超超临界燃煤发电技术的发展历程
700℃超超临界燃煤发电机组发展情况概述
700℃超超临界燃煤发电机组发展情况概述（一）目前，在整个电网中，燃煤火力发电占70%左右，电力工业以燃煤发电为主的格局在很长一段时期内难以改变。
但是，燃煤发电在创造优质清洁电力的同时，又产生大量的排放污染。
为实现2008年G8（八国首脑高峰会议）确定的2050年CO2排放降低50%的目标，提高效率和降低排放的发电技术成为欧盟、日本和美国重点关注的领域。
洁净燃煤发电技有几种方法，如整体煤气化联合循环（IGCC）、增压流化床联合循环（PFBC）及超超临界技术（USC）。
目前，超超临界燃煤发电技术比较容易实现大规模产业化。
超超临界燃煤发电技术经过几十年的发展，目前已经是世界上先进、成熟达到商业化规模应用的洁净煤发电技术，在不少国家推广应用并取得了显著的节能和改善环境的效果。
据统计，目前全世界已投入运行的超临界及以上参数的发电机组大约有600余台，其中美国约有170台，日本和欧洲各约60台，俄罗斯及原东欧国家280余台。
目前发展700℃超超临界发电技术领先的国家主要是欧盟、日本和美国等。
700℃超超临界机组作为超超临界机组未来发展方向，本文对其发展情况进行概述，供参考。
一、概念燃煤发电机组是将煤燃烧产生的热能通过发电动力装置（电厂锅炉、汽轮机和发电机及其辅助装置等）转换成电能。
燃煤发电机组主要由燃烧系统（以锅炉为核心）、汽水系统（主要由各类泵、给水加热器、凝汽器、管道、水冷壁等组成）、发电系统（汽轮机、汽轮发电机）和控制系统等组成。
燃烧系统和汽水系统产生高温高压蒸汽，发电系统实现由热能、机械能到电能的转变，控制系统保证各系统安全、合理、经济运行。
燃煤发电机组运行过程中，锅炉内工质都是水，水的临界点压力为22.12MPa，温度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。
超临界机组是指主蒸汽压力大于水的临界压力22.12 MPa的机组，而亚临界机组是指主蒸汽压力低于这个临界压力的机组，通常出口压力在15.7～19.6 MPa。
700℃超超临界发电技术开发进展概况
Advanced Austenitic Alloys (Super 304H, 347HFG, NF709, etc.)
700
o
Average Temperature for Rupture in 100,000 hours ( C)
25
Stress (ksi)
Minimum Desired Strength at Application Temperature
Source: Saarschmiede
7
1. 欧洲 AD700计划
热挤成型的镍基合金 263管子 （ I.D. 310 x 67 mm）
310 x 67 mm Extrusion by Wyman & Gordon, Livingstone, Scotland
8
1. 欧洲 AD700计划
阀门锻件
Average Temperature for Rupture in 100,000 hours ( F)
500 1100 1200 1300 1400 70 Inconel 740 300 CCA617 Std. 617
o
Nickel-Based Alloys
Haynes 282
50
Stress (MPa)
Ferritic steel
17
1. 欧洲 AD700计划
Thermie 1000 MW DR: IP Turbine 汽轮机中压缸
10 % Cr steel
Ni base alloy
18
1. 欧洲 AD700计划
1.6 示范机组方案
• 蒸汽压力 • 蒸汽温度 • 再热蒸汽温度 35.0 MPa 700 ℃ 720 ℃
超超临界
超超临界：煤电技术的春天大气污染重压之下，减煤是最根本的治污手段。
但清洁能源“远水难解近渴”，提高燃煤效率迫在眉睫。
中国电力企业联合会数据显示，2010年中国平均供电煤耗为335克/千瓦时。
而日本、欧洲等地区平均水平均远低于300克。
今年7月1日，被称为“史上最严”的《火电厂大气污染物排放标准》正式执行，大量落后机组亟待淘汰升级，超超临界技术相关企业已摩拳擦掌。
减煤“利器”实际上，国内并不缺乏减煤“标杆”。
距离上海外高桥第三发电厂(下称“外三发电厂”)约三公里处的高桥镇，很多居民甚至不知道附近有一座火电厂。
其100万千瓦的超超临界机组实现煤耗276克/千瓦时，在国际上已属顶尖。
所谓超超临界指的是火电厂锅炉内蒸汽的参数。
锅炉内的工质是水，水的临界参数是22.064兆帕、373.99摄氏度。
在这个压力和温度时，水和蒸汽的密度是相同的。
当锅炉内工质的压力大于这个临界值，就是超临界锅炉；当蒸汽温度不低于593摄氏度或者蒸汽压力不低于31兆帕，就称为超超临界。
压力越大、温度越高，意味着燃煤的效率越高，从而煤炭的使用量越少。
目前，国内及国际上一般认为蒸汽温度不低于600摄氏度，就是超超临界机组。
2011年开始，我国已经致力于研究700摄氏度的高超超临界技术。
上海外三发电厂是2008年投产100万千瓦超超临界机组，当年就实现了供电煤耗286克/千瓦时，此后不断的技术创新使煤耗在2013年达到276克/千瓦时。
公开报道显示，外三发电厂比全国平均水平每千瓦时节约62克标准煤，这意味着，一年可节约煤68万吨，约合4.7亿元人民币。
而且，除尘率达99.8%以上，脱硫效率达98%以上，脱硝效率达80%以上。
位于南京市郊的大唐南京发电厂也是技术升级改造实现节能减排的一个范例。
该电厂已有百年历史，曾承担江苏省1/3的发电任务。
2010年，该电厂投产两台660MW 超超临界燃煤机组，机组容量翻了两番，但单位电量二氧化硫排放量下降幅度高达80%，每年削减二氧化硫排放量2000多吨，每年可减少氮氧化物排放700多吨。
超_超_临界火力发电技术的发展及国产化建设
理论上， 水的临界状态点压力和温度数值分别 为 ２２．１１５ ＭＰａ 和 ３７４．１５ ℃。通常认为蒸汽参数超过 水的临界状态点压力和温度数值的机组即称为超临 界机组。
参照电力行业标准（ ＤＬ／Ｔ８９３—２００４《电站汽轮 机名词术语》） ， 我们可以这样定义： 超临界机组为主 蒸 汽 压 力 高 于 临 界 压 力 （ 一 般 高 于 ２４．０ ＭＰａ， 低 于 ２８．０ ＭＰａ） 的机组； 超超临界机组为主蒸汽压力达到
中图分类号： ＴＫ２８４．１ 文献标识码： Ｃ 文章编号： １０００－ ７２２９ （２００７） ０４－ ００６０－ ０７
Ｐｒｏｇｒｅｓｓｅｓ ｉｎ ＵＳＣＴｈｅｒｍａｌ Ｐｏｗｅｒ Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙａｎｄ Ｄｏｍｅｓｔｉｃ Ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ
ＬＩ Ｘｕ－ ｊｕｎ
（Ｘｉ’ａｎ Ｔｈｅｒｍａｌ Ｐｏｗｅｒ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ Ｃｏ． Ｌｔｄ．， Ｘｉ’ａｎ ７１００３２， Ｃｈｉｎａ）
目 前 ， 欧 共 体 制 定 了 “ＴＨＥＲＭＩＥ”７００ ℃先 进 燃 煤火电机组的发展计划， 联合欧洲 ＡＢＢ、ＳＩＥＭＥＮＳ、 ＧＥＣ－ ＡＬＳＴＯＭ 为主的欧洲汽轮机制造商等 ４０ 家公 司， 成立了“７００ ℃发电委员会”。从 １９９８ 年开始， 计 划用 １７ 年时间， 开发 ３５ ＭＰａ、７００ ／７２０ ／７２０ ℃的超 超临界火电机组， ２００７ 年 ４ 月
电力建设 Ｅｌｅｃｔ电ｒｉｃ 力Ｐｏｗ建ｅｒ Ｃ设ｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ
Ｖｏｌ ． ２８ Ｎｏ． ４ Ａｐｒ， ２０第０７ ２８ 卷
·电源技术·
超（超）临界火力发电技术的发展及国产化建设
李续军
（ 西安热工研究院有限公司， 西安市， ７１００３２）
超临界燃煤发电技术
研发超超临界燃煤发电技术走持续发展之路来源：今日五金发布时间：2008-7-30 10:29:51能够获得2007年度国家科学技术进步奖一等奖，“超超临界燃煤发电技术的研发和应用”可谓当之无愧。
正是由于该项目的成功应用，使得我国大型发电设备的制造技术达到了超超临界等级，也使得我国发电装备制造水平及发电厂的运行技术进入国际先进行列。
该项目于2002年被列为“十五”时期国家863项目，由中国华能集团公司等电力企业牵头，与我国三大动力设备制造企业和设计、研究院所、高校等23个单位联合攻关完成。
项目首次提出了我国发展超超临界火电机组的技术选型方案；完成了三种不同型式1000MW 超超临界锅炉、汽轮机的设计开发、制造软件包研制和材料加工性能研究；完成了全套超超临界电站设计和运行技术的研究，形成了我国完整的超超临界电站设计和制造体系。
作为该项目的依托工程，中国华能集团公司浙江玉环电厂2台1000MW机组是当今国际上容量最大、同比效率最高的超超临界机组。
经过近一年的运行考核，机组运行稳定，各项指标达到预期目标；供电煤耗为282.6克/千瓦时，比2006年全国平均煤耗低80多克/千瓦时；NOx排放量270毫克/立方米，二氧化硫排放量17.6毫克/立方米，远远低于国家标准。
该项目更加值得称赞的是，玉环电厂的投运实现了我国燃煤发电技术的多项新突破：从60万千瓦级跨入了百万千瓦级，从超临界跨入了超超临界，并实现了机组设备国产化。
作为中国发电技术进步的一个最新标志，超超临界燃煤发电技术的研发和应用，对于中国电力工业乃至装备制造业的发展均具有重大意义。
新一代发电技术的现实选择煤炭在我国一次能源结构中具有资源优势，这决定了煤电在电源结构中的基础地位在一定时期内难以改变。
据统计，截至2006年，全国火电装机已达4.84亿千瓦，占全国装机总容量的78%。
发电用煤占煤炭产量的一半以上，火电装机的增长带动煤炭需求不断增长。
长期以来，我国燃煤发电存在煤耗高、环境污染严重和装机结构不合理等问题，并越来越受到煤炭供应、环境容量、交通运输能力等多重约束。
超临界超超临界发电技术的发展和现
国外先进的超临界超超临界机组已经实现了高效、低污染的运行，为全球能源结构 的优化和环境保护做出了贡献。
国内发展现状
我国在超临界超超临界发电技术方面也 取得了显著进展，国内多个大型发电企 业已经掌握了这一技术，并成功投运了
投资成本
运行维护
超临界超超临界发电技术的运行和维 护需要专业人员和技术支持，对人员 素质和技能要求较高。
超临界超超临界发电技术的设备成本 较高，需要大规模投资才能获得回报。
03
CHAPTER
超临界超超临界发电技术发 展现状
国际发展现状
全球范围内，超临界超超临界发电技术已经成为新建火电机组的主流技术，尤其在 大容量、高参数的机组中应用广泛。
案例一：某大型火电厂的应用
总结词
技术成熟、效率高、经济性好
详细描述
某大型火电厂采用超临界超超临界发电技术，具有较高的热效率和较低的煤耗率，同时减少了污染物排放，经济 效益和环保效益显著。
案例二：核能发电的辅助应用
总结词
高效、安全、稳定性好
详细描述
超临界超超临界发电技术在核能发电中作为辅助手段，能够提高核能利用率和安全性，降低核废料的 产生，同时保证稳定的电力输出。
解决方案
通过研发新型材料、优化设备设计和 运行控制技术等手段，提高设备的稳 定性和可靠性。
市场前景与发展规划
市场前景
随着能源结构的转型和环保要求的提高 ，超临界超超临界发电技术具有广阔的 市场前景。
VS
发展规划
政府和企业应加大对超临界超超临界发电 技术的研发投入，推动技术进步和产业升 级，同时制定相关政策，鼓励市场应用。
超临界机组发展状况
国内外超（超）临界燃煤发电机组发展状况
1、美国
美国在1953年建造了第一座超临界压力机组于1957年3月投入运行，机组容量为
125MW，二次中间再热，主蒸汽压力31．03MPa，温度621℃，两次再热蒸汽温度分别为565℃、538℃。
到20世纪70年代末，已有100多台超临界机组运行，占当时全部火电容量的30%。
目前美国拥有世界上最大单机容量超临界机组，其单机容量为1300MW。
艾边斯顿电厂的1号机组，蒸汽参数为34．5Mpa/650℃／566℃／566。
2、前苏联及俄罗斯
原苏联于1963年投运首台300MW超临界机组，其后所有300MW及以上机组都采用超临界参数。
在1965年—1985年期间，大型超临界机组发展很快，共建设300MW等级机组152台，500MW等级机组18台，800MW等级机组16台，1200MW等级机组1台。
世界上最大的单轴机组（1200MW机组）于1981年在科斯特洛姆火电厂投运。
3、日本
日本于上世纪60年代开始积极开发超临界压力机组，于1961年从美国引进第一台600MW 超临界机组，1967年投运了第一台国产超临界600MW机组，首台1000MW火电机组于1974年于鹿岛电站投运。
1972年以后，日本投产的火电机组基本上均采用超临界机组。
4、中国
八十年代后期，我国开始从国外引进超临界机组，第一台超临界机组安装于上海石洞口二厂，1992年6月投产。
目前我国已有多台500MW、600MW及1000MW超临界机组投入运行。
国内部分超临界机组情况表。
国际700℃燃煤超超临界发电技术研发进展
ｐ ｌ ａ ｎ ． Ｇｒ ｅ ａ ｔ ｐ ｒ ｏ ｇ ｒ ｅ ｓ ｓ ｈ ｓ ａ ｂ ｅ ｅ ｎ ａ ｃ ｈ ｉ ｅ ｖ ｅ ｄ ｉ ｎ ｔ ｈ ｅ ｓ ｔ ｕ ｄ ｙ ｏ ｆ ｈ ｉ ｇ ｈ ｔ ｅ ｍｐ ｅ ｒ ａ ｔ ｕ ｒ ｅ ｍａ ｔ ｅ ｉ ｒ ａ ｌ ｓ ｎｄ ａ ｋ ｅ ｙ ｐ ａ ｒ ｔ ｓ ｏ ｆ ７ ０ ０￣ Ｃ ｃ ｏ ｌ ａ ｉ ｆ ｒ ｅ ｄ ｇ ｅ ｎ ｅ ｒ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ ｉ ｎ
林 永 明
ＬＩ Ｎ Ｙｏ ｎ ｇ －ｍｉ ｎ ｇ
（ 广西电力 工业勘察设计研究 院 ，南 宁
５ ３ ０ ０ ２ ３ ）
（ Ｇ ｕ ａ ｎ ｇ ｘ ｉ Ｅ ｌ ｅ ｃ ｔ ｒ ｉ ｃ Ｐ ｏ ｗ ｅ ｒ Ｉ ｎ ｄ ｕ ｓ ｔ ｒ ｙ Ｉ ｎ ｖ ｅ ｓ ｔ ｉ ｇ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ Ｄ ｅ ｓ ｉ ｇ ｎ ａ ｎ ｄ Ｒ ｅ ｓ ｅ ａ ｒ ｃ ｈ Ｉ ｎ ｓ ｔ ｉ ｔ ｕ ｔ ｅ ，Ｎ ａ ｎ ｎ ｉ ｎ ｇ ５ ３ ０ ０ ２ ３ ，Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ）
摘要： ７ ０ ０ ￣ Ｃ 等级先进超超临界机组 的研发 ， 从１ ９ ９ ８年欧洲实施 Ａ Ｄ ７ ０ ０计划开始 ， 之后美 国、 Ｅ ｔ 本 等国相继实施 本国计划 ， 至今 已有 １ ４年的时间。 在７ ０ ０ ￣ Ｃ 燃煤发 电技术高温材料研究和关键部件研 制进展上 ， 日本 、 欧洲和美 国均 已取得重要 进展 。 就欧 洲、 日 本、 美 国等 国在 ７ ０ ０ ￣ Ｃ 超超临界燃煤 发电技术研发领域的最新进展情况进行 介绍 ， 以便更好地 推进 我国 ７ ０ ０ ￣ Ｃ 超超临界燃
700℃超超临界发电技术进展
700℃超超临界发电技术进展张勇;甄静【摘要】The ultra-supercritical unit has great advantages in efficiency and environmental protection, it has become the mainstream of applications and in-depth researches of modern power generation technology at home and abroad. Introduces the development of 700 ℃ ultra-supercritical technology, evaluates the ultra-supercritical unit from various aspects, analyzes existent problems and concludes that the 700 ℃ ultra-supercritical generation technology is the dominant development direction of coal-fired power generation units in China.%超超临界机组在高效和环保方面有很大的优势，已成为国内外现代发电技术应用与深入研究的主流。
介绍了700℃超超临界技术及其发展情况，从多方面对超超临界机组进行评价，对存在的问题进行分析，指出700℃超超临界发电技术是我国燃煤发电机组的主导方向。
【期刊名称】《化工装备技术》【年(卷),期】2014(000)006【总页数】4页(P61-64)【关键词】超超临界技术;火力发电;发电机组;环保;汽轮机【作者】张勇;甄静【作者单位】陕西科技大学机电工程学院;陕西科技大学机电工程学院【正文语种】中文【中图分类】TM622011年美国能源情报署（EIA）发布的《2011年国际能源展望》中指出：到2035年，世界能源使用量将增长53%，化石燃料仍将占据世界能源的78%[1]。
国外超超临界机组技术的发展状况
国外超超临界机组技术的发展状况一、超超临界的定义水的临界状态点：压力 22.115MPa，温度374.15℃；蒸汽参数超过临界点压力和温度称为超临界。
锅炉、汽轮机系列（通常以汽轮机进口蒸汽初压力划分等级）：次中压2.5 MPa，中压3.5 MPa，次高压6.5 MPa，高压9.0MPa，超高压13.5 MPa ，亚临界16.7 MPa，超临界24.1 MPa。
超超临界（Ultra Super-critical）（也有称高效超临界High Efficiency Supercritical））的定义：丹麦人认为：蒸汽压力27.5MPa是超临界与超超临界的分界线；日本人认为：压力>24.2MPa，或温度达到593℃(或超过 566℃)以上定义为超超临界；德国西门子公司的观点：从材料的等级来区分超临界和超超临界；我国电力百科全书：通常把蒸汽压力高于27MPa称为超超临界。
结论：其实没有统一的定义，本质上超临界与超超临界无区别。
二、国外超超临界技术发展趋势（一）超超临界机组的发展历史超超临界机组发展至今有50年的历史，最早的超超临界机组于1957年投产，建在美国俄亥俄州（Philo电厂6#机组），容量为125MW，蒸汽进汽压力31MPa，进汽温度621 / 566 / 566 C（二次再热）。
汽轮机制造商为美国GE公司，锅炉制造商为美国B&W公司。
世界上超超临界发电技术的发展过程一般划分为三个阶段：第一阶段（上世纪50-70年代）以美国为核心，追求高压/双再的超超临界参数。
1959年Eddystone 电厂1#机组，容量为325MW，蒸汽压力为34.5MPa，蒸汽温度为 649 / 566 / 566 C（二次再热），热耗为8630kJ/kWh，汽轮机制造商美国WH 公司，锅炉制造商美国CE公司。
其打破了最大出力、最高压力、最高温度和最高效率的4项记录。
1968年降参数（32.2MPa/610/560/560 C）运行直至今，但至今仍是世界上蒸汽压力和温度较高的机组。
浅谈超临界及超超临界发电机组 纪世东
科普园地
浅谈超临界
（华能集团公司，北京市 100036） ◆ 纪世东
火力发电的发展趋势是向高参数、大容量、高 效率和建设大电厂方向发展。世界总发电量中火电 的比重一直保持在60%左右。提高火电机组热效率 的最有效的措施之一是提高蒸汽参数和采用大机组 发电。
4 选择蒸汽参数应考虑的因素
提高蒸汽参数的明显好处是节约燃料，相应地 减少了污染物的排放量，但增加了机组的设备造价。 因此在建设电厂选择机组的参数时，要综合考虑各 方面的因素，以求达到最低的发电成本，并保证必 要的运行可靠性。一般来说，选择参数时的基本考 虑有：
（1）3 0 0 M W级机组主要采用亚临界参数； 600MW级机组采用亚临界或超临界参数；100MW级 机组则尽量采用超超临界参数；
～10 ～14 ～17－18 ～23－24 ～25－30 研制中
蒸汽温度/℃
250－370 400－450 ～510－540
～540 ～540－550 ～540－560 ～580－610 超过700℃
机组容量/MW 电厂效率/％
ห้องสมุดไป่ตู้
＜50 ～100－200
～200 ～300－600 ～600－1000
～1000 ～1000
有2个概念需作说明： （1）蒸汽参 数的提高（包括超临界、超超临 界），只对提高汽轮机的热效率有影响，而对锅炉的 效率并无直接影响，因为锅炉参数是配合汽轮机参 数设计的，锅炉热效率的提高只取决于4项热损失的 降低，即排烟损失、不完全燃烧损失、散热损失和排 污损失的降低。 （2）只有当蒸汽压力和蒸汽温度都相应地提高 了才能收到较好的提高机组效率的效果，在一定压 力下，过热蒸汽的温度愈高，热效率也愈高。同样，在 一定温度下，过热蒸汽的压力愈高，热效率也愈高。 汽温、汽压的匹配参数要综合考虑了各方面因素后 才能确定。
700℃先进超超临界发电技术的开发与进展
Ｋｅ ｙ ｗｏ ｒ ｄ ｓ ： ７ ０ ０℃ ； ｕ ｌ ｔ ｒ ａ—ｓ ｕ ｐ ｅ ｒ ｃ ｒ ｉ ｔ ｉ ｃ ａ ｌ ｐ ｏ ｗ ｅ ｒ ｇ ｅ ｎ ｅ ｒ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ： ｒ ｅ ｓ ｅ ａ ｒ ｃ ｈ ａ ｎ ｄ ｄ ｅ ｖ ｅ ｌ ｏ ｐ ｍｅ ｎ ｔ
２ ． Ｄ ｅ ｐ ａ ｒ ｔ ｍ ｅ ｎ ｔ ｏ ｆ Ｔ ｈ ｅ ｒ ｍ ａ ｌ Ｅ ｎ ｇ ｉ ｎ ｅ ｅ ｉ ｒ ｎ ｇ ， Ｔ ｓ ｉ ｎ ｇ ｈ ｕ ａ Ｕ ｎ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｔ ｙ ， Ｂ ｅ ｉ ｊ ｉ ｎ ｇ １ ０ ０ ０ ８ ４， Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ） Ａ ｂ ｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ ： Ｄ ｉ ｓ ｃ ｕ ｓ ｓ ｅ ｄ ｔ ｈ ｅ ａ ｄ ｖ ａ ｎ ｔ ａ ｇ ｅ ｓ ｏ ｆ ７ ０ ０℃ ｕ ｌ ｔ ｒ ａ— ｓ ｕ ｐ ｅ ｒ ｃ ｒ ｉ ｔ ｉ ｃ ａ ｌ （ Ｕ Ｓ Ｃ ）ｐ ｏ ｗ ｅ ｒ ｇ ｅ ｎ ｅ ｒ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ
关于７ ０ ０ ｏ Ｃ先进超超临界发 电技术 的开发情 况。研究 表明 ， 新 型耐 高温材料 的研究 与开发 是发 展 ７ ０ ０℃先进 超超 临界 发电技术的关键 ， 此外 ， 优化和改进热力 系统也 十分重 要。最后 结合 我国超超 临界机组的运行情况 ， 分析 了我 国发 展 ７ ０ ０ ｏ Ｃ先进超超 临界发 电技 术的意义和途径 ， 并提 出合 理化 建议 。 关键词 ： ７ ０ ０ ｃ ｌ Ｃ； 超 超临界发 电技术 ； 开发与进展
超超临界电站锅炉的燃煤技术研究与发展
超超临界电站锅炉的燃煤技术研究与发展随着全球能源需求的不断增长，煤炭作为一种廉价且丰富的能源资源，仍然是许多国家的首要能源选择。
因此，煤炭能源的利用效率和环境友好性变得尤为重要。
为了提高煤炭能源的利用效率和减少环境污染，超超临界电站锅炉的燃煤技术应运而生。
超超临界电站锅炉是一种利用超超临界蒸汽参数进行燃煤发电的先进技术。
超超临界条件下的锅炉工作压力高达300至350巴，蒸汽温度超过600摄氏度，使蒸汽具有更高的能量密度。
相比于传统的亚临界锅炉，超超临界锅炉能够提高热效率，降低煤炭消耗量，减少温室气体排放，有效应对气候变化等环境问题，具有巨大的发展潜力。
首先，超超临界技术通过提高煤炭的利用效率，减少资源消耗。
相对于传统的亚临界锅炉，超超临界锅炉具有更高的工作参数，可以更充分地利用煤炭的能量。
通过升高的工作压力和温度，煤炭中的能量利用率显著提高，煤炭消耗量大幅减少。
这不仅有助于降低发电成本，也可以减少对煤炭资源的需求，从而节约能源。
其次，超超临界技术还能够降低煤炭燃烧产生的温室气体排放。
煤炭燃烧产生的二氧化碳是主要的温室气体之一，对全球气候变化产生重要影响。
超超临界锅炉采用先进的燃烧技术和污染物控制装置，在燃烧过程中有效地回收和减少二氧化碳排放。
此外，该技术还能减少其他大气污染物的排放，如二氧化硫和氮氧化物。
通过降低环境污染物的排放，超超临界锅炉有助于改善空气质量，减少健康问题的发生。
再次，超超临界技术还具备更好的可持续发展潜力。
通过不断开展燃煤技术研究与发展，超超临界锅炉的效率将进一步提高，温室气体排放将进一步减少，达到可持续发展的目标。
此外，与其他清洁能源技术相比，超超临界发电技术的成本相对较低。
在许多国家依然面临能源转型和能源需求快速增长的情况下，超超临界技术是可行的替代选择之一。
在超超临界电站锅炉的燃煤技术研究与发展过程中，仍然存在一些技术挑战需要克服。
首先，超超临界锅炉的高工作参数对材料的要求非常高。
超超临界燃煤发电技术的发展历程
超超临界燃煤发电技术的发展历程从上个世纪50年代开始，世界上以美国和德国等为主的工业化国家就已经开始了对超临界和超超临界发电技术的研究。
经过近半个世纪的不断进步、完善和发展，目前超临界和超超临界发电技术已经进入了成熟和商业化运行的阶段。
世界上超临界和超超临界发电技术的发展过程大致可以分成三个阶段：第一个阶段，是从上个世纪50年代开始，以美国和德国等为代表。
当时的起步参数就是超超临界参数，但随后由于电厂可靠性的问题，在经历了初期超超临界参数后，从60年代后期开始美国超临界机组大规模发展时期所采用的参数均降低到常规超临界参数。
直至80年代，美国超临界机组的参数基本稳定在这个水平。
第二个阶段，大约是从上个世纪80年代初期开始。
由于材料技术的发展，尤其是锅炉和汽轮机材料性能的大幅度改进，及对电厂水化学方面的认识的深入，克服了早期超临界机组所遇到的可靠性问题。
同时，美国对已投运的机组进行了大规模的优化及改造，可靠性和可用率指标已经达到甚至超过了相应的亚临界机组。
通过改造实践，形成了新的结构和新的设计方法，大大提高了机组的经济性、可靠性、运行灵活性。
其间,美国又将超临界技术转让给日本（GE向东芝、日立，西屋向三菱），联合进行了一系列新超临界电厂的开发设计。
这样，超临界机组的市场逐步转移到了欧洲及日本，涌现出了一批新的超临界机组。
第三个阶段，大约是从20世纪九十年代开始进入了新一轮的发展阶段。
这也是世界上超超临界机组快速发展的阶段，即在保证机组高可靠性、高可用率的前提下采用更高的蒸汽温度和压力。
其主要原因在于国际上环保要求日益严格，同时新材料的开发成功和和常规超临界技术的成熟也为超超临界机组的发展提供了条件。
主要以日本（三菱、东芝、日立）、欧洲（西门子、阿尔斯通）的技术为主。
这个阶段超超临界机组的发展有以下三方面的趋势：1）蒸汽压力取得并不太高，多为25MPa左右，而蒸汽温度取得相对较高，主要以日本的技术发展为代表。
超超临界MW技术介绍
超超临界MW技术介绍随着科技的不断发展，电力能源的需求也在不断增加。
为了满足日益增长的能源需求，同时实现环保和可持续发展的目标，超超临界MW 技术应运而生。
这种先进的技术在提高电力生产效率、降低污染排放以及优化能源结构等方面具有重要意义。
超超临界MW技术是一种先进的蒸汽轮机发电技术，它利用高温高压的蒸汽来提高蒸汽轮机的效率和功率。
该技术将蒸汽的温度和压力提高到超超临界状态，使得蒸汽轮机的热效率显著提高，同时减少了能源损失和环境污染。
高效率：超超临界MW技术利用高温高压的蒸汽来提高蒸汽轮机的效率和功率，使得电力生产的热效率得到显著提升。
低污染：该技术采用了先进的清洁煤技术，降低了硫氧化物、氮氧化物等污染物的排放，有利于环境保护。
节约水资源：超超临界MW技术采用了先进的循环冷却技术，使得冷却水的使用量大大减少，从而节约了水资源。
稳定性高：该技术采用了先进的控制系统和安全保护装置，使得电力生产过程更加稳定可靠。
适应性广：超超临界MW技术可以应用于不同类型的电站，包括大型煤电、核电、燃气发电等，具有广泛的适应性。
提高蒸汽温度和压力：为了进一步提高蒸汽轮机的热效率，未来的发展趋势是不断提高蒸汽的温度和压力。
采用新型材料：为了承受高温高压的环境，需要采用新型的高温材料和合金，以提高设备的耐用性和安全性。
智能化控制：随着人工智能技术的不断发展，未来的超超临界MW技术将更加智能化，实现更加精准的控制和优化。
多元化能源供应：未来的电力生产将更加注重多元化能源供应，包括可再生能源、核能等，以满足不断增长的能源需求。
全球化合作：随着全球能源市场的不断扩大，未来的超超临界MW技术将更加注重国际合作和技术交流，共同推动电力能源技术的进步和发展。
超超临界MW技术是一种先进的电力能源技术，它具有高效率、低污染、节约水资源、稳定性高等优势，是未来电力能源发展的重要方向之一。
随着科技的不断进步和创新，相信未来的超超临界MW技术将会更加先进、可靠、环保和高效，为人类的可持续发展做出更大的贡献。
我国超超临界燃煤机组现状和发展趋势
我国超超临界燃煤机组现状和发展趋势【摘要】我国是煤炭生产与消费大国，随着社会市场经济的发展，社会的电力需求在不断增大，作为耗煤量高、能源利用率低的典型航呀，发电行业在运行的过程中，由于大量煤炭的燃烧，对环境造成非常严重的污染，积极提升燃煤发电机组的能源利用率非常的必要，本文就主要对我国超超临界燃煤机组的现状及发展趋势进行简单分析。
【关键词】超超临界燃煤机组；发展现状；发展趋势发电行业与人们的日常生活息息相关，在社会发展过程中发挥着非常重要的作用，但是在火力发电厂运行过程中，伴随着巨大的能量消耗，这不仅会加剧我国的能源危机，还会带来严重的环境污染问题，积极提升超超临界燃煤机组的能源利用率、减少污染物的排放非常的重要，本文就主要针对此予以简单分析研究。
1超超临界燃煤机组的简单介绍首先对超超临界的参数概念进行简单分析，通常会将水蒸气参数值超过临界状态点的参数值称作超临界参数，并且当水蒸气参数值超出水蒸气参数值，并且升高到一定数值时，就达到了超超临界参数范围中，我国的相关标准中，超超临界状态主要是指，蒸汽压力值大于27兆帕的状态，国内外的大多数发电企业及动力设备制造企业，认为机组的主蒸汽参数满足下列条件之一时，可以将其称之为超超临界机组：（1）机组的主蒸汽压力大于等于27兆帕；（2）机组的主蒸汽压力大于等于24兆帕，并且蒸汽的温度值≥580e。
超超临界机组与普通的燃煤机组相比，其水蒸气的温度、压力等明显提升，这对于机组的热效率的提升具有非常重要的作用，与亚临界机组的效率相比，超临界机组能够提升2%～3%，而超超临界机组的效率能够在超临界机组的基础上，再提升2%～4%，但是在机组使用寿命、运行灵活性、可靠性、可用率等方面与亚临界机组相比没有明显的差别，在二氧化硫、二氧化碳的排放量、能源利用率等方面，超超临界机组是明显优于普通的超临界机组及亚临界机组的。
将超超临界发电技术与其他相关的洁净煤发电技术进行对比分析，其具有这样的优势：（1）超超临界机组的单机容量能够达到1000MW及以上，这与电力工业的大容量机组需求相符；（2）超超临界发电技术具有很高的发电效率，并且其应用高效的除尘技术、低二氧化氮技术及烟气脱硫技术，能够有效降低污染物的排放量，与其他发电技术相比，具有非常好的环保性能，并且其具有很高的可靠性水平；（3）超超临界机组已经实现大规模、批量化的应用于电力工业中，具有非常好的应用效果。
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超超临界燃煤发电技术的发展历程从上个世纪50年代开始，世界上以美国和德国等为主的工业化国家就已经开始了对超临界和超超临界发电技术的研究。
经过近半个世纪的不断进步、完善和发展，目前超临界和超超临界发电技术已经进入了成熟和商业化运行的阶段。
世界上超临界和超超临界发电技术的发展过程大致可以分成三个阶段：第一个阶段，是从上个世纪50年代开始，以美国和德国等为代表。
当时的起步参数就是超超临界参数，但随后由于电厂可靠性的问题，在经历了初期超超临界参数后，从60年代后期开始美国超临界机组大规模发展时期所采用的参数均降低到常规超临界参数。
直至80年代，美国超临界机组的参数基本稳定在这个水平。
第二个阶段，大约是从上个世纪80年代初期开始。
由于材料技术的发展，尤其是锅炉和汽轮机材料性能的大幅度改进，及对电厂水化学方面的认识的深入，克服了早期超临界机组所遇到的可靠性问题。
同时，美国对已投运的机组进行了大规模的优化及改造，可靠性和可用率指标已经达到甚至超过了相应的亚临界机组。
通过改造实践，形成了新的结构和新的设计方法，大大提高了机组的经济性、可靠性、运行灵活性。
其间,美国又将超临界技术转让给日本（GE向东芝、日立，西屋向三菱），联合进行了一系列新超临界电厂的开发设计。
这样，超临界机组的市场逐步转移到了欧洲及日本，涌现出了一批新的超临界机组。
第三个阶段，大约是从20世纪九十年代开始进入了新一轮的发展阶段。
这也是世界上超超临界机组快速发展的阶段，即在保证机组高可靠性、高可用率的前提下采用更高的蒸汽温度和压力。
其主要原因在于国际上环保要求日益严格，同时新材料的开发成功和和常规超临界技术的成熟也为超超临界机组的发展提供了条件。
主要以日本（三菱、东芝、日立）、欧洲（西门子、阿尔斯通）的技术为主。
这个阶段超超临界机组的发展有以下三方面的趋势：1）蒸汽压力取得并不太高，多为25MPa左右，而蒸汽温度取得相对较高，主要以日本的技术发展为代表。
近期欧洲及日本生产的新机组，大多数机组的压力保持在25MPa左右，进汽温度均提高到了580℃~600℃左右。
2）蒸汽压力和温度同时都取较高值（28MPa~30MPa，600℃左右），从而获得更高的效率。
主要以欧洲的技术发展为代表。
部分机组在采用高温的同时，压力也提高到27MPa以上。
压力的提高不仅关系到材料强度及结构设计，而且由于汽轮机排汽湿度的原因，压力提高到某一等级后,必须采用更高的再热温度或二次再热循环。
近年来，除了丹麦两台二次再热机组外，提高压力的业绩主要来源于1998年以后西门子公司的产品。
3）更大容量等级的超超临界机组的开发。
为尽量减少汽缸数，大容量机组的发展更注重大型低压缸的开发和应用。
日本几家公司和西门子，阿尔斯通等在大功率机组中已开始使用末级钛合金长叶片。
为了发展高效率的超超临界机组，从80年代初开始美国、日本和欧洲都投入了大量财力和研究人员开展了各自的新材料研发计划，这些材料分别针对不同参数级别的机组，如593℃（包括欧洲的580℃机组和日本的600℃机组）级别、620℃级别、650℃级别和正在研发之中的更高温度机组。
新开发的耐热材料在投入正式使用之前进行了大量的实验室和实机验证试验。
到目前为止欧洲已经成功投运了主汽温度为580℃的超超临界机组，日本投运了主汽温度为600℃的机组，从材料的实机验证结果来看，国际上目前成熟的材料已经可以用于建造620℃的机组，而据日本最新的报导称已经可以提供650℃机组所需的关键部件材料。
据统计，目前全世界已投入运行的超临界及以上参数的发电机组大约有600多台。
其中在美国有170多台，日本和欧洲各约60台，俄罗斯及原东欧国家280余台。
目前发展超超临界技术领先的国家主要是日本、德国和丹麦等，世界范围内属于超超临界参数的机组大约有60余台。
近年来在日本和欧洲投运的主要超超临界机组见表2-1和表2-2。
表2-1 日本1993年以来投运的主要超超临界机组电厂电力公司容量MW蒸汽参数MPa/℃/℃/℃投运日期碧南Hekinann ＃3Chubu70024.6/538/5931993-4能代Noshiro ＃2Tohoku60024.6/566/5931994-12七尾太田Nanao-Ohta #1Hokuriku50024.6/566/5931995-3 Reihoku #1Kyushu70024.1/566/5661995-7原汀Haramachi #1Tohoku100025/566/5931997-7松浦Matsuura #2EPDC100024.6/593/5931997-7三隅 Misumi #1Chugoku100025/600/6001998-6原汀 Haramachi #2Tohoku100025/600/6001998-7七尾太田Nanao-Ohta #2Hokuriku70024.6/593/5931998-7碧南Hekinann ＃4Chubu100024.6/566/5932001-11碧南Hekinann ＃5Chubu100024.6/566/5932002-11敦贺Tsuruga #2Hokuriku70024.6/593/5932000-10橘湾Tachibana-wanShikoku70024.6/566/5662000-7 Karita #1(PFBC)Kyushu35024.6/566/5932000-7苓北Reihoku #2Kyushu70024.6/593/5932003-7橘湾Tachibana-wan #1EPDC105025/600/6102000-7橘湾Tachibana-wan #2EPDC105025/600/6102001-7Isogo (新#1)EPDC60025.5/600/6102002-4常陆那珂Hitachinaka #1Tokyo100024.5/600/6002002舞鹤Maizuni #1Kansai90024.1/593/5932003舞鹤Maizuni #2Kansai90024.1/593/5932003表2-2 近期在欧洲投运的超超临界机组电厂国家燃料容量蒸汽参数MPa/℃/℃/℃投运日期Skaerbaek #3丹麦气41129/582/580/5801997Nordjyllands #3丹麦煤41129/582/580/5801998Avedore丹麦油/煤41030/580/6002000SchoPau A,B褐煤45028.5/545/5601995-6Schwarze Pumpe A,B德国褐煤87425.3/544/5601997-8Boxberg Q,R德国褐煤91025.8/541/5801999-2000Lippendorf R,S德国褐煤93026.0/550/5801999-2000Bexbach #2德国煤75025/575/5951999Niederausem K德国褐煤102526.5/576/5992002分析国外超超临界机组发展历程和现状，可以得到非常有益的结论：l早期（50年代末）以美国为代表，更注重提高初压（30MPa或以上）,并采用两次再热。
使结构与系统趋于复杂，运行控制难度趋于提高，机组可用率下降。
因此，美国早期只生产了三台超超临界机组之后便停止生产。
到80年代，又退回到超临界参数。
l中期（80年代末）日本由川越电厂31MPa/654℃/566℃/566℃超超临界为代表，走的是一条从引进到自主开发，有步骤、有计划的发展之路。
l近期（90年代始），日本由川越电厂31MPa/654℃/566℃/566℃超超临界参数，压力调整为（24～25）MPa，温度由566℃/593℃稳步上升为600℃/600℃的发展方向，取得了显著的成功。
l德国等欧洲国家（丹麦除外）超超临界机组的压力在（25～28）MPa范围，温度也上升为580℃/600℃及600℃/600℃。
l丹麦的超超临界机组追求技术上可能达到的最高效率而不计成本，压力接近30MPa，温度为580℃/600℃或580℃/580℃/580℃，倾向于采用二次再热。
l采用二次再热的超超临界机组，除了早期美国的三台机组外，只有日本川越两台（1989年）和丹麦的机组。
采用两次再热可使机组的热效率提高1％～2%，但也造成了调温方式、受热面布置、结构等的复杂性，成本明显提高。
因此，除早期投运的少数超超临界机组机组外，无论是日本还是欧洲都趋向于采用一次再热。
l90年代中期以来，世界上已建和在建的超超临界机组的参数和容量的发展有两个特点：一是欧洲的国家在建设大容量火力发电机组时以追求机组的高效率为主要目标，在提高蒸汽温度的同时，蒸汽压力也随之提高，主蒸汽压力为(25～28)MPa，主蒸汽温度为580℃居多，再热蒸汽温度为(580～600)℃，大多采用一次再热。
日本的超超临界机组在大幅度提高机组容量的时候，主要是提高机组的蒸汽温度，而蒸汽压力基本保持在25MPa，日本这种对超超临界机组蒸汽参数（较低的蒸汽压力和较高的蒸汽温度）的选择主要是基于技术经济的考虑。
l锅炉布置型式按各公司传统，有Π型布置及半塔型布置。
日本超超临界锅炉全部采用П型布置，德国、丹麦全部采用塔式布置，这主要是各自的传统技术所决定的。
l燃烧方式按各公司传统，有切圆燃烧和对冲燃烧。
日本IHI、日立公司制造的超超临界П型炉均采用了前后墙对冲燃烧方式，三菱重工的锅炉燃烧方式全为八角双切园燃烧方式，两种燃烧方式都是为了减少炉膛出口烟温偏差。
欧洲的超超临界塔式炉不存在烟温偏差问题，燃烧方式既有四角切园燃烧，又有对冲燃烧，还有个别的八角双切园燃烧和八角单切园燃烧。
l水冷壁型式早期为垂直管屏，90年代后，除日本三菱公司采用内螺纹垂直管外，其余全部采用螺旋管圈。
l已投运的1000MW级超超临界机组以双轴机组居多，但随着汽轮机超长末级长叶片的开发应用，大容量单轴机组已成为发展的趋势。