什么是超超临界机组发电?

时间:2023年08月30日 14:49:14 点击次数:1098来源:原创

超超临界发电技术是提高煤电发电效率及节能环保水平的重要手段之一,未来将在煤电清洁化转型方面发挥重要作用。今天我们来讲下什么是超超临界机组发电?

内蒙超超临界机组发电

一、超超临界机组发电是什么意思?

超超临界机组发电是一种高效的燃煤发电技术,其关键特点是使用超临界蒸汽参数。超临界蒸汽参数指的是高于水的临界点(374摄氏度和22.1兆帕压力)的高温高压状态。而超超临界则意味着进一步提高蒸汽参数,将蒸汽温度和压力推向更高水平,利用高温高压条件下的蒸汽驱动汽轮机发电,从而提高了发电效率。

目前超超临界发电机组主要指蒸汽压力25MPa、温度580℃以上的超高参数燃煤火力发电机组,其发电效率在43.8%~45.4%之间,远高于亚临界机组的37.5%。超超临界高效发电技术优势在于进一步为度电煤耗打开下降空间。目前我国百万千瓦级超超临界高效发电技术供电煤耗最低可达到264克/千瓦时,与2021年的302.5克/千瓦时的度电煤耗水平相比还有较大的下降空间。

二、对于临界的认识

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,都不会发生凝结。

比如,在常压下,水加热到100℃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℃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、580℃至620℃)等参数等级,正在研制先进超超临界(35兆帕、700℃至760℃)等级发电技术。

三、超超临界机组发电的优势

1、提高发电效率:相比传统的超临界机组,超超临界机组在更高的工作参数下工作,使得蒸汽温度和压力更高。这种高温高压条件下的发电方式可以提高热效率,使得发电效率得到显著提升。

2、减少燃料消耗:超超临界机组发电相对于传统机组来说,燃料消耗更低。通过提高发电效率,相同的燃料输入可以产生更多的电力输出,从而减少燃料的使用量,降低燃料成本。

3、减少排放:超超临界机组发电技术能够减少二氧化碳等温室气体的排放。由于其高效的能量转换和燃烧优化,相同的发电量下,超超临界机组所产生的二氧化碳排放量更少,对环境的影响更小。

4、适应性强:超超临界机组可以适应不同类型的燃料,包括煤炭、天然气等。这种灵活性使得超超临界机组发电技术在不同的能源资源条件下都能够发挥作用,提供稳定可靠的电力供应。

以上是对超超临界机组发电的介绍。我们不难看出,这项技术在能源领域有不错的应用前景。随着技术的进一步成熟和成本的逐步降低,其在燃煤发电中的应用将会更加普及,为实现清洁高效能源供应做出贡献。

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