什么是超超臨界機組發電？

超超臨界發電技術是提高煤電發電效率及節能環保水平的重要手段之一，未來將在煤電清潔化轉型方面發揮重要作用。今天我們來講下什么是超超臨界機組發電？



一、超超臨界機組發電是什么意思？

超超臨界機組發電是一種高效的燃煤發電技術，其關鍵特點是使用超臨界蒸汽參數。超臨界蒸汽參數指的是高于水的臨界點（374攝氏度和22.1兆帕壓力）的高溫高壓狀態。而超超臨界則意味著進一步提高蒸汽參數，將蒸汽溫度和壓力推向更高水平，利用高溫高壓條件下的蒸汽驅動汽輪機發電，從而提高了發電效率。

目前超超臨界發電機組主要指蒸汽壓力25MPa、溫度580℃以上的超高參數燃煤火力發電機組，其發電效率在43.8%~45.4%之間，遠高于亞臨界機組的37.5%。超超臨界高效發電技術優勢在于進一步為度電煤耗打開下降空間。目前我國百萬千瓦級超超臨界高效發電技術供電煤耗最低可達到264克/千瓦時，與2021年的302.5克/千瓦時的度電煤耗水平相比還有較大的下降空間。

二、對于臨界的認識

基于物理常識，一般液態純凈物經過加熱或者降壓到一定程度，會發生汽化；而氣態純凈物在經過降溫或者加壓到一定程度，會發生凝結。但任何純凈物都存在一個臨界點，當壓力高于臨界壓力時，無論如何加熱，液體都不會發生汽化；當溫度高于臨界溫度時，無論如何加壓，都不會發生凝結。

比如，在常壓下，水加熱到100℃后繼續加熱會汽化成為水蒸氣；而當水的壓力高于22.13兆帕（約大氣壓的 221 倍），或者溫度高于374.15℃時，就不再發生汽化與冷凝過程。

在臨界壓力或臨界溫度時，純凈物就處于“臨界”狀態；低于臨界壓力或臨界溫度，就處于“亞臨界”狀態；而高于臨界壓力或臨界溫度，就是“超臨界”狀態了。

常規火力發電機組（包括燃煤發電、生物質發電等，不包括燃氣發電）是利用煤炭等燃料在鍋爐內燃燒，將水加熱升壓成高溫高壓的水蒸氣，推動汽輪機高速旋轉，再帶動發電機發電。

根據熱力學定律，熱力發電過程熱能轉化為電能的效率隨鍋爐出口蒸汽溫度的增加而增加，實際過程需同步提高蒸汽壓力、機組容量等以全面提高系統效率。

經過上百年的發展，火力發電機組大體經歷了低溫低壓（低于2.45兆帕、400℃）、中溫中壓（3.9兆帕、450℃）、高溫高壓（9.9兆帕、540℃）、超高壓（13.8兆帕、540℃）、亞臨界（16.7兆帕、540℃）、超臨界（22.4兆帕、570℃）、超超臨界（25至31兆帕、580℃至620℃）等參數等級，正在研制先進超超臨界（35兆帕、700℃至760℃）等級發電技術。

三、超超臨界機組發電的優勢

1、提高發電效率：相比傳統的超臨界機組，超超臨界機組在更高的工作參數下工作，使得蒸汽溫度和壓力更高。這種高溫高壓條件下的發電方式可以提高熱效率，使得發電效率得到顯著提升。

2、減少燃料消耗：超超臨界機組發電相對于傳統機組來說，燃料消耗更低。通過提高發電效率，相同的燃料輸入可以產生更多的電力輸出，從而減少燃料的使用量，降低燃料成本。

3、減少排放：超超臨界機組發電技術能夠減少二氧化碳等溫室氣體的排放。由于其高效的能量轉換和燃燒優化，相同的發電量下，超超臨界機組所產生的二氧化碳排放量更少，對環境的影響更小。

4、適應性強：超超臨界機組可以適應不同類型的燃料，包括煤炭、天然氣等。這種靈活性使得超超臨界機組發電技術在不同的能源資源條件下都能夠發揮作用，提供穩定可靠的電力供應。

以上是對超超臨界機組發電的介紹。我們不難看出，這項技術在能源領域有不錯的應用前景。隨著技術的進一步成熟和成本的逐步降低，其在燃煤發電中的應用將會更加普及，為實現清潔高效能源供應做出貢獻。