国外关于超超临界技术现状和发展趋势.doc

PAGE PAGE 135 国外关于超超临界技术现状和发展趋势 宋明蔚， 郝志信 （华能营口电厂，辽宁 营口 115007） 摘 要：文中简述国外发展超超临界火电机组的现状、发展趋势，超超临界机组与超临界机组、亚临界机组运行经济性效益比较，及我国发展超超临界机组的必要性。 关键词：超临界；超超临界；（USC） 0 概述 首先我们要先了解一下超超临界的概念。火力发电厂的工质是水蒸汽，在常规条件下水经加热温度达到给定压力下的饱和温度时，将产生相变，水开始从液态变成汽态，出现一个饱和水和饱和蒸汽两相共存的区域。当蒸汽压力达到22.129MPa时，汽化潜热等于零，汽水比重差也等于零，该压力称为临界压力。水在该压力下加热至374.15℃时即被全部汽化，该温度称为临界温度。水在临界压力及超过临界压力时没有蒸发现象，即变成蒸汽，并且由水变成蒸汽是连续的，以单相形式进行。蒸汽压力大于临界压力的范围称超临界区，小于临界压力的范围称亚临界区。从水的物理性能来讲，只有超临界和亚临界之分，超超临界是我国人为的一种区分，也称为优化的或高效的超临界参数。目前超超临界与超临界的划分界限尚无国际统一的标准，一般认为蒸汽压力大于25MPa蒸汽温度 高于 580℃称为超超临界。 超超临界燃煤发电技术(USC) 由于超超临界燃煤发电技术(USC)仍是基于常规发电系统的渐进技术，所以发展USC技术是最具有现实意义的，而且和其它技术相比极具竞争力，由于超超临界机组与常规火电机组相比，超临界机组的可用率与亚临界机组相当，效率比亚临界机组约提高2%。超超临界机组效率可比超临界机组再提高约2%～3%，若再提高其主汽压力到28MPa以上，效率还可再提高约2个百分点。因此它具有明显的高效、节能和环保优势，已成为当今世界发达国家竞相采用和发展的新技术，目前一些经济发达国家都开始采用USC发电机组。 1 超超临界火电机组国外现状 1.1 美国 美国是发展超临界机组最早的国家，世界上第一台超临界机组1957年在Philo电厂（6#）投运，容量为125MW，参数为31MPa/621℃／566℃／560℃，该机组由BW和GE公司设计制造；1958年，第二台超临界机组在Eddystone电厂（1#）投运，容量为325MW，机组的参数为34.4MPa／649℃／566℃／566℃，该机组由CE和WH公司设计制造；迄今为止，它们是最高参数的超超临界机组。这二台机组为美国超临界机组的设计、制造、运行取得了宝贵经验。 到60年代中期，新增机组中有一半采用超临界参数，但到70年代订货台数急剧下降。根据EPRI的一份调查报告认为，这一下降的原因是多方面的，当时美国缺乏超临界机组调峰运行的经验，最重要的是核电站担负起了基本负荷，因而对带基荷的超临界机组的需求量出现了下降，在采用超临界参数方面出现了反复。尽管如此，美国在1967年-1976年的10年期间，共安装118台超临界机组，单机最大容量为1300MW，到80年代初，超临界机组仍增至170余台，（其中多数为超超临界机组）占燃煤机组的70％以上，占总装机容量的25.22％，其中单机容量介于500-800MW者占60％-70％，至1994年共安装和投运了 9台1300MW的超临界机组。 1.2 日本 日本发展超临界机组起步较晚，但发展速度很快，收效显著。自日立公司向美国BW公司引进第一台超临界的600MW机组于1967年在沛崎电厂投运后，日本其他公司也分别引进了美国和德国的超临界技术，同时建立了自己的试验台。 日本发展超临界技术采用的是引进、仿制、创新的技术路线。先从国外引进成熟的机组和制造技术，然后立即组织力量进行技术消化和仿制，然后，在消化引进技术的基础上，进一步投入开发研究，形成本国的技术特点，再进行精心设计、制造和批量生产。从引进技术到自制机组只需2～3年时间，容量从600MW到1000MW等级，只需3～5年时间。 20世纪70年代以来，由于电网负荷峰谷差增大，加之适合带基本负荷的核电站的兴起，日本的超超临界机组不仅高效，而且具有亚临界机组同样的可靠性与运行灵活性，能自如地适应变压运行带周期性调峰负荷的要求。目前，日本已跃居为发展超超临界机组的先进国家。 日本在对提高蒸汽压力和温度参数能提高多少机组效率分别进行了比较，证明采用31MPa主蒸汽压力和二次中间再热，由于压力的提高和系统复杂，机组制造成本明显提高，缺乏市场竞争力。所以在上世纪90年代后，日本各公司都转向生产高温参数的超超临界机组。2000年在橘湾电厂（2#）投运的容量为1050MW、蒸汽参数为25.5MPa/600℃/610℃的超超临界机组是目前日本蒸汽温度参数最高的机组。 截止到1989年3月，日本各大电力公司的48个主要火电厂的总装机容量75870 MW中，超临界压力的