超超臨界發(fā)電技術(shù)是提高煤電發(fā)電效率及節(jié)能環(huán)保水平的重要手段之一，未來(lái)將在煤電清潔化轉(zhuǎn)型方面發(fā)揮重要作用。今天我們來(lái)講下什么是超超臨界機(jī)組發(fā)電？



一、超超臨界機(jī)組發(fā)電是什么意思？

超超臨界機(jī)組發(fā)電是一種高效的燃煤發(fā)電技術(shù)，其關(guān)鍵特點(diǎn)是使用超臨界蒸汽參數(shù)。超臨界蒸汽參數(shù)指的是高于水的臨界點(diǎn)（374攝氏度和22.1兆帕壓力）的高溫高壓狀態(tài)。而超超臨界則意味著進(jìn)一步提高蒸汽參數(shù)，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(qū)動(dòng)汽輪機(jī)發(fā)電，從而提高了發(fā)電效率。

目前超超臨界發(fā)電機(jī)組主要指蒸汽壓力25MPa、溫度580℃以上的超高參數(shù)燃煤火力發(fā)電機(jī)組，其發(fā)電效率在43.8%~45.4%之間，遠(yuǎn)高于亞臨界機(jī)組的37.5%。超超臨界高效發(fā)電技術(shù)優(yōu)勢(shì)在于進(jìn)一步為度電煤耗打開(kāi)下降空間。目前我國(guó)百萬(wàn)千瓦級(jí)超超臨界高效發(fā)電技術(shù)供電煤耗最低可達(dá)到264克/千瓦時(shí)，與2021年的302.5克/千瓦時(shí)的度電煤耗水平相比還有較大的下降空間。

二、對(duì)于臨界的認(rèn)識(shí)

基于物理常識(shí)，一般液態(tài)純凈物經(jīng)過(guò)加熱或者降壓到一定程度，會(huì)發(fā)生汽化；而氣態(tài)純凈物在經(jīng)過(guò)降溫或者加壓到一定程度，會(huì)發(fā)生凝結(jié)。但任何純凈物都存在一個(gè)臨界點(diǎn)，當(dāng)壓力高于臨界壓力時(shí)，無(wú)論如何加熱，液體都不會(huì)發(fā)生汽化；當(dāng)溫度高于臨界溫度時(shí)，無(wú)論如何加壓，都不會(huì)發(fā)生凝結(jié)。

比如，在常壓下，水加熱到100℃后繼續(xù)加熱會(huì)汽化成為水蒸氣；而當(dāng)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(shí)，就不再發(fā)生汽化與冷凝過(guò)程。

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

常規(guī)火力發(fā)電機(jī)組（包括燃煤發(fā)電、生物質(zhì)發(fā)電等，不包括燃?xì)獍l(fā)電）是利用煤炭等燃料在鍋爐內(nèi)燃燒，將水加熱升壓成高溫高壓的水蒸氣，推動(dòng)汽輪機(jī)高速旋轉(zhuǎn)，再帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電。

根據(jù)熱力學(xué)定律，熱力發(fā)電過(guò)程熱能轉(zhuǎn)化為電能的效率隨鍋爐出口蒸汽溫度的增加而增加，實(shí)際過(guò)程需同步提高蒸汽壓力、機(jī)組容量等以全面提高系統(tǒng)效率。

經(jīng)過(guò)上百年的發(fā)展，火力發(fā)電機(jī)組大體經(jīng)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(shù)等級(jí)，正在研制先進(jìn)超超臨界（35兆帕、700℃至760℃）等級(jí)發(fā)電技術(shù)。

三、超超臨界機(jī)組發(fā)電的優(yōu)勢(shì)

1、提高發(fā)電效率：相比傳統(tǒng)的超臨界機(jī)組，超超臨界機(jī)組在更高的工作參數(shù)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(fā)電方式可以提高熱效率，使得發(fā)電效率得到顯著提升。

2、減少燃料消耗：超超臨界機(jī)組發(fā)電相對(duì)于傳統(tǒng)機(jī)組來(lái)說(shuō)，燃料消耗更低。通過(guò)提高發(fā)電效率，相同的燃料輸入可以產(chǎn)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(jī)組發(fā)電技術(shù)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(zhuǎn)換和燃燒優(yōu)化，相同的發(fā)電量下，超超臨界機(jī)組所產(chǎn)生的二氧化碳排放量更少，對(duì)環(huán)境的影響更小。

4、適應(yīng)性強(qiáng)：超超臨界機(jī)組可以適應(yīng)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(jī)組發(fā)電技術(shù)在不同的能源資源條件下都能夠發(fā)揮作用，提供穩(wěn)定可靠的電力供應(yīng)。

以上是對(duì)超超臨界機(jī)組發(fā)電的介紹。我們不難看出，這項(xiàng)技術(shù)在能源領(lǐng)域有不錯(cuò)的應(yīng)用前景。隨著技術(shù)的進(jìn)一步成熟和成本的逐步降低，其在燃煤發(fā)電中的應(yīng)用將會(huì)更加普及，為實(shí)現(xiàn)清潔高效能源供應(yīng)做出貢獻(xiàn)。