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，未來將在煤電清潔化轉(zhuǎn)型方面發(fā)揮重要作用。今天我們來講下什么是超超臨界機組發(fā)電？



一、超超臨界機組發(fā)電是什么意思？

超超臨界機組發(fā)電是一種高效的燃煤發(fā)電技術(shù)，其關(guān)鍵特點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（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)動汽輪機發(fā)電，從而提高了發(fā)電效率。

目前超超臨界發(fā)電機組主要指蒸汽壓力25MPa、溫度580℃以上的超高參數(shù)燃煤火力發(fā)電機組，其發(fā)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(fā)電技術(shù)優(yōu)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(fā)電技術(shù)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(tài)純凈物經(jīng)過加熱或者降壓到一定程度，會發(fā)生汽化；而氣態(tài)純凈物在經(jīng)過降溫或者加壓到一定程度，會發(fā)生凝結(jié)。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(fā)生汽化；當溫度高于臨界溫度時，無論如何加壓，都不會發(fā)生凝結(jié)。

比如，在常壓下，水加熱到100℃后繼續(xù)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(fā)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(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)電機組（包括燃煤發(fā)電、生物質(zhì)發(fā)電等，不包括燃氣發(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，推動汽輪機高速旋轉(zhuǎn)，再帶動發(fā)電機發(fā)電。

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

經(jīng)過上百年的發(fā)展，火力發(fā)電機組大體經(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，正在研制先進超超臨界（35兆帕、700℃至760℃）等級發(fā)電技術(shù)。

三、超超臨界機組發(fā)電的優(yōu)勢

1、提高發(fā)電效率：相比傳統(tǒng)的超臨界機組，超超臨界機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：超超臨界機組發(fā)電相對于傳統(tǒng)機組來說，燃料消耗更低。通過提高發(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，超超臨界機組所產(chǎn)生的二氧化碳排放量更少，對環(huán)境的影響更小。

4、適應(yīng)性強：超超臨界機組可以適應(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)。

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