超临界和超超临界发电机组

大型火电机组的一些优化设计问题蒋寻寒1，马启磊1，阮圣奇1，曹祖庆2（1，安徽省电力科学研究院，合肥 230601；东南大学，南京 210018）摘要：从节能角度出发，对目前引进型超超临界火电机组的汽轮机、锅炉方面一些典型的设计问题进行了分析，指出能耗增加的不良后果，建议新机组设计进一步向节能倾斜，并提出一些优化设计方法，以便今后新建的超超临界机组能够充分发挥低能耗、低排放的优势；对于节能相关运行仪表的配置，也给出了一些技术建议。

关键词：超超临界，火电机组，优化设计Some key points in optimizing design for large scale coal fired power unitsAbstract: For the super critical coal fired power units in China, there are some typical shortcomings for energy conservation in design, which are pointed out in this paper. Improvements are presented for the units to be setup for lowest energy consumption and waste emission. Instrunments configuration methods for most important parameters are also presented for thermo performance test and analysis.Key words: Ultra super critical, coal fired power unit, design optimization1前言由于种种原因，国内的很多超临界和超超临界机组未能充分发挥其应有的低能耗、低排放优势，需要从设计、安装、调试、运行和维护等诸多方面发现和解决问题。

火力发电革命性变革——超临界（超超临界）机组运用超临界（超超临界）是一个热力学概念。

对于水和水蒸气，压力超过临界压力22.129MPa的状态，即为超临界状态。

同时这一状态下对应的饱和温度为374.15℃。

超临界机组即指蒸汽压力达到超临界状态的发电机组。

蒸汽参数达到27MPa/580℃/600℃以上的高效超临界机组，属于超超临界机组。

超临界（超超临界）机组最大的优势是能够大幅度提高循环效率，降低发电煤耗。

但相应地需要提高金属材料的档次和金属部件的焊接工艺水平。

现在全世界各国都非常重视超临界（超超临界）机组技术的发展。

超超临界机组蒸汽参数愈高，热效率也随之提高。

热力循环分析表明，在超超临界机组参数范围的条件下，主蒸汽压力提高1MPa，机组的热耗率就可下降0.13%～0.15%；主蒸汽温度每提高10℃，机组的热耗率就可下降0.25～0.30%；再热蒸汽温度每提高10℃，机组的热耗率就可下降0.15%～0.20%。

在一定的范围内，如果采用二次再热，则其热耗率可较采用一次再热的机组下降1.4%～1.6%。

超临界（超超临界）机组的发展在20世纪60～70年代曾经历过低谷时期，主要是因为当时的试验条件所限，没有认识到超临界（超超临界）压力下工质的大比热容特性对水动力特性以及传热特性的影响，因而引发了水冷壁多次爆管等事故。

经过理论和技术方面的不断发展，发现了超临界压力下的工质存在类膜态沸腾导致传热恶化问题，克服了技术发展障碍。

与此同时，随着金属材料工业的发展，超临界（超超临界）机组获得了新的生命。

超临界（超超临界）机组具有如下特点：(1）热效率高、热耗低。

超临界机组比亚临界机组可降低热耗约 2.5％，故可节约燃料，降低能源消耗和大气污染物的排放量。

(2）超临界压力时水和蒸汽比容相同，状态相似，单相的流动特性稳定，没有汽水分层和在中间集箱处分配不均的困难，并不需要象亚临界压力锅炉那样用复杂的分配系统来保证良好的汽水混合，回路比较简单。

电厂节能技术汇总节能减排是关系经济社会可持续发展的重大战略问题，是国家确定的经济社会发展的重大战略任务。

电力行业既是优质清洁能源的创造者，又是一次能源消耗大户和污染排放大户，因而也是国家实施节能减排的重点领域。

电厂节能技术如下：1.超临界及超超临界发电技术超临界机组是指主蒸汽压力大于水的临界压力的机组，即压力大于等于22.12MPa。

习惯上又将主蒸汽压力大于27MPa的机组统称为超超临界机组。

所以对于超临界机组可以分为2个层次：一是常规超临界参数机组，其主蒸汽压力一般为24MPa左右，主蒸汽和再热蒸汽温度为540～560℃；二是超超临界机组，通常也称为高参数超临界机组，其主蒸汽压力为25～35MPa及以上，主蒸汽和再热蒸汽温度为580℃及以上。

对于常规超临界机组的效率可比亚临界机组约高2％，而对于超超临界机组，其效率可比常规超临界机组再提高4％左右。

在环保方面，超超临界机组加装锅炉尾部烟气脱硫、脱硝和高效除尘装置，可满足严格的排放标准。

同时，由于超超临界机组提高了效率，相应地也节约了发电耗水量。

2、燃气-蒸汽联合循环发电技术燃气-蒸汽联合循环发电系统是由燃气轮机发电系统和锅炉-蒸汽轮机发电系统所组成。

燃气轮机发电系统是由压气机将空气加压进入燃烧室，与燃料混合燃烧产生的高温高压烟气在透平中膨胀作功，将高温高压烟气的能量(通常烟气压力0.5～1.0MPa，温度1000～l300℃)转换成机械能，推动燃气轮机发电机发电。

锅炉-蒸汽轮机发电系统是利用燃气余热锅炉产生的高（中）压过热蒸汽（通常蒸汽压力为3.82～16.70MPa，温度450～550℃)在汽轮机中作功，将蒸汽的能量转换成机械能，推动蒸汽轮机发电机发电，完成朗肯循环过程。

热力循环过程中燃气轮机循环吸热平均温度比较高，可高达1300℃。

纯蒸汽动力循环由于蒸汽的热物理性质限制了汽轮机的进汽温度，通常最高进汽温度为450～550℃。

但其循环放热平均温度很低，一般为30～38℃。

亚临界、超临界、超超临界火电机组技术区别一、定义所谓的"临界"是指锅炉工作情况下承受的一定温度和压力的蒸汽状态。

可以查出水的临界压力为22.115MPa ，由此知，此压力对应下的状态叫临界状态；(1)水在加热过程中存在一个状态点——临界点(2)低于临界点压力，从低温下的水加热到过热蒸汽的过程中要经过汽化过程，即经过水和水蒸汽共存的状态；(3)而如果压力在临界压力或临界压力以上时，水在加热的过程中就没有汽水共存状态而直接从水转变为蒸汽。

T-S图临界点T饱和水线饱和汽线S水的临界点1.1 压力低于25MPa（对应的蒸汽温度低于538摄氏度）时的状态为亚临界状态；亚临界自然循环汽包锅炉的燃烧室蒸发受热面与汽包构成循环回路。

受热面上升管吸热量越大，则上升管内的含汽率增大，与下降管比重差增大，因此推动更大的循环量。

其特性是带有“自补偿”性质的。

而直流锅炉燃烧室内的平行上升管组吸热量越大则工质比容增大，体积流速变大，阻力增大。

对带有联箱的平行管组，吸热多的管子质量流量必然降低，其特点是“直流”性质的。

1.2 压力在25MPa 时的状态（对应的蒸汽温度高于538摄氏度）为超临界状态；超临界是物质的一种特殊状态，当环境温度、压力达到物质的临界点时，气液两相的相界面消失，成为均相体系。

当温度压力进一步提高，即超过临界点时，物质就处于超临界状态，成为超临界流体。

超临界水是一种重要超临界流体，在超临界状态下，水具有类似于气体的良好流动性，又具有远高于气体的密度。

超临界水是一种很好的反应介质，具有独特的理化性质，例如扩散系数高、传质速率高、粘度低、混合性好、介电常数低、与有机物、气体组分完全互溶；对无机物溶解度低，利于固体分离，反应性高、分解力高；超临界水本身可参与自由基和离子反应等等。

1.3 压力在25-31MPa 之间(温度在600度以上）则称为超超临界状态。

二、 参数水的临界状态参数为压力22.115MPa 、温度374.15℃2.1 亚临界火电机组蒸汽参数： P=16~19MPa ，T= 538℃/ 538℃或T= 540℃/ 540℃。

1.工程热力学将水的临界状态点的参数定义为：22.115MPa，374.15℃。

当水蒸气参数值大于上述临界状态点的压力和温度时，则称其为超临界参数。

超超临界设定在蒸汽压力大于25MPa、或蒸汽温度高于593℃的范围。

2.提高机组热效率：提高蒸汽参数（压力、温度）、采用再热系统、增加再热次数。

3.常规亚临界机组参数为16.7MPa/538℃/538℃，发电效率约38%；超临界机组主汽压力一般为24MPa左右，主蒸汽和再热蒸汽温度为538—560℃，典型参数为24.1MPa/538℃/538℃，发电效率约41%；超超临界追压力25—31MPa及以上，主蒸汽和再热蒸汽温度为580—600℃及以上。

超临界机组热效率比亚临界机组的高2%—3%，超超临界机组的热效率比超临界机组高4%以上。

4.在超超临界机组参数条件下，主蒸汽压力提高1MPa，机组的热效率就可下降0.13—0.15%；主蒸汽温度每提高10℃，机组的热效率就可下降0.25%—0.30%。

再热蒸汽温度每提高10℃，机组的热耗率就可下降0.15%—0.20%。

如果增加再热参数，采用二次再热，则其热耗率可下降1.4%—1.6%。

当压力低于30MPa时，机组热效率随压力的提高上升很快；当压力高于30MPa时，机组热效率随压力的提高上升幅度较小。

5.锅炉布置主要采用Ⅱ型布置、塔式布置、T型布置。

超超临界机组可采用四角单切圆塔式布置、墙式对冲塔式布置、单炉膛双切圆Ⅱ型布置及墙式对冲Ⅱ型布置。

Ⅱ型布置适用于切向燃烧方式和旋流对冲燃烧方式；塔式炉适用于切向燃烧方式和旋流对冲燃烧方式；T型布置适用于切向燃烧方式和旋流对冲燃烧方式。

6.水冷壁型式：变压运行超临界直流锅炉水冷壁：炉膛上部用垂直管，下部用螺旋管圈及内螺纹垂直管屏。

7.我国超超临界技术参数：一次再热、蒸汽参数（25—28）MPa/600℃/600℃，相应发电效率预计为44.63%—44.99%，发电煤耗率预计为275—273g/kWh。

探析超临界、超超临界机组运行安全性、可靠性摘要：随着近几十年国家的快速发展，超临界和超超临界发电机组目前已经成为我国火力发电的主力机组，它的运行安全性、可靠性以及经济性等都对火电发电企业有着重大影响。

对影响其运行安全性和可靠性指标的原因进行归类、总结和分析。

结果表明，制造质量不良、施工安装质量不良、设备老化、检修质量不良是影响机组主设备运行安全、可靠性的主要原因，尤以制造质量不良为主；漏粉、漏水、漏汽、机械磨损、堵塞、断裂、振动、冲蚀、开焊等是影响机组辅助设备运行安全、可靠性的主要原因。

关键词：超临界和超超临界；安全性；可靠性；运行1.超临界和超超临界机组的发展概况超临界和超超临界机组（一般指汽压大于24Mpa与汽温大于593℃或汽压大于27.5Mpa与汽温大于580℃的机组）作为当前燃煤电厂先进可靠的发电设备，是火电厂热力系统从低压—中压—高压—超高压—亚临界的发展升级。

超临界机组发电净效率可达45%左右，与增压流化床联合循环发电技术（PFBC）和整体煤气化联合循环发电技术（IGCC）相当，超临界机组具有良好的负荷调节特性，在部分负荷下仍能保持较高的效率，并且超临界机组在扩大容量、基建投资和发电成本方面要比IGCC和PFBC优越。

因此工业发达国家非常重视发展超临界和超超临界机组。

美国于1957年投运第一台125MW超临界机组，美国超临界机组单机双轴最大容量达1300MW，其中单机容量大于500MW的占70%以上。

原苏联于1963年投入第一台300MW超临界机组运行，现300MW以上机组全部采用超临界参数，且单机双轴最大容量为1200MW。

日本于1967年从美国引进第一台超临界600MW机组，然后采用引进、仿制、再创造的技术路线，并自行开发了能带中间负荷、直流滑压运行的超临界锅炉。

日本的超临界机组大多为600~1000MW。

德国、丹麦、英国等都是发展超临界机组较好的国家。

我国先后从美国、俄罗斯等国引进一批超临界机组。

超临界、超超临界机组临界温度
超临界和超超临界发电机组是指采用高温高压条件下运行的火力发电机组，分别称为
超临界、超超临界发电机组。

其运行参数一般分别为: 主蒸汽压力25-30 MPa，过热温度570-620℃，再热温度605-620℃，蒸汽流量较大，可达到1600t/h以上。

而且它们可以避免使用煤炭等传统能源的问题，对环境污染的影响更小。

超临界和超超临界技术的应用，可以大大提高火力发电的效率和节能降耗水平。

但是，在使用这种技术的过程中，需要注意机组的运行参数，特别是临界温度，这是十分重要的
一个参数，不同的临界温度也会对机组的性能和稳定性产生不同的影响。

超临界机组临界温度：是指机组开始发生超临界状况的温度，一般为374℃，也就是
说在超过374℃的条件下，水和蒸汽不再有明显的相变，而是呈现出超临界流体的特性。

超临界流体具有高密度、高动力性、低粘度等特点，可以大大提高机组能量的利用效率。

总的来说，在超临界和超超临界机组的使用过程中，需要注意它们的临界温度，特别
是在超超临界机组中，临界温度更为关键。

如果温度过高或者过低，都会对火力发电机组
的稳定性和效率产生不良的影响。

因此，必须控制好机组的临界温度，以确保机组能够在
合理、稳定的状态下运行，同时保证发电效率和能源利用效率的最大化。

3.4.1总体特点本次机组具有超群的热力性能；优越的产品运行业绩及可靠性；高效、高可用率、容易维护、检修所花时间少、运行灵活、快速启动及调峰能力。

机组采用一只高压缸、一只中压缸和二只低压缸串联布置。

汽轮机四根转子各由两只径向轴承来支承。

这种支承方式不仅安装维护方便，属于传统成熟结构；相对于单支承轴承跨距小，转子刚度高，厂内高速动平衡状态的动力特性与现场转子工作状基本相同，减少现场动平衡量；而且轴承工作比压相对较低，在一般轴承比压设计范围内，联轴器螺栓受力较小，汽机转子能平稳安全运行。

本机组采用以下在多台相近蒸汽参数和相同容量的机组得到验证的设计和结构特征，来保证机组具有高的可靠性和运行高效率。

●模块设计●采用成熟可靠结构●高效率冲动式叶型●选用合适的材料来适应高蒸汽参数●对高温部件作特殊精心设计●可靠的防止固体微粒腐蚀的技术●高压、中压缸为双层缸结构●汽缸采用水平中分面、窄高法兰，并采用合理的螺栓冷却系统●中心线支承方式●汽缸和隔板精确的同心度●经过验证的叶片固定方式●每个转子配有独立的双轴承支撑●对轴系稳定性进行了慎密校核●实心合金钢整锻转子，轮盘式转子结构●低压缸为三层缸结构，防止热变形●铁素体不锈钢汽封和接触式汽封●径向汽封，动静间隙合理●全部隔板采用焊接结构●结构上有足够的疏水槽●钢台板●先进的低压缸喷水系统●测温元件可在线更换●转子厂内高速动平衡和超速试验，将不平衡量降到最小●高效、高可靠性的阀门●面向用户的设计、检修维护方便图3-26 高压内缸中分面螺栓冷却图图3-27 中压缸纵剖面3.4.2 高压模块（HP 汽缸）高压缸为单流式，包括1个双向流冲动式调节级和8个冲动式压力级。

高压汽缸采用双层缸结构，内缸和外缸之间的夹层只接触高压排汽，使缸壁设计较薄，高压排汽占据内外缸空间，简化汽缸结构。

汽缸设计采用合理的结构和支撑方式，保证热态时热变形对称和自由膨胀，降低扭曲变形。

高压内、外缸由合金钢铸件制成，精确加工和手工研磨水平中分面达到严密接触，防止漏汽。

亚临界、超临界、超超临界火电机组技术区别、发展现状与发展趋势的研究报告一、问题的提出通过书本上的学习我们初步了解了火电厂的工作流程和原理，在整个流程中机组选择的不同使得火电厂对发电用的蒸汽的各项参数、工件的选择、材料的要求等提出不同的标准。

本小组通过对亚临界、超临界、超超临界火电机组技术区别、发展现状与发展趋势进行研究，找出了他们的一些不同与相同之处，陈列如下不对之处还望指正。

二、调查方法1.从书籍中查找有关资料2.在英特网中查阅有关资料三、正文我国自1882年在上海建立第一座火力发电厂开始, 火力发电已走过100多年发展历程。

新中国成立以后, 特别是改革开放以来, 我国的火力发电事业取得了煌的成就。

全国电力装机到1987年跨上100GW的台阶后, 经过7年的努力, 在1995年3月份突破200GW至1995年底我国电力装机容达到217.224GW,其中水电52.184GW,火电162.94GW,核电2.1GW.1995年全国发电装机容量跃居世界第三位、发电量居世界第二位。

火力发电在电力结构中一直占有重要地位。

从全球范围看, 火电在电力工业中起着主导作用。

对中国而言, 火电在电力工业中所占比重更大, 其中煤电所占比例要比全世界平均水平更高。

国内外一些机构曾对我国能源结构进行过预测分析, 虽然数字有些差异, 但结论大致相同,火力发电特别是燃煤发电在未来几年及21世纪上半叶, 甚至更长时间内在我国电力工业中将起主导作用。

我国火电机组的研制从50年代中期6MW中压机组起步, 到70年代已具备设计制造200MW超高压机组和300MW亚临界压力机组的能力, 但我国最大单机容量同国外先进水平的差距一般为30-40年, 我国机组的技术性能和可靠性水平与国外先进水平相比有相当大的差距( 以当时的亚临界300MW汽轮机为例, 其热耗值比国外同类机组高出约209KJ/（KW·h）, 按每台机组每年运行7000h 计算, 仅此一项每台机组每年就需多消耗近2000t标准煤。

简单一点,水在大气压下100度气化,蒸汽温度也是100度,这是所谓临界状态,要再加热蒸汽,麻烦,那么加压,提高水的气化点,就是超临界了,高温蒸汽的能源利用效率高,亚临界，170MPa，535；超临界，250MPa，560℃,超超临界，300MPa，600℃.至于液态变成气态,不临界也是这样.火力发电机组，以容量划分，分为小机（10万千瓦及以下机组）、大机（20万千瓦、30万千瓦、60万千瓦、100万千瓦、130万千瓦等）。

还可划分为亚临界机组、超临界机组、超超临界机组、联合循环机组。

亚临界、超临界、超超临界发电机组，主要是就蒸汽的压力与温度参数而言：亚临界，170ata，535；超临界，240ata，560℃℃；超超临界，300ata，600℃。

在超临界与超超临界状态，水由液态直接成为汽态（由湿蒸汽直接成为过热蒸汽、饱和蒸汽），热效率高。

因此，超临界、超超临界发电机组已经成为国外，尤其是发达国家主力机组。

燃气轮机燃气轮机是以连续流动的气体为工质带动叶轮高速旋转，将燃料的能量转变为有用功的内燃式动力机械，是一种旋转叶轮式热力发动机。

燃气轮机的工作过程是，压气机(即压缩机)连续地从大气中吸入空气并将其压缩；压缩后的空气进入燃烧室，与喷入的燃料混合后燃烧，成为高温燃气，随即流入燃气透平中膨胀作功，推动透平叶轮带着压气机叶轮一起旋转；加热后的高温燃气的作功能力显著提高，因而燃气透平在带动压气机的同时，尚有余功作为燃气轮机的输出机械功。

燃气轮机由静止起动时，需用起动机带着旋转，待加速到能独立运行后，起动机才脱开。

燃气轮机由压气机、燃烧室和燃气透平等组成。

压气机有轴流式和离心式两种，轴流式压气机效率较高，适用于大流量的场合。

在小流量时，轴流式压气机因后面几级叶片很短，效率低于离心式。

功率为数兆瓦的燃气轮机中，有些压气机采用轴流式加一个离心式作末级，因而在达到较高效率的同时又缩短了轴向长度。

燃烧室和透平不仅工作温度高，而且还承受燃气轮机在起动和停机时，因温度剧烈变化引起的热冲击，工作条件恶劣，故它们是决定燃气轮机寿命的关键部件。

超临界与超超临界电气10-1班张文雷1003010120随着现代电气的发展,对电机的不断研究与发展,电机来到的超临界与超超临界的时代,一些列的问题又应运而生,这些课题虽然国外已经有些发展,但是仍是一个新鲜技术,大部分技术还未成熟,正有待于新一代电机人钻研.首先我们来看一下超临界技术的概念应用及国际国内的发展状况.超临界机组是指主蒸汽压力大于水的临界压力(22．12 MPa)的机组。

习惯上又将超临界机组分为2个层次：①常规超临界参数机组，其主蒸汽压力一般为24 MPa左右，主蒸汽和再热蒸汽温度为540—580℃；②高效超临界机组，通常也称为超超临界机组或高参数超临界机组，其主蒸汽压力为25—35 MPa及以上，主蒸汽和再热蒸汽温度为580℃及以上。

燃煤火电机组的热力系统是在朗肯循环的基础上采用了再热和回热的热力系统。

提高蒸汽的初参数(压力和温度)，采用再热系统和增加再热次数都能提高循环效率。

例如，常规亚临界循环的典型参数为17 MPa／540℃／540℃，热效率为38％，供电煤耗320 g／(kW·h)；超临界机组参数24 MPa／566℃／566℃，热效率4l％，供电煤耗300 e,／(kW·h)；超超临界机组参数28 MPa／6000C／6000C，热效率为45％，供电煤耗276∥(kW·h)。

可见蒸汽参数由亚临界提高到超临界、超超临界可显著地提高循环热效率，降低供电煤耗。

获得较大的经济效益。

进一步的热力循环分析表明，在超超临界机组参数范围的条件下，主蒸汽压力提高l MPa，机组的热耗率就可下降0．13％一0．15％；主蒸汽温度每提高lO℃，机组的热耗率就可下降0．25％一0．30％；再热蒸汽温度每提高10℃，机组的热耗率就可下降0．15％一0．20％。

在一定的范围内，如果采用二次再热，则其热耗率可较采用一次再热的机组下降l。

4％一1。

6％。

大型超临界机组自20世纪50年代在美国和德国开始投入商业运行以来，随着冶金工业技术的发展，提供了发电设备用的碳素体钢、奥氏体钢及超合金钢。

超临界和超超临界的概念一、水蒸气的热力学特性物质由液态变为汽态的现象称为汽化，汽化通常有两种方式：蒸发和沸腾。

蒸发是液体表面缓慢的汽化现象，它在任何温度下都会发生；沸腾是液体表面和内部同时发生的剧烈汽化现象它相对于一定的压力，只能在一定的温度下发生，该沸腾温度称为沸点。

一般而言，同样条件下，不同液体的沸点是不同的；同种液体，压力越高，沸点越高。

沸腾时气体与液体共存，两者温度相同，沸腾过程中，温度始终保持为沸点。

将装有水的容器密闭起来，保持一定温度，显然，水会汽化，随着水的汽化，水面上部空间的水蒸气增多，即蒸汽压力要升高，蒸汽压力升高使蒸汽液化速度加快，而使水汽化速度减慢，到某一时刻，当水汽化速度与水蒸气液化速度相同时，容器内水量和空间水蒸气量不再变化。

我们把这时汽、液两相达到平衡时的状态称为饱和状态。

这种平衡状态不是静态的平衡，而是一种动态平衡，即汽化、液化过程仍在进行，只是汽化速度与液化速度相同而已。

处于饱和状态下的水和水蒸气分别称为饱和水与饱和蒸汽。

此时饱和水与饱和蒸汽的压力和温度相同，称为饱和压力与饱和温度。

这种蒸汽和水共存的状态称为湿饱和蒸汽。

如果对容器进行加热，那么水的汽化会加快，水逐渐减少，水蒸气逐渐增多，直至水全部变为蒸汽，这时的蒸汽称为干饱和蒸汽。

当水温低于饱和温度时，称为过冷水，或未饱和水。

如果对干饱和蒸汽继续进行加热，使蒸汽温度进一步升高，这时的蒸汽称为过热蒸汽，其温度超过饱和温度的值，称为过热度。

临界点(相变点)：一个大气压下的水的饱和温度为100℃。

随着压力增加，水的饱和温度也随之增加，汽化潜热(从饱和水加热到干饱和蒸汽所需热量)减小，水和汽的密度差也随之减小。

当压力提高到221.2bar时，汽化潜热为零，汽和水的密度差也为零，该压力称之为临界压力。

水在该压力下加到374.15℃时，即全部汽化，此时的饱和水和饱和蒸汽已不再有区别，该温度称之为临界温度。

二、超临界机组的概念水作为火力发电机组热力系统的常用工质，具有其自身的物理特性，在压力较低的情况下当水被加热成为水蒸气的过程中，有一个汽、水共存的汽化阶段。

第42卷第2期2013年2月热力发电T H E R M A L P O W ER G E N E R A T l0NV01．42N O．2Feb．2013超临界、超超临界机组[摘运行安全性、可靠性分析赵毅1，马剑民2，梁昌乾1，郭俊文2，李飞11．中国华能集团公司，北京1000312．西安热工研究院有限公司，陕西西安710032要]对影响我国超临界、超超临界机组主、辅设备运行安全性和可靠性指标的原因进行归类、总结和分析。

结果表明，制造质量不良、施工安装质量不良、设备老化、检修质量不良是影响机组主设备运行安全、可靠性的主要原因，尤以制造质量不良为主；漏粉、漏水、漏汽、机械磨损、堵塞、断裂、振动、冲蚀、开焊等是影响机组辅助设备运行安全、可靠性的主要原因。

[关键词]超临界；超超临界；汽轮发电机组；主设备；辅助设备；安全性；可靠性[中圈分类号]TK28[文献标识码]B[文章编号]1002—3364(2013)02一o001一06I D O l编号]10．3969／j．i s sn．1002—3364．2013．02．001A nal ys i s of s ecur i t y and r el i abi l i t y of s uper cr i t i cal andui t r a-s uper cr i t i cal gener at i ng uni t sZ H A O Y i l，M A J i anm i n2，L I A N G C hangqi a nl，G U O J unw en2，LI F e i2 1．Sc i ence and T ec hnol ogy&E nvi r onm en t al P r ot ect i on D epar t m ent of C hi na H u anen g G r oup，B ei j i ng100031，C hi na2．X i'an T her m al P ow e r R es e ar ch I ns t i t ut e C o．，L t d．，C hi na H u anen g G r oup，X i'a n710032，S haa nxi Pr ovi nc e，C hi naA bs t r a ct：T he f ac t or s af f ect i ng t he sec ur i t y and r el i abi l i t y i ndi ces of m a i n and auxi l i a r y equi pm ent s f or C hi nes e super cr i t i cal and ul t r a-super er i t i cal gener a t i ng uni t s w er e sum m ar i z ed and anal yzed．Poor qua l i t y of m a nuf a ct ur e，i ns t a l l at i on and over haul and equi pm ent agi ng w er e c onsi der ed as t he m ai n f ac t or s af f ect i ng t he se cur i t y and r el i abi l i t y of m a i n equi pm ent s．W hi l e s uch pr obl em s as pow de r l e a kage，w a t er l eakage，st eam l ea kage，m ec hani ca l w ea r，bl ocki ng，f act ur e，vi br at i on，e r o—si on and sea l i ng-of f m ai nl y af f ect t hat of t he auxi l i ar y equi pm ent s．K ey w or ds：super cr i t i cal；ul t r a—su per cr i t i c al；st eam t ur bi ne ge ne r at or；uni t；m ai n equi pm ent；auxi l i a—r y equi pm ent；sec ur i t y；r el i abi l i t y1超临界、超超临界机组装机情况2011年底全国火力、水力、核电、风力等发电投运总装机容量为i0．5576亿kW。

超临界和超超临界的概念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 和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（SC）和超超临界（USC）火电机组，它们在发达国家已得到广泛的研究和应用。

********************************************************************* 汽轮机发电的理论基础是蒸汽的朗肯循环，按朗肯循环理论，蒸汽的初参数（即蒸汽的压力与温度）愈高，循环效率就愈高。

目前蒸汽压力已超过临界压力（大于22．2MPa），即所谓的超临界机组。

进一步提高超临界机组的效率，主要从提高初参数上做文章，主要受金属材料在高温下性能是否稳定的限制，目前超临界机组初温可达538℃～576℃。

新设计的机组目标在近600℃附近，其供电煤耗已降至280-300 g／kWh。

另外在汽轮机制造方面，从增加末级叶片的环形排汽面积，采用减少二次流损失的叶栅，减少汽轮机内部漏汽损失等方面也在不断发展。

众所周知，在标准大气压下，水一旦升高到100摄氏度，就会达到沸点并从液态变为气态。

然而，在火力发电机组的锅炉中，水由液态变为气态的温度远高于100摄氏度，压强也随温度升高同步增加。

当温度达到347摄氏度时，压强达到220个标准大气压（22mpa[兆帕]），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。

温度低于这个数值称作亚临界，高于这个数值称作超临界；温度超过580摄氏度（此时压强为270个标准大气压）则称为超超临界。