基本介紹
- 中文名：超臨界壓力火力發電站
- 外文名：supercritical steam power plant
- 相關概念：超超臨界壓力火力發電站
- 關鍵值：鍋爐內工質的壓力
基本概念,作用,特點,發展及原因,
基本概念
水的臨界參數為：tc=374.15℃，Pc=22.129MPa。在臨界點以及超臨界狀態時，將看不見蒸發現象，水在保持單相的情況下從液態直接變成汽態。一般將壓力大於臨界點Pc的範圍稱為超臨界區，壓力小於Pc的範圍稱為亞臨界區。
從物理意義上講，水的狀態只有超臨界和亞臨界之分；而超超臨界一般是套用在火電廠方面的概念，在物理學中沒有這個分界點，只表示超臨界技術發展的更高階段，是常規蒸汽動力火電機組的自然發展和延伸。由於超超臨界參數機組在我國投運的數量最多，超超臨界是我國人為的一種區分，也稱為最佳化的或高效的超臨界參數。
超超臨界與超臨界的劃分界限尚無國際統一的標準。我國電力百科全書認為主蒸汽壓力≥27MPa為超超臨界機組。2003年，我國“國家高技術研究發展計畫（'863'計畫）”項目“超超臨界燃煤發電技術”中，定義超超臨界參數為蒸汽壓力≥25MPa，蒸汽溫度≥580℃。
作用
超臨界、超超臨界火電機組具有顯著的節能和改善環境的效果，超超臨界機組與超臨界機組相比，熱效率要提高1.2%-4%，一年就可節約6000噸優質煤。未來火電建設將主要是發展高效率高參數的超臨界（SC）和超超臨界（USC）火電機組，它們在已開發國家已得到廣泛的研究和套用。
特點
在超臨界鍋爐中，各區段工質的比熱、比容變化劇烈，工質的傳熱與流動規律複雜。變壓運行時隨著負荷的變化，工質壓力將在超臨界到亞臨界的廣泛壓力範圍內變化，隨之工質物性變化巨大，這些都使得超臨界機組表現出嚴重非線性。具體體現為汽水的比熱、比容、熱焓與它的溫度、壓力的關係是非線性的，傳熱特性、流量特性度、壓力的關係是非線性的，各參數間存在非相關的多元函式關係是非線性的，使得受控對象的增益和時間常數等動態特性參數在負荷變化時大幅度變化。
發展及原因
經濟效益
美國從40年代起就開始採用了亞臨界壓力機組，經過多年的發展，取得了豐富設計，製造和運行經驗。並從1955年正式開始在大機組中採用亞臨界壓力機組。亞臨界壓力機組的裝機容量迅速增長，如1955年投運了5台，共90萬千瓦；到1956年機組的數量不增加到了16台，裝機容量達到300萬千瓦；1957年，又增加40台，共866萬千瓦。初步嘗到了提高蒸汽參數的甜頭。因為亞臨界壓力機組比高壓或超高壓機組的電站熱效率高得多。美國當時並沒有滿足於現狀。當他們從情報資料中得知，西德正在加緊研製一台8萬千瓦，250噸/時，300大氣壓，600/560/560°C的超臨界壓力工業背壓機組時，美國也立即組織力量，投入了超臨界壓力機組的研製工作。在西德許爾斯化工廠第二自備電廠N。1的世界首台超臨界壓力工業背壓機組投運的第二年（1957年），美國菲洛電站世界公共電站第一台超臨界壓力機組也順利投運。理論研究和工業實踐均表明，超臨界壓力機組比亞臨界的更優越，技術經濟效果更好。
節約能源
由於超臨界壓力機組的熱耗和煤耗低，一般情況裝機容量100萬千瓦的電站，與亞臨界壓力機組相比，每年可節約燃料6-9萬噸。
適應大機組發展的需要
美國火電設備的單機容量上升很快，這和蒸汽參數的提高有直接的關係。1962年以前，50萬千瓦以上的機組主要為亞臨界壓力機組。但在獲得第一批投運的另外4台超臨界壓力機組的運行經驗後（指：阿逢，愛迪斯頓，布里德和菲利普斯蓬電站），電力公司便中止了對亞臨界壓力機組的訂購量。如在1963—1964年，除2台機組外，另外28台機組全部訂購了超臨界壓力機組。在1963-----1964年還有9台單機容量小於50萬千瓦的機組（30-40萬千瓦）也訂購了超臨界壓力機組。在美國1964年以來投運的單機容量在30萬千瓦以上的機組中，亞臨界壓力的有43台，合計容量1982.9萬千瓦；超臨界壓力的有42台，合計容量2410.1萬千瓦。超臨界壓力機組占美國1964年以來預定運行總火力發電量的75---80%。美國當時選擇蒸汽參數的原則是，超過50萬千瓦的機組用超臨界，30萬千瓦以下的用亞臨界；30---50萬千瓦之間的，可根據燃料價格和發電成本來決定所採用的蒸汽參數等級。
