℃以上，超临界水可与氧气、空气和氮气及有机物以任意比例互溶。
与有机物的高溶解度相比，无机盐在超临界水中的溶解度非常低，并且随水的介电常数减小而减小，当温度大于475℃时，无机物在超临界水中的溶解度急剧减小，呈盐类析出或以浓缩盐水的形式存在。
如NaCl在300℃水中的溶解度为37%，而在550℃和25MPa的水中的溶解度为120mg/L，其原因主要是由水的低介电常数和离子解离常数造成的。
同时，在超临界水中溶解的无机盐溶质具有不同于常温常压下的特殊性，对于等压条件下的温度上升，水的介电常数会降低，有利于溶质的缔合；相反，等温条件下压力的上升有利于溶质的分解。
在高温低压的超临界条件下，当水的介电常数小于15时，水中溶解的溶质会发生大规模的缔合作用，即常温常压下的强电解质在高温低压的超临界条件下会变为弱电解质，而室温下的弱电解质则形成中性的缔合的配合物。
由于超临界水对有机物和氧气都是极好的溶剂，因此有机物的氧化可以在富氧的均一相中进行，反应不会因相间转移而受限制。
因而，超临界水氧化技术，即SCWO技术(Super Crtical Water Oxidation)是在不产生有害副产物情况下彻底有效降解有机污染物的一种新方法。
超临界和超超临界发电机组已在发达国家广泛采用。
国外机组的可靠性数据表明，超超临界机组同超临界发电机组一样，可以实现高的可靠性。
从环保措施看，国外的超超临界机组都加装了锅炉尾部烟气脱硫、脱硝和高效除尘装置，可以实现较低的污染物排放，满足严格的排放标准。
300MW等级亚临界和超临界供热机组的可行性分析
300MW等级亚临界和超临界供热机组的可行性分析1 前言目前国内亚临界300MW等级机组已成为我国火力发电的主力机组,制造、安装、运行经验已很成熟。
随着技术的不断进步和节能减排产业政策的要求,300MW 等级机组参数已由亚临界参数(18.0MPa,540℃)发展到超临界参数(25.0MPa，540℃～566℃)。
根据电力市场发展形势需要,本文主要以大旺热电厂为例,根据该厂的供热要求和燃料特性,选择与之相匹配的机组型式,并从国产制造能力、运行可靠性及技术经济方面做论述,来综合论证亚临界和超临界机组的可行性。
2 工程概述2.1 煤源及煤质国电肇庆大旺工程煤源采用山西晋北平朔煤作为设计煤种,内蒙古伊泰煤为校核煤种。
燃煤为高挥发份烟煤,点火及助燃油为0号轻柴油。
2.2 煤质特性分析本工程燃煤属于低硫、中富灰份、中等发热量烟煤,设计煤种结渣特性低、校核煤种结渣特性高。
由于Vdaf 37%故燃煤较易着火,根据《大容量煤粉燃烧锅炉炉膛选型导则》其燃烧方式“宜采用切向燃烧或墙式燃烧方式,并配直吹式制粉系统”。
2.3 热负荷现状依据山东省城乡规划设计研究院编制的本项目热网部分可研报告,根据对电厂周边地区用汽企业的情况调查,热用户用汽压力参数基本上为0.4MPa~0.9MPa之间,用汽温度参数基本上在180℃以下。
考虑到管道输送沿程压力损失及温度降低后,热源送汽参数定为1.2MPa,250℃,可满足各用户要求。
实际用户可按实际生产工艺要求,通过设置配汽站减温减压调整以各自满足需要。
3 装机方案的拟定与方案比较根据热负荷数据,结合热负荷特性曲线,从保证供热可靠性和具备适应热负荷变化的能力出发,拟考虑以下二种装机方案。
下面对二种装机方案分别进行简述和比较:如果采用两台2×300MW等级亚临界抽凝式供热机组,设2级可调式抽汽。
这种机型技术成熟,在采暖供热业绩较多,但抽汽参数较低。
根据我院多方调研以及与多家汽轮机厂交流和咨询,对于300MW亚临界供热机组,1.6MPa,200t/h的抽汽参数实现起来难度很大,原因如下:1)1.6MPa,200t/h的抽汽参数,不仅压力高,而且抽汽流量大,如从中压缸中间抽出,对外供热抽汽需采用回转隔板调节,并且汽轮机本体抽汽开孔要加大,轴承间距也相应加大,结构上会影响到中压缸周围其他抽汽的孔开孔和布置,对现有机型的改动较大,目前国内300MW汽轮机没有相似参数的工程设计方案和运行业绩。
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亚临界、超临界、超超临界火电机组技术区别
一、定义
所谓的"临界"是指锅炉工作情况下承受的一定温度和压力的蒸汽状态。
可以查出水的临界压力为22.115MPa ，由此知，此压力对应下的状态叫临界状态；
(1)水在加热过程中存在一个状态点——临界点
(2)低于临界点压力，从低温下的水加热到过热蒸汽的过程中要经过汽化过程，即经过水和水蒸汽共存的状态；
(3)而如果压力在临界压力或临界压力以上时，水在加热的过程中就没有汽水共存状态而直接从水转变为蒸汽。
T-S图
临界点
T
饱和水线饱和汽线
S
水的临界点
1.1 压力低于25MPa（对应的蒸汽温度低于538摄氏度）时的状态为亚临界状态；亚
临界自然循环汽包锅炉的燃烧室蒸发受热面与汽包构成循环回路。
受热面上升管吸热量越大，则上升管内的含汽率增大，与下降管比重差增大，因此推动更大的循环量。
其特性是带有“自补偿”性质的。
而直流锅炉燃烧室内的平行上升管组吸热量越大则工质比容增大，体
积流速变大，阻力增大。
对带有联箱的平行管组，吸热多的管子质量流量必然降低，其特点是“直流”性质的。
1.2 压力在25MPa 时的状态（对应的蒸汽温度高于538摄氏度）为超临界状态；超临界是物质的一种特殊状态，当环境温度、压力达到物质的临界点时，气液两相的相界面消失，成为均相体系。
当温度压力进一步提高，即超过临界点时，物质就处于超临界状态，成为超临界流体。
超临界水是一种重要超临界流体，在超临界状态下，水具有类似于气体的良好流动性，又具有远高于气体的密度。
超临界水是一种很好的反应介质，具有独特的理化性质，例如扩散系数高、传质速率高、粘度低、混合性好、介电常数低、与有机物、气体组分完全互溶；对无机物溶解度低，利于固体分离，反应性高、分解力高；超临界水本身可参与自由基和离子反应等等。
1.3 压力在25-31MPa 之间(温度在600度以上）则称为超超临界状态。
二、 参数
水的临界状态参数为压力22.115MPa 、温度374.15℃
2.1 亚临界火电机组蒸汽参数： P=16~19MPa ，T= 538℃/ 538℃或T= 540℃/ 540
℃。
超临界压力下朗肯循环过程的T —S 图
2.2当蒸汽参数超过水临界状态点的参数，统称为超临界机组，（Supercritical）以（SC）
表示。
一般超临界机组的蒸汽压力为24~26MPa，其典型参数：P=24.1 MPa、538℃/ 538℃；我国正在建造的600MW超临界机组的参数为：P=25.4MPa、538℃/ 566℃；或P=25.4MPa、566℃/ 566℃。
超临界压力机组（分两个层次）：
1、常规超临界压力机组（conventional supercritical）,主蒸汽压力一般为24MPa;主蒸汽和再热蒸汽温度一般为：540~560℃；
2、高效超临界机组（high efficiency supercritical）,或称为超超临界压力机组（ultra supercritical）,主蒸汽压力一般为：28.5~30.5MPa，主蒸汽和再热蒸汽温度一般为：580~600℃；
2.3 超超临界机组实际上是在超临界机组参数的基础上进一步提高蒸汽压力和温度，国
际上通常把主蒸汽压力在24.1~31MPa、主蒸汽/再热蒸汽温度为580℃~600 ℃/ 580℃~ 610℃机组定义为高效超临界机组，即通常所说的超超临界（USC）机组。
国内正在建设的超超临界机组（USC）的主蒸汽P= 25~26.5MPa、T= 600℃/ 600℃。
三、机组技术特点比较
3.1 热耗比较
从表l可以很明显地比较出随着机组参数的提高，热耗率呈下降趋势。
3.2煤耗比较
从表2可以很明显地看出随着机组参数的提高，煤率呈下降趋势。
以亚临界机组供电煤耗为基数，当前标煤单价按720 元／t，年运行5 200 h计算，超临界每台机一年可节约标煤约44 335 t，折合费用约3 192万元；超临界每台机一年可节约标煤82742 t，折合费用5 957万元，效益非常明显。
3.3运行方式
超(超)临界机组和亚临界机组在低负荷运行时，同样有良好的运行性能，其良好的运行性能是基于低负荷滑压运行的，即主汽压力随着负荷的降低而降低。
在60％一100％负荷范围内，采用纯滑压运行方式机组低于复合滑压运行方式，随着负荷的增加，效益越明显。
3.4 环保评价
a、节省石灰石1900t，按65/吨购矿石，节省支出12．35万元。
b、节水(二级反渗透水)55 000吨，按4．5/吨成本价制水，节省24．75万元。
c、少排二氧化硫约132吨，按850t/吨收费，少交排污费112．2万元。
结论：
火力发电厂的主要环节是热能的传递和转换，将初参数提高到超临界状态，可以提高可用能的品位，使热能转化效率提高。
根据资料证明，与同容量亚临界火电机组比较，超临界机组可以提高效率2%-2.5%，超超临界机组可提高效率约5%。
因此，超超临界的优势在于提高机组效率，效率决定煤耗，煤耗的降低即意味着企业
的效率和竞争力，同时也意味着环保。