亚临界,超临界,超超临界火电机组技术

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。