2023年4月18日发(作者：五氧化二磷有毒吗)个人收集整理资料， 仅供交流学习， 勿作商业用途
超临界发电机组
火电厂超超临界机组和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:22.115MPA 347.15℃ ；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，炉内
工质压力低于这个压力就叫亚临界锅炉，大于这个压力就是超临界
锅炉，炉内蒸汽温度不低于593℃或蒸汽压力不低于31 MPa被称为
超超临界。
超临界、超超临界火电机组具有显著的节能和改善环境的效
果，超超临界机组与超临界机组相比，热效率要提高1.2%，一年就
可节约6000吨优质煤。未来火电建设将主要是发展高效率高参数的
超临界）和超超临界）火电机组，它们在发达国家已得到广
泛的研究和应用。大型超临界锅炉的特点 b5E2RGbCAP
超临界火电技术由于参数本身的特点决定了超临界锅炉只能采
用直流锅炉，在超临界锅炉内随着压力的提高，水的饱和温度也随
之提高，汽化潜热减少，水和汽的密度差也随之减少。当压力提高
到临界压力<22.12Mpa）时，汽化潜热为0，汽和水的密度差也等于
零，水在该压力下加热到临界温度<374.15℃）时即全部汽化成蒸
汽。超临界压力临界压力时情况相同，当水被加热到相应压力下的
相变点<临界温度）时即全部汽化。因此超临界压力下水变成蒸汽不
再存在汽水两相区，由此可知，超临界压力直流锅炉由水变成过热
蒸汽经历了两个阶段即加热和过热，而工质状态由水逐渐变成过热
蒸汽。因此超临界直流锅炉没有汽包，启停速度快，与一般亚临界
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汽包炉相比，超临界直流锅炉启动到满负荷运行，变负荷速度可提
高1倍左右，变压运行的超临界直流锅炉在亚临界压力范围内超临
界压力范围内工作时，都存在工质的热膨胀现象，并且在亚临界压
力范围内可能出现膜态沸腾；在超临界压力范围内可能出现类膜态
沸腾。超临界直流锅炉要求的汽水品质高，要求凝结水进行100%除
盐处理。由于超临界直流锅炉水冷壁的流动阻力全部依靠给水泵克
服，所需的压头高，即提高了制造成本又增加了运行耗电量且直流
锅炉普遍存在着流动不稳定性、热偏差和脉动水动力问题。另外，
为了达到较高的质量流速，必须采用小管径水冷壁，较相同容量的
自然循环锅炉超临界直流锅炉本体金属耗量最少，锅炉重量轻，但
由于蒸汽参数高，要求的金属等级高，其成本高于自然循环锅炉。
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超临界机组具有无可比拟经济性，单台机组发电热效率最高可
达 50%，每kW?h煤耗最低仅有255g<丹麦BWE公司），较亚临界压
力机组<每kW?h煤耗最低约有327g左右）煤耗低；同时采用低氧化
氮技术，在燃烧过程中减少65%的氮氧化合物及其它有害物质的形
成，且脱硫率可超98%，可实现节能降耗、环保的目的。
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发展超超临界电机'>发电机组的若干技术目前，超临界和超超临
界机组根据采用的蒸汽温度的不同，主要采用了以下三类合金钢：
<1）低铬耐热钢。包括1.25％Cr-0.5Mo(SA213T11>、
2.25Cr-1Mo(SA213T22/P22>、1Cr-Mo-V(12Cr1MoV>以及9％～12％
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Cr系的Cr-Mo与Cr-Mo-V钢等，其答应主汽温为538～566℃。
<2）改良型9％～12％铁素体－马氏体钢。包括9Cr-1Mo，
T91/P91）、NF616、HCM12A、TB9、TB12等，一般用于566～593℃
的蒸汽温度范围。其答应主汽温为610℃，30MPa再热汽温625℃；
使用壁温：锅炉625～650℃，汽机600～620℃。 <3）新型奥
氏体耐热钢。包括：
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18Cr-8Ni系，如SA213TP304H、TP347H、TP347HFG、Super304H、
TempaloyA-1等；20-25Cr系，如HR3C、NF709、TempaloyA-3等。
这些材料的使用壁温达650～750℃，可用于汽温高达600℃的过热
器与再热器管束，具有足够的蠕变断裂强度和很好的抗高温腐蚀性
能。 正是由于上述低铬耐热钢和改良型9％～12％Cr铁素体
型钢的研制及使用成功，促进和保证了超超临界机组的发展，并降
低了超超临界机组的造价，在经济上具备竞争力。目前，这些新型
钢已在欧洲和日本的电厂推广研究：在所选蒸汽参数下，锅炉、汽
轮机各部件所选用材料、壁厚、用材量、造价方法。 根据工
程热力学原理，工质参数提高必然使得机组的热效率提高，这主要
是改善热力循环系统所致。从研究成果可知，主蒸汽温度每提高
10℃，热效率值可提高约0.28；再热蒸汽温度每提高10℃，热效率
可提高约0.18。对于一次中间再热的超临界参数以上的电机'>发电
机组，工质压力每提高1MPa，热效率大约可提高0.2。 因
此，在同比条件下<均为一次再热），主蒸汽压力从25MPa升至
31MPa，机组热效率相对只提高约1，只有单纯将温度从
566℃/566℃提高至600℃/600℃时热效率提高的一半。部分专家的
分析意见认为，我国目前超超临界机组的主汽压力应取在世界先进
水平28～31MPa的下限，这主要是考虑到提高设备的可靠性。根
据早期超超临界机组的运行情况看，机组事故的产生多是由于高压
段参数所引起。另一个考虑就是降低设备的造价。主汽参数的选择
对造价工业发展的需要考虑，选择1000MW大型化超超临界机组方
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案是合理的。3.4 锅炉炉型3.4.1 锅炉布置型式 超临
界锅炉的整体布置主要采用型布置和塔式布置，也可T型布置；
采用T型布置的主要是前苏联的超临界机组。如我国引进的伊敏、
盘山电厂500MW和绥中电厂800MW锅炉。 超超临界锅炉
设计通常采用型炉和塔式炉，其中型炉在市场中占多数。所
有的褐煤炉都采用塔式炉，如德国和丹麦的燃煤电厂。欧洲三个字母的英文名
的烟煤
炉两种型式都有，而日本和美国通常采用型炉。 我国发展超
临界机组，选择锅炉的整体布置形式，必须根据具体电厂、燃煤条
件、投资费用、运行可靠性等方面，进行全面技术经济分析比较，
选定锅炉型或塔式的布置型式。选用时应重视煤质特性，非凡是
煤的灰分。燃用高灰分煤，从减轻受热面磨损方面考虑，采用塔式
布置较为合适。3.4.2 燃烧方式 直流燃烧器四角切圆燃烧
和旋流燃烧器前后墙对冲燃烧程门立雪造句
白结全文阅读1
是目前国内外应用最为广泛的煤粉燃
烧方式。由于切圆燃烧中四角火焰的相互支持，一、二次风的混合
便于控制等特点，其煤种适应性更强，目前我国设计制造的
300MW、600MW机组锅炉大多数采用这种燃烧方式。对冲燃烧方
式则具有锅炉沿炉膛宽度的烟温及速度分布较均匀，过热器与再热
器的烟暖和汽温偏差相对较小的特点。 国外各主要锅炉制造
商在其燃烧器的型式方面都有各自的传统技术，例如：美国CE公司
以及同属一个技术流派的日本三菱重工是采用直流燃烧器切圆燃烧
方式，而美国B&W公司、俄罗斯等则采用旋流燃烧器前后墙对冲燃
烧方式。在我国虽然直流燃烧器切圆燃烧方式占主导地位，但实际
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运行情况表明，除一般认为直流燃烧器切圆燃烧方式NOx的生成量
比旋流燃烧器前后墙对冲燃烧方式稍低外，在大容量煤粉炉的着火
及低负荷燃烧稳定性、燃烧经济性、对炉膛水冷壁结渣的影响等方
面，旋流燃烧器前后墙对冲燃烧方式与直流燃烧器四角切圆燃烧方
式并没有显著差异。 锅炉布置方式与其采用的燃烧方式之间
并无必然的联系。不过，当采用型布置切圆燃烧时，一般认为，
四角切圆燃烧锅炉由于炉膛出口的残余旋转导致的烟气侧热力偏差
会随着锅炉容量的增大而加剧，因此部分锅炉制造商提出四角切圆
燃烧适用的锅炉容量上限应有所限制，锅炉容量进一步增大，应采
用八角双切圆燃烧方式。日本三菱重工提出，四角切圆燃烧方式适
用的锅炉容量上限大约为800MW，而八角双切圆燃烧方式自
500MW起可一直适用到1000MW以上。 超超临界的锅炉布
置型式和燃烧方式两者应合理搭配，根据国内外锅炉制造厂的设计
方案，如下四种燃烧方式与锅炉布置型式相适应：①四角单切圆塔
式布置。②墙式对冲塔式布置。③八角双切圆行筒贾。④墙式旋流
行筒贾。3.5 汽机系统 提高汽轮机出力的途径主要有以下几
点：①提高新蒸汽参
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数，增大汽轮机总咄怎么读
体理想焓降△Hi；②采用给水回热系统，减小汽
轮机低压缸排汽流量，增加进汽量，从而达到增加出力的目的；③
增加汽轮机低压缸末级通流面积，一种办法就是增加末级叶片高
度，这是国内外大容量汽轮机的一个主要发展方向，另一种办法采
用低转速<如半转速）；④采用多排汽口，低压缸采用分流技术是增
大单轴汽轮机很有效的措施，国外百万千瓦级超超临界单轴机组的
低压缸排汽口数量已达6个以上(采用3个及以上双流低压缸>；⑤
提高汽轮机排汽背压，使汽轮机末级叶片出口蒸汽的密度增大，从
而增加汽轮机出力。 锅炉的设计必需同时考虑燃烧和汽水循
环，而汽机的设计和运行只需考虑蒸汽一种。汽轮机设计过去注重
提高出力和可靠性，现在还应注重材料的合理选用以降低投资和提
高效率。因此超超临界汽轮机的设计应重点考虑： <1）材料
选择和消耗。蒸汽温度影响材料的选择，蒸汽压力主要影响材料的
消耗，因此综合工程设计及材料制造费用，汽机价格将随压力的增
加而略有增加。材料的选择还应有利于降低叶片损失。 <2）
在价格不变的情况下应提高材料的蠕变强度，使其运行在更高的温
度下；同时提高材料的疲惫强度，保证汽机和电厂的热灵活性，易
于运行和较少的维护检修。 <3）低压缸采用更长的末级叶
片，增加排汽面积。 目前国内超临界或亚临界机组大多负荷
率偏低，在低负荷运行工况下难以达到汽轮机的设计效率，同样要
发挥超超临界机组的高效率，就必须在较高负荷工况下运行。4
结语 发展超超临界电机'>发电机组应进行技术和经济的综合
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分析，针对具体的超超临界电厂，参数的选择还要根据厂址所在电
网的容量、负荷增仔细阅读
长速度、燃料价格和机组的年利用小时以及影响
经济性的几个重要因数<如钢煤比价等）作具体的技术经济分析。
通过对亚临界、超临界和超超临界工程的投资估算和分析论证，在
年利用小时达到5500h时，超超临界的电价与亚临界电价达到相
同[2]。年利用小时的敏感性分析说明，超超临界电厂建设在缺电的
地区较为合适。另有部分专家认为：以电厂运行25年计，标准煤价
超过250元/t，采用超临界机组及超超临界机组比亚临界机组有更
好的效益；标准煤价超过210元/t，采用超超临界机组比超临界机
组有更好的效益。 超超临界机组在国际上已经是较为成熟的
技术，因此，在总结我国已引进的超临界机组制造技术和运行经验
的基础上，发展我国的超超临界电机'>发电机组，技术上是切实可
行的。要采用引进技术和消化吸收、相结合的发展之路，充分利用
我国现有的设备制造、电站设计和运行能力，加快超超临界机组的
发展进程。RTCrpUDGiT
申明：
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途。
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