[科普中国]-超临界压力机组

超临界机组指的是锅炉内工质的压力。锅炉内的工质都是水，水的临界压力是：22.115MP，临界温度是374.15℃。循环流化床锅炉与超临界煤粉炉的设计没有大的不同，可以采用碳钢和低铬合金作为炉膛水冷壁管的材料。由于循环床炉膛内的低温燃烧过程，使得循环床直流锅炉在采用滑压运行方式时，其炉膛内热流率较低，因此高参数的超临界锅炉适合于循环流化床燃烧方式。

简介我国燃煤电站存在的突出问题有：机组效率低，供电煤耗高；由于煤燃烧造成环境污染，今后发电用煤的质量会进一步降低，将有更多的高灰分和高硫煤用于发电。这些问题，给我们提出了采用高效低污染发电技术的要求。超临界压力机组已是世界上比较成熟的一项技术，其效率比亚临界机组有大幅度提高，因而在同样发电量下，耗煤比亚临界机组低，排放的污染物比较少。因此在我国火力发电发展到一定的规模和面临的问题，必然要发展超临界机组1。

国内外超临界机组发展情况早在60年代初，美国、前苏联和日本就开始发展超临界大型机组了。超临界压力机组早期发展的蒸汽参数就定在压力25MPa,蒸汽温度560℃左右。由于压力温度的提高，主要耐热材料提高了级别，系统辅机阀门全部更新，直流锅炉的采用加上系统的复杂化，致使早期的超临界压力机组故障率很高，使其放慢发展速度。

80年代以后，随着金属材料的进展，辅机及系统方面的成熟，超临界技术迅速发展。据不完全统计，美国有169台超临界机组，前苏联224台，日本94台，德国10余台，意大利13台，南非、澳大利亚均有超临界机组。单机最大容量已达1200-1300MW。

我国自80年代引进超临界压力机组，在上海石洞口第二发电厂于1992年投入运行以来，克服了许多技术上的难关，机组达到设计指标，经济效益良好。

超临界压力机组在我国发展的前景由于我国小型火电机组还很多，全国平均供电煤耗率一直较高。1998年供电煤耗为404g/kW·h，1999年6MW及以上发电厂供电煤耗率400g/kW·h，比世界先进国家高约70g /kW·h，如按1999年火电发电量10.030 x 1012 kW·h计算，我国供电多耗标准煤约7021万吨。超临界机组供电煤耗按290g /kWh计算，我国火电机组平均供电煤耗高1108/kW·h，则供电多耗标准煤11033万吨。我国计划关停30GW小火电机组，如果其中10GW用超临界机组取代，则年可节标煤1100-1200万吨。

同样是600MW机组，亚临界参数的供电煤耗仍然和超临界机组有较大的差距。例如：上海石洞口第二发电厂引进的超临界600MW机组，其供电煤耗为300g/kW·h，比同容量的国产600MW亚临界机组的供电煤耗(331g /kW·h)低31g/kW·h，也就是说，一座1000MW的燃煤发电厂，采用超临界机组比采用亚临界机组每年至少可以节约燃煤(标准煤)20多万吨。

国内制造业已具有制造超临界压力机组的能力。上海、哈尔滨、东方电气集团，通过对300、600 MW亚临界机组的引进、制造，已投入600MW级亚临界机组6台。上海锅炉厂已大部分包制造上海外高桥EVT公司900MW超临界压力锅炉部件，北京巴威公司引进美国B&W技术为澳大利亚制造的2台425MW超临界压力锅炉部件已开始发往澳大利亚。这充分说明，我国通过引进吸收完全可以逐步掌握超临界压力机组主机和辅机的制造技术。

在冶金工业方面，我国钢产量已过亿吨，有相当实力，并进行了火电设备关键部件用钢国产化工作，再通过国际采购，发展超临界机组形成市场需求后，将促进超临界机组材料国产化进一步发展2。

总结（1）随着节约能源和保护环境的要求日益迫切，在我国大力发展超临界压力机组已成为当务之急；

（2）对超临界压力锅炉，将再热由一次转为两次可提高效率1.5%-2%。采用两次再热的主要问题是：设备复杂，受热面布置困难：初投资增加；再热汽温调节变得复杂。随着能源的短缺和超临界压力火电技术的应用，采用两次再热将是十分有益的；

（3）循环流化床燃烧是一种新型清洁煤燃烧技术，很多国家都在大力加以开发，第一台250MW的循环床锅炉已在法国投入运行。人们已将提高循环床锅炉的运行参数，发展超临界参数循环床锅炉的研究工作提上了日程。

研究结果表明，循环流化床锅炉与超临界煤粉炉的设计没有大的不同，可以采用碳钢和低铬合金作为炉膛水冷壁管的材料。由于循环床炉膛内的低温燃烧过程，使得循环床直流锅炉在采用滑压运行方式时，其炉膛内热流率较低，因此高参数的超临界锅炉适合于循环流化床燃烧方式3。

本词条内容贡献者为:

胡启洲 - 副教授 - 南京理工大学