超超临界发电有什么超超能力?.docx
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1、超超临界发电有什么“超超能力” ?目录-XZL. -X-*刖百11 . “超超临界”重点在“临界” 22 .曲折发展走过70余年33 .材料创新研发期待突破44 .(延伸阅读)解开火电机组低负荷高能耗难题5前言不久前,科技部部长王志刚在“中国这十年系列主题新闻发布会上,多次提到超超临界发电, 他表示,我国连续15年布局研发了百万千瓦级超超临界高效发电技术,目前供电煤耗最低可达到每 千瓦时264克,大大低于全国平均值,也处于全球先进水平。目前,超超临界高效发电技术和示范 工程己经在全国推广,占煤电总装机容量的26%,今后还要进一步大力推广。“超超临界发电“一时成为热门词汇,甚至在股票市场也成了热
2、门概念。那么,这个听上去有些 拗口的热词,意味着什么样的科学“超能力呢?我们邀请暨南大学教授、国际能源学院副院长、能 源与动力工程研究所所长王卫良来做些详细解读。2020年11月11日,大唐东营发电有限公司的百万千瓦超超临界燃煤发电机组投产L 超超临界重点在临界用煤来发电,我们大家都知道。可是什么是“超超临界呢?这就要先来说说什么是“临界。基于物理常识,一般液态纯净物经过加热或者降压到一定程度,会发生汽化;而气态纯净物在 经过降温或者加压到一定程度,会发生凝结。但任何纯净物都存在一个临界点,当压力高于临界压力时,无论如何加热,液体都不会发生汽 化;当温度高于临界温度时,无论如何加压,都不会发生
3、凝结。比如,在常压下,水加热到IoOoC后继续加热会汽化成为水蒸气;而当水的压力高于22.13兆帕 (约大气压的221倍),或者温度高于374.15。C温度时,就不再发生汽化与冷凝过程。在临界压力或临界温度时,纯净物就处于“临界状态;低于临界压力或临界温度,就处于“亚临 界状态;而高于临界压力或临界温度,就是超临界状态了。常规火力发电机组(包括燃煤发电、生物质发电等,不包括燃气发电)是利用煤炭等燃料在锅 炉内燃烧,将水加热升压成高温高压的水蒸气,推动汽轮机高速旋转,再带动发电机发电。根据热力学定律,热力发电过程热能转化为电能的效率随锅炉出口蒸汽温度的增加而增加,实 际过程需同步提高蒸汽压力、机
4、组容量等以全面提高系统效率。经过上百年的发展,火力发电机组大体经历了低温低压(低于2.45兆帕、400) 中温中压 (3.9兆帕、450)、高温高压(9.9兆帕、540)、超高压(13.8兆帕、540)、亚临界(16.7 兆帕、540)、超临界(22.4兆帕、570) 超超临界(25至31兆帕、580C至620C)等参数 等级,正在研制先进超超临界(35兆帕、700。(:至760。C)等级发电技术。其中,超临界、超超临界,以及正在研制的先进超超临界等级机组的初始参数都处于超临界状 态,其余等级机组的初始参数都处于亚临界状态。严格来说,纯净物只有“临界”亚临界超临界三种状态,并不存在什么“超超临
5、界。超超临界 参数本质上就是比之前超临界参数高一个等级的参数,属于行业约定的范围。所谓超超临界发电技 术,就是指利用给水泵将水升压至超超临界压力,再通过锅炉内燃料燃烧将水加热至超超临界温度 后,通过汽轮发电机组进行发电的高效发电技术。超超临界发电技术是当前世界最先进的火力发电技术,可在同步实现污染物超低排放的同时, 将供电煤耗率降低至每千瓦时265克以下;正在积极研制的先进超超临界发电技术,更是有可能将 供电煤耗率进一步降低至每千瓦时225克以下。超超临界发电技术是在我国富煤、贫油、少气的基本国情下,实现能源电力高质量发展的重要 途径。700Oooooo10图1火电机组技术进步与供电煤耗下降情
6、况2 .曲折发展走过70余年超超临界发电的概念在技术领域并不新鲜,从最初提出开始,目前已在全球范围内发展了 70余 年,大体可分为三个阶段。第一阶段,从20世纪50年代开始,以美国、德国和前苏联等为代表,在未经历超临界参数过 渡的情况下,直接研制超超临界发电技术。但随后由于诸多超超临界机组频繁发生故障,从20世纪 60年代后期开始,这些国家普遍将新建机组的蒸汽参数降低到超临界范围。第二阶段,大约是从20世纪80年代初开始,超临界技术得到巩固发展。随着材料技术的发 展,特别是锅炉和汽轮机材料性能的大幅提升,以及对电厂水化学方面的深入认识,早期超临界机 组遇到的系列故障问题被逐一攻克。第三阶段,大
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