超臨界機組指的是鍋爐內工質的壓力。鍋爐內的工質都是水，水的臨界壓力是：22.115MP，臨界溫度是374.15℃。循環流化床鍋爐與超臨界煤粉爐的設計沒有大的不同，可以採用碳鋼和低鉻合金作為爐膛水冷壁管的材料。由於循環床爐膛內的低溫燃燒過程，使得循環床直流鍋爐在採用滑壓運行方式時，其爐膛內熱流率較低，因此高參數的超臨界鍋爐適合於循環流化床燃燒方式。
基本介紹
- 中文名：超臨界壓力機組
- 外文名：ultra-supercritical pressure units
- 水的臨界壓力：22.115MP
- 臨界溫度：374.15℃
- 學科：電力工程
- 領域：能源
簡介,國內外超臨界機組發展情況,超臨界壓力機組在我國發展的前景,總結,
簡介
我國燃煤電站存在的突出問題有：機組效率低，供電煤耗高；由於煤燃燒造成環境污染，今後發電用煤的質量會進一步降低，將有更多的高灰分和高硫煤用於發電。這些問題，給我們提出了採用高效低污染髮電技術的要求。超臨界壓力機組已是世界上比較成熟的一項技術，其效率比亞臨界機組有大幅度提高，因而在同樣發電量下，耗煤比亞臨界機組低，排放的污染物比較少。因此在我國火力發電發展到一定的規模和面臨的問題，必然要發展超臨界機組。
國內外超臨界機組發展情況
早在60年代初，美國、前蘇聯和日本就開始發展超臨界大型機組了。超臨界壓力機組早期發展的蒸汽參數就定在壓力25MPa,蒸汽溫度560℃左右。由於壓力溫度的提高，主要耐熱材料提高了級別，系統輔機閥門全部更新，直流鍋爐的採用加上系統的複雜化，致使早期的超臨界壓力機組故障率很高，使其放慢發展速度。
80年代以後，隨著金屬材料的進展，輔機及系統方面的成熟，超臨界技術迅速發展。據不完全統計，美國有169台超臨界機組，前蘇聯224台，日本94台，德國10餘台，義大利13台，南非、澳大利亞均有超臨界機組。單機最大容量已達1200-1300MW。
我國自80年代引進超臨界壓力機組，在上海石洞口第二發電廠於1992年投入運行以來，克服了許多技術上的難關，機組達到設計指標，經濟效益良好。
超臨界壓力機組在我國發展的前景
由於我國小型火電機組還很多，全國平均供電煤耗率一直較高。1998年供電煤耗為404g/kW·h，1999年6MW及以上發電廠供電煤耗率400g/kW·h，比世界先進國家高約70g /kW·h，如按1999年火電發電量10.030 x 1012 kW·h計算，我國供電多耗標準煤約7021萬噸。超臨界機組供電煤耗按290g /kWh計算，我國火電機組平均供電煤耗高1108/kW·h，則供電多耗標準煤11033萬噸。我國計畫關停30GW小火電機組，如果其中10GW用超臨界機組取代，則年可節標煤1100-1200萬噸。
同樣是600MW機組，亞臨界參數的供電煤耗仍然和超臨界機組有較大的差距。例如：上海石洞口第二發電廠引進的超臨界600MW機組，其供電煤耗為300g/kW·h，比同容量的國產600MW亞臨界機組的供電煤耗(331g /kW·h)低31g/kW·h，也就是說，一座1000MW的燃煤發電廠，採用超臨界機組比採用亞臨界機組每年至少可以節約燃煤(標準煤)20多萬噸。
國內製造業已具有製造超臨界壓力機組的能力。上海、哈爾濱、東方電氣集團，通過對300、600 MW亞臨界機組的引進、製造，已投入600MW級亞臨界機組6台。上海鍋爐廠已大部分包製造上海外高橋EVT公司900MW超臨界壓力鍋爐部件，北京巴威公司引進美國B&W技術為澳大利亞製造的2台425MW超臨界壓力鍋爐部件已開始發往澳大利亞。這充分說明，我國通過引進吸收完全可以逐步掌握超臨界壓力機組主機和輔機的製造技術。
在冶金工業方面，我國鋼產量已過億噸，有相當實力，並進行了火電設備關鍵部件用鋼國產化工作，再通過國際採購，發展超臨界機組形成市場需求後，將促進超臨界機組材料國產化進一步發展。
總結
（1）隨著節約能源和保護環境的要求日益迫切，在我國大力發展超臨界壓力機組已成為當務之急；
（2）對超臨界壓力鍋爐，將再熱由一次轉為兩次可提高效率1.5%-2%。採用兩次再熱的主要問題是：設備複雜，受熱面布置困難：初投資增加；再熱汽溫調節變得複雜。隨著能源的短缺和超臨界壓力火電技術的套用，採用兩次再熱將是十分有益的；
（3）循環流化床燃燒是一種新型清潔煤燃燒技術，很多國家都在大力加以開發，第一台250MW的循環床鍋爐已在法國投入運行。人們已將提高循環床鍋爐的運行參數，發展超臨界參數循環床鍋爐的研究工作提上了日程。
研究結果表明，循環流化床鍋爐與超臨界煤粉爐的設計沒有大的不同，可以採用碳鋼和低鉻合金作為爐膛水冷壁管的材料。由於循環床爐膛內的低溫燃燒過程，使得循環床直流鍋爐在採用滑壓運行方式時，其爐膛內熱流率較低，因此高參數的超臨界鍋爐適合於循環流化床燃燒方式。
