超超临界机组》教材

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1、超临界机组专题安徽电力公司培训中心安徽电气工程职业技术学院何鹏第一部分概述电力发展趋势2004年我国燃煤发电机组的标准供电煤耗为379克／千瓦时，与世界先进水平相差50克／千瓦时至60克／千瓦时。因此，提高煤转化效率，节约煤炭资源，是未来煤电发展的重要目标，是实现煤电可持续发展的重要保障。提高电厂煤炭利用效率的途径，主要是提高发电设备的蒸汽参数。随着科技的进步，煤电的蒸汽参数已由低压、中压、高压、超高压、亚临界、超临界、高温超临界，发展到了超超临界和高温超超临界；发电净效率也由低压机组的20%，增加到了超超临界机组的48%；发电煤耗从50

2、0克/千瓦时下降到了250克/千瓦时。机组运行压力、温度的提高带来的变化是连锁的，通常机组效率每提高1%，二氧化碳的排放就会减少2%。如果超超临界机组能比常规亚临界机组效率提高7%，二氧化碳的排放量就可以减少14%。据预测，到2020年，我国煤电装机容量将新增2.4亿千瓦，如果新增煤电机组的90%都采用超超临界发电技术，那么我国每年可减少二氧化硫排放180万吨左右，减少氮氧化物排放90万吨左右，这相当于2001年我国发电企业排放总量的23%。何为超临界机组？有哪些特点？与同类比较优点是什么？超临界机组是指火力发电厂机组主蒸汽压力大于水的临

3、界压力（22.12MPa）的机组。超临界再分为常规超临界（SC）（24MPa/540~560℃）和高效超临界(超超临界)机组（USC）（蒸汽温度不低于593℃或蒸汽压力不低于31MPa被称为超超临界）。蒸汽初参数与机组效率关系的一种估计从目前世界火力发电技术水平看，提高火力发电厂效率的主要途径是提高蒸汽的参数，即提高蒸汽的压力和温度。发展超临界和超超临界火电机组，提高蒸汽的参数对于提高火力发电厂效率的作用是十分明显的。如：亚临界机组的蒸汽压力及蒸汽温度为17MPa/540℃，其电厂效率为38%，供电煤耗为324克/kW.h;超临界机组的蒸

4、汽压力及蒸汽温度为25.5MPa/567℃，其电厂效率为41%，供电煤耗为300克/kW.h;超超临界机组的蒸汽压力及蒸汽温度为25~31MPa/600℃，其电厂效率为48%，供电煤耗为256克/kW.h;国外已经有蒸汽压力及蒸汽温度更高的机组，如高温超超临界机组，其压力达到31MPa甚至更高，温度达到700℃及以上，其电厂效率可达57%及以上，供电煤耗为216克/kW.h或更低。超临界机组和亚临界机组特点比较超临界机组是指主蒸汽压力高于临界压力（22.13MPa）的锅炉和汽轮发电机组，它具有如下特点：(1）热效率高、热耗低。超临界机组比

5、亚临界机组可降低热耗～2.5％，故可节约燃料，降低能源消耗和大气污染物的排放量。(2）超临界压力时水和蒸汽比容相同，状态相似，单相的流动特性稳定，没有汽水分层和在中间集箱处分配不均的困难，并不需要象亚临界压力锅炉那样用复杂的分配系统来保证良好的汽水混合，回路比较简单。(3)超临界锅炉水冷壁管道内单相流体阻力比亚临界汽包炉双相流体阻力低。(4)超临界压力下工质的导热系数和比热较亚临界压力的高。(5）超临界压力工质的比容和流量较亚临界的小，故锅炉水冷壁管内径较细，汽机的叶片可以缩短，汽缸可以变小，降低了重量与成本。(6）超临界压力直流锅炉没有

6、大直径厚壁的汽包和下降管，制造时不需要大型的卷板机和锻压机等机械，制造、安装、运输方便。同时取消汽包而采用汽水分离器，汽水分离器远比亚临界锅炉的汽包小，内部装置也很简单，制造工艺也相对容易，相应地降低了成本。(7）启动、停炉快。超临界压力直流锅炉不存在汽包上下壁温差等安全问题，而且其金属重量和储水量小，因而锅炉的储热能力差，所以其增减负荷允许的速度快，启动、停炉时间可大大缩短。一般在较高负荷（80～100％）时，其负荷变动率可达10％/min。(8)超临界压力锅炉适宜于变压运行。(9）超临界锅炉机组的水质要求较高，使水处理设备费用增加，例

7、如蒸汽中铜、铁和二氧化硅等固形物的溶解度是随着蒸汽比重的减小而增大，因而在超临界压力下，即使温度不高，铜、铁和二氧化硅等的溶解度也很高，为防止它在锅炉蒸发受热面及汽机叶片上结垢，超临界锅炉需100％的凝结水精处理，除盐除铁。(10）超临界压力锅炉的蓄热特性不及汽包炉，外界负荷变动时，汽温、汽压变化快而必须有相当灵敏可靠的自动调节系统，锅炉机组的自控水平要求也较高一些。超临界机组也存在着一些不足：(1)超临界压力锅炉由于参数高，锅炉停炉事故的概率比亚临界多，降低了设备的可用率和可靠性。另外，超临界压力锅炉出现管线破裂和起动阀泄漏故障时影响较

8、大。(2)超临界压力锅炉虽然热效率高，但锅炉给水泵、循环泵却要消耗较多的电耗，压力参数的提高又会增加系统的漏泄量，实际上对热效率的提高和热耗的减少都会有一定的影响。(3)超临界压力锅炉为了保证