国外超超临界机组技术的发展状况
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2024年超临界CO2发电机市场分析现状简介超临界CO2发电技术是一种基于超临界CO2工质的发电方式。
它与传统的燃煤发电和核能发电相比,在效率、环保性等方面具有显著的优势。
本文将对超临界CO2发电机市场的现状进行分析,并探讨其发展前景。
市场规模与趋势超临界CO2发电机市场近年来呈现良好的增长态势。
据市场研究机构预测,未来几年超临界CO2发电机市场规模将持续扩大。
这主要得益于超临界CO2发电技术的高效性和环保性,以及全球对于减少碳排放的需求增加。
竞争格局目前,超临界CO2发电机市场上主要存在着几家主要的厂家和供应商。
这些厂家和供应商之间的竞争相对较为激烈,主要体现在技术创新、产品质量和价格等方面。
同时,这些厂家和供应商也积极开拓国内外市场,争夺更多的市场份额。
技术发展超临界CO2发电技术的发展一直以来都非常活跃。
目前,超临界CO2发电机的关键技术主要包括CO2工质循环系统、燃烧系统和蒸汽循环系统等。
各个厂家和供应商都在不断进行技术改进和创新,提升超临界CO2发电机的效率和可靠性。
市场驱动因素超临界CO2发电机市场的增长得益于多个市场驱动因素。
首先,全球范围内对于减少碳排放的需求逐渐增加,超临界CO2发电技术具有更低的碳排放量,因此备受关注。
其次,超临界CO2发电机在能源转型方面具有重要的意义,能够为可再生能源的接入提供支持。
此外,超临界CO2发电技术还可以有效提高电力系统的效率,降低燃料消耗和能源成本。
市场挑战与前景尽管超临界CO2发电机市场前景广阔,但也面临一些挑战。
首先,超临界CO2发电技术的成本相对较高,需要进一步降低才能更好地竞争市场。
其次,与传统发电技术相比,超临界CO2发电技术还处于发展初期,有待更多实践经验和数据的积累。
然而,随着技术进步和市场需求增加,超临界CO2发电机市场有望进一步扩大,并在未来的能源转型中发挥更重要的作用。
结论超临界CO2发电机市场目前呈现出良好的增长态势,有望在未来几年继续扩大规模。
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B&W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。
超临界、超超临界机组发展现状、趋势和存在问题的分析研究分析报告上海电力学院2009年3月超临界、超超临界机组发展现状、趋势和存在问题的分析研究1.引言按照国家制订的2020年电力发展规划,我国发电装机容量将从目前的约8亿千瓦增加到2020年9亿千瓦,其中燃煤机组比例约占总容量75%左右。
由于电力是最大的煤炭用户,要提高煤炭的利用效率,提高燃煤电厂的效率是一个主要途径。
分析国际上燃煤发电技术的发展趋势,将采用两种技术路线来提高效率和降低排放。
其一是利用煤化工中已经成熟的煤气化技术,采用整体煤气化蒸汽燃气联合循环技术(IGCC)实现高效清洁发电,其代表技术为IGCC。
此技术提高能效的前景很好,但因系统相对复杂而造成投资偏高的问题需要解决。
目前正在烟台电厂建设一台300或400MW等级的IGCC示范机组,为今后的发展作好技术储备。
另一个发展方向是通过提高常规发电机组的蒸汽参数来提高效率,即超临界机组和超超临界机组。
超超临界机组在发达国家已经实现了大容量、大批量生产。
通过努力我国可以较快实现国产化能力,降低设备成本。
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%。
亚临界机组的典型参数为16.7MPa/538℃/538℃,其发电效率约为38%。
超临界机组的主蒸汽压力通常为24MPa左右,主蒸汽和再热蒸汽温度为538~560℃;超临界机组的典型参数为24.1MPa/538℃/538℃,对应的发电效率约为41%。
超超临界机组的主蒸汽压力为25~31MPa,主蒸汽和再热蒸汽温度为580~610℃。
2023年超超临界机组行业市场规模分析超超临界机组是一种能够效率较高、排放较低的火电机组,目前在国内能源市场中非常受欢迎,具有很大的发展潜力。
本文将从超超临界机组的市场规模、发展趋势、市场前景等方面进行分析。
超超临界机组市场规模从市场规模来看,超超临界机组市场正在经历非常快速的增长。
2019年,全球超超临界机组装机容量一共为708GW,其中中国的超超临界机组装机容量占比达到了78%,而其他国家和地区的总装机容量仅占22%。
2019年,中国新上超超临界机组装机容量达到了7193.8MW,占全球新上容量的96.66%。
在中国,超超临界机组的市场份额不断提高,占比越来越大。
超超临界机组市场发展趋势从超超临界机组市场发展趋势来看,首先是技术上的不断创新。
随着技术的不断进步,超超临界机组的效率和稳定性等方面都得到了很大的提升,这也为其市场发展提供了很好的保障。
其次是政策支持的不断强化。
在不断加强环保政策的背景下,未来超超临界机组将成为火电行业的主流机型。
此外,中国政府还持续推进“一带一路”建设,这将带动超超临界机组在国外市场的迅猛发展。
超超临界机组市场前景从超超临界机组市场前景来看,由于其具备高效、低排放、稳定性好等特点,市场前景非常广阔。
在中国,未来火电行业将继续面临环保压力,因此超超临界机组将替代传统的火电机组成为主流机型,市场份额将进一步提高。
同时,中国政府还计划在未来几年内新增火电装机容量2000万千瓦以上,这也将极大地带动超超临界机组市场的发展。
此外,随着“一带一路”建设的逐步推进,中国的超超临界机组也将迅速占领海外市场,市场规模将进一步扩大。
总之,超超临界机组市场规模越来越大,发展趋势良好,市场前景广阔。
未来,随着技术不断创新、政策持续推进和市场需求的不断增长,超超临界机组将成为火电行业的主要机型,市场份额将继续提高。
同时,超超临界机组还将继续在国内外市场展露其威力,为火电行业的可持续发展贡献力量。
目录目录一、国际上超临界机组的现状及发展方向二、国内500MW及以上超临界直流炉机组投运情况三、超临界直流炉的控制特点四、1000MW超(超)临界机组启动过程五、1000MW超(超)临界机组的控制方案一、国际上超临界机组的现状及发展方向我国一次能源以煤炭为主,火力发电占总发电量的75%全国平均煤耗为394g/(kWh),较发达国家高60~80g,年均多耗煤6000万吨,不仅浪费能源,而且造成了严重的环境污染,烟尘,SOx,NOx,CO2的排放量大大增加火电机组随着蒸汽参数的提高,效率相应地提高¾亚临界机组(17MPa,538/538℃),净效率约为37~38%,煤耗330~340g¾超临界机组(24MPa,538/538℃),净效率约为40~41%,煤耗310~320g¾超超临界机组(30MPa,566/566℃),净效率约为44~45%,煤耗290~300g(外三第一台机组2008.3.26投产,运行煤耗270g)由于效率提高,污染物排量也相应减少,经济效益十分明显。
一、国际上超临界机组的现状及发展方向1957年美国投运第一台超临界试验机组,截止1986年共166 台超临界机组投运,其中800MW以上的有107台,包括9台1300MW。
1963年原苏联投运第一台超临界300MW机组,截止1985年共187台超临界机组投运,包括500MW,800MW,1200MW。
1967年日本从美国引进第一台超临界600MW机组,截止1984年共73台超临界机组投运,其中31台600MW, 9台700MW,5台1000MW,在新增机组中超临界占80%。
一、国际上超临界机组的现状及发展方向¾目前超临界机组的发展方向90年代,日本投运的超临界机组蒸汽温度逐步由538/566℃提高到538/593℃,566/593℃及600/600℃,蒸汽压力保持在24~25MPa,容量以1000MW为多,参数为31MPa,566/566℃的两台700MW燃气机组于1989年和1990年在川越电厂投产。
国外超超临界机组技术的发展状况一、超超临界的定义水的临界状态点:压力 22.115MPa,温度374.15℃;蒸汽参数超过临界点压力和温度称为超临界。
锅炉、汽轮机系列(通常以汽轮机进口蒸汽初压力划分等级):次中压2.5 MPa,中压3.5 MPa,次高压6.5 MPa,高压9.0MPa,超高压13.5 MPa ,亚临界16.7 MPa,超临界24.1 MPa。
超超临界(Ultra Super-critical)(也有称高效超临界High Efficiency Supercritical))的定义:丹麦人认为:蒸汽压力27.5MPa是超临界与超超临界的分界线;日本人认为:压力>24.2MPa,或温度达到593℃(或超过 566℃)以上定义为超超临界;德国西门子公司的观点:从材料的等级来区分超临界和超超临界;我国电力百科全书:通常把蒸汽压力高于27MPa称为超超临界。
结论:其实没有统一的定义,本质上超临界与超超临界无区别。
二、国外超超临界技术发展趋势(一)超超临界机组的发展历史超超临界机组发展至今有50年的历史,最早的超超临界机组于1957年投产,建在美国俄亥俄州(Philo电厂6#机组),容量为125MW,蒸汽进汽压力31MPa,进汽温度621 / 566 / 566 C(二次再热)。
汽轮机制造商为美国GE公司,锅炉制造商为美国B&W公司。
世界上超超临界发电技术的发展过程一般划分为三个阶段:第一阶段(上世纪50-70年代)以美国为核心,追求高压/双再的超超临界参数。
1959年Eddystone 电厂1#机组,容量为325MW,蒸汽压力为34.5MPa,蒸汽温度为 649 / 566 / 566 C(二次再热),热耗为8630kJ/kWh,汽轮机制造商美国WH 公司,锅炉制造商美国CE公司。
其打破了最大出力、最高压力、最高温度和最高效率的4项记录。
1968年降参数(32.2MPa/610/560/560 C)运行直至今,但至今仍是世界上蒸汽压力和温度较高的机组。
国内外超(超)临界燃煤发电机组发展状况
1、美国
美国在1953年建造了第一座超临界压力机组于1957年3月投入运行,机组容量为
125MW,二次中间再热,主蒸汽压力31.03MPa,温度621℃,两次再热蒸汽温度分别为565℃、538℃。
到20世纪70年代末,已有100多台超临界机组运行,占当时全部火电容量的30%。
目前美国拥有世界上最大单机容量超临界机组,其单机容量为1300MW。
艾边斯顿电厂的1号机组,蒸汽参数为34.5Mpa/650℃/566℃/566。
2、前苏联及俄罗斯
原苏联于1963年投运首台300MW超临界机组,其后所有300MW及以上机组都采用超临界参数。
在1965年—1985年期间,大型超临界机组发展很快,共建设300MW等级机组152台,500MW等级机组18台,800MW等级机组16台,1200MW等级机组1台。
世界上最大的单轴机组(1200MW机组)于1981年在科斯特洛姆火电厂投运。
3、日本
日本于上世纪60年代开始积极开发超临界压力机组,于1961年从美国引进第一台600MW 超临界机组,1967年投运了第一台国产超临界600MW机组,首台1000MW火电机组于1974年于鹿岛电站投运。
1972年以后,日本投产的火电机组基本上均采用超临界机组。
4、中国
八十年代后期,我国开始从国外引进超临界机组,第一台超临界机组安装于上海石洞口二厂,1992年6月投产。
目前我国已有多台500MW、600MW及1000MW超临界机组投入运行。
国内部分超临界机组情况表。
2024年超超临界机组市场规模分析引言超超临界机组是一种高效的发电设备,具有更高的热效率和更低的排放水平。
随着全球对清洁能源的需求不断增加,超超临界机组市场正经历着快速增长。
本文将对超超临界机组市场规模进行分析。
市场概况超超临界机组市场是电力行业中一项重要的子市场。
这些机组能够在高温高压条件下运行,大大提高了燃煤发电厂的效率。
超超临界机组市场正受益于国际社会对减少碳排放的意识不断增强,以及对更可靠、更高效发电设备的需求提高。
市场规模分析根据市场研究数据,超超临界机组市场规模正呈现强劲的增长趋势。
市场规模主要通过以下几个指标进行衡量:1.装机容量超超临界机组的装机容量是衡量市场规模的关键指标之一。
预计未来几年,超超临界机组市场的装机容量将同步增长。
这主要得益于亚洲和北美这些世界上最大的电力市场对超超临界机组的巨大需求。
2.市场收入超超临界机组市场的市场收入也是一个重要的指标。
随着装机容量的增加,市场收入也在迅速增长。
作为一种高附加值的产品,超超临界机组的价格相对较高,因此市场收入也相应增加。
3.市场份额市场份额是衡量超超临界机组厂商在市场上的竞争力的指标。
目前,市场上有许多厂商竞争超超临界机组市场份额,其中一些公司在市场上占据主导地位。
然而,随着新厂商的进入,市场份额分布可能会发生变化。
市场推动因素超超临界机组市场的增长主要受到以下几个因素的推动:1.环境法规全球各地对温室气体排放的法规越来越严格,这推动了电力行业对更高效、低排放设备的需求,从而促使超超临界机组市场的增长。
2.能源需求全球对能源的需求快速增长,尤其是在亚洲等快速发展的地区。
超超临界机组具有高效的发电能力,能够满足不断增长的能源需求。
3.技术进步超超临界机组技术不断创新和改进也推动了市场的增长。
新技术的应用使得超超临界机组更加可靠、高效,满足了电力行业对于更先进设备的需求。
市场挑战超超临界机组市场虽然发展迅猛,但仍然面临着一些挑战:1.高投资成本超超临界机组的投资成本相对较高,这对一些发展中国家来说可能是一个挑战。
国外超超临界机组技术的发展状况
一、超超临界的定义
水的临界状态点:压力 22.115MPa,温度374.15℃;蒸汽参数超过临界点压力和温度称为超临界。
锅炉、汽轮机系列(通常以汽轮机进口蒸汽初压力划分等级):次中压2.5 MPa,中压3.5 MPa,次高压6.5 MPa,高压9.0MPa,超高压13.5 MPa ,亚临界16.7 MPa,超临界24.1 MPa。
超超临界(Ultra Super-critical)(也有称高效超临界High Efficiency Supercritical))的定义:丹麦人认为:蒸汽压力27.5MPa是超临界与超超临界的分界线;日本人认为:压力>24.2MPa,或温度达到593℃(或超过 566℃)以上定义为超超临界;德国西门子公司的观点:从材料的等级来区分超临界和超超临界;我国电力百科全书:通常把蒸汽压力高于27MPa称为超超临界。
结论:其实没有统一的定义,本质上超临界与超超临界无区别。
二、国外超超临界技术发展趋势
(一)超超临界机组的发展历史
超超临界机组发展至今有50年的历史,最早的超超临界机组于1957年投产,建在美国俄亥俄州(Philo
电厂6#机组),容量为125MW,蒸汽进汽压力31MPa,进汽温度621 / 566 / 566 C(二次再热)。
汽轮机制造商为美国GE公司,锅炉制造商为美国B&W公司。
世界上超超临界发电技术的发展过程一般划分为三个阶段:
第一阶段(上世纪50-70年代)
以美国为核心,追求高压/双再的超超临界参数。
1959年Eddystone 电厂1#机组,容量为325MW,蒸汽压力为34.5MPa,蒸汽温度为 649 / 566 / 566 C(二次再热),热耗为8630kJ/kWh,汽轮机制造商美国WH 公司,锅炉制造商美国CE公司。
其打破了最大出力、最高压力、最高温度和最高效率的4项记录。
1968
年降参数(32.2MPa/610/560/560 C)运行直至今,但至今仍是世界上蒸汽压力和温度较高的机组。
结果,早期的超超临界机组,更注重提高初压(30MPa或以上),迫使采用二次再热。
使结构与系统趋于复杂,运行控制难度更难,并忽视了当时技术水平和材料水平,使机组可用率不高。
第二阶段(上世纪80年代)
以材料技术发展为中心,超超临界机组处于调整期。
锅炉和汽轮机材料性能大幅度提高,电厂水化学方面的认识更趋深入,美国对已投运的超临界机组进行大规模的优化和改造,形成了新的结构和新的设计方法,使可靠性和可用率指标达到甚至超过了相应的亚临界机组。
其后,美国将超临界技术转让给日本,GE公司转让给东芝和日立公司,西屋公司转让给三菱公司。
第三阶段(上世纪90年代开始)
迎来了超超临界机组新一轮的发展阶段。
主要原因是国际上环保要求日趋严格,新材料的开发成功,常规超临界技术的成熟。
大规模发展超超临界机组的国家以日本、欧洲(德国、丹麦)为主要代表。
日本以川越电厂31 MPa /654℃/566℃/566℃超超临界为代表,开拓了一条从引进到自主开发,有步骤有计划的发展之路,成为当今超超临界技术领先国家。
其值得我们认真学习。
三、各国超超临界发电技术情况
1、美国早期只生产了三台超超临界机组之后便停止生产。
到80年代,又退回到超临界参数,大力发展常规超临界机组。
目前,美国超临界机组在数量上居世界第二位,并拥有9台世界上最大的超临界机组,单机容量为1300MW(见下表)。
美国现役单机容量最大的1300MW火电机组
另外,美国也是采用二次再热超临界机组较多的国家。
为了提高机组可用率,美国超临界机组的参数多为:主汽压力为24.1 MPa,主汽温度为538 C,一次再热温度538 C,二次再热时552/565 C。
2、俄罗斯尚无投产的超超临界机组,常规超临界参数压力为24.1MPa, 温度为545/545℃基本形成四个容量等级,300MW(首台投运时间1963年),500MW(首台投运时间1968年),800MW(首台投运时间1968年),1200MW(首台投运时间1981年)。
已有近200台(1200MW仅一台)超临界机组运行,占全国35%电力。
目前正在设计30~32MPa,580~600/580~600℃超超临界机组。
3、日本在吸收美国技术,成功发展超临界技术的基础上,开发超超临界机组。
下一步目标是采用奥氏体钢和镍基合金材料,参数达到34.5MPa/645~640 ℃。
4、德国也是发展超超临界技术最早的国家之一,其的特点是超超临界机组的压力在(25—28)MPa范围,温度有上升为580℃/600℃及600℃/600℃的趋势,但总的来说温度水平低于日本。
其代表性机组有:
5、丹麦的超超临界机组追求技术上可能达到的最高效率而不太考虑成本。
压力接近30MPa,温度为580℃/600℃或580℃/580℃/580℃,倾向于采用二次再热。
机组多数为400MW供热机组,由于采用低温海水冷
却循环(背压26kPa)等,其循环效率可达47%。
开发了530MW, 30.5MPa/582/600℃一次再热机组循环效率可达49%,成为迄今为止世界上热效率最高的火电机组。
6、各国超超临界机组分布统计
四、超超临界机组技术发展的总结
1、在400MW ~ 1000MW的容量范围内均有成功业绩。
已投运的大容量(>700MW)机组的进汽压力均不大于27.5MPa,已应用的超超临界温度的先进水平是580℃~610℃范围内,国外在这一温度下的材料技术已经基本成熟。
2、采用二次再热的超超临界机组,除了早期美国的三台机组外,只有日本川越两台(1989年)和丹麦的机组。
采用两次再热可使机组的热效率提高1%~2%,但也造成了调温方式、受热面布置等的复杂性,成本明显提高。
因此近五年来新投运机组基本上没有采用二次再热。
3、目前世界上先进的超超临界机组效率已达到47%~49%,背压的降低对机组效率的影响是不可忽视的,配置脱硫、脱硝的超临界燃煤机组是国际上目前应用最广泛的高效、减排CO2和低污染的发电技术。
五、超超临界机组技术发展新的方向和新目标
1、欧洲的“THERMIE”计划
“ADVANCED(“700℃”)PC POWER PLANT”主要二个目标:①使燃烧粉煤(PF)电厂的净效率由47%提高到55%(对于低的海水冷却水温度)或52%左右(对于内陆地区和冷却塔);降低燃煤电站的造价。
欧洲各国约有40个单位参加了这个项目的工作,其中有26家是设备制造商(包括汽轮机、锅炉、主要辅机和材料等制造商);其他则分别是有关的研究机构、大学、电力公司等部门。
该项目从1998年开始,分为八个阶段,预期在2014年完成目标,届时示范电站建成运行,前后共计将历时17年的时间。
重点内容:Ni基合金材料的研究,700℃时蠕变强度大于100MPa; 700-750℃的条件下进行新材料试验,包括强度、蠕变特性、脆性、抗氧化性能等;锅炉和汽轮机的设计,循环优化;经济分析和评价方面,进行400MW和1000MW两种机型的设计,参数为700/720/720℃;时间预期为2014年完成。
2、美国的“760℃”计划
美国能源部目前也正在组织和支持一项发展高参数超超临界机组的“760℃”计划。
美国电力科学研究院为该项计划的技术牵头单位。
主要目标:在目前现有材料的基础上,通过不太多的技术改进工作,将超超
临界机组的主蒸汽温度提高到760℃的水平,从而大大提高超超临界机组的效率。
使电厂的效率达到
52-55%。
重点内容:确定哪些材料影响了燃煤机组的运行温度和效率;定义并实现能使锅炉运行于760℃的合金材料的生产、加工和镀层工艺;参与ASME的认证过程并积累数据为成为ASME规程批准的合金材料做好基础工作;确定影响运行温度为871℃的超超临界机组设计和运行的因素;与合金材料生产商、设备制造商和电力公司一起确定成本目标并提高合金材料和生产工艺的商业化程度。
时间为2008年完成。
3、日本在通商产业省的支持下进行了超超临界机组研发计划。
第一阶段(1981-1993):第一步铁素体钢达到593℃,应用9-12Cr发展31.4MPa/593℃/593℃/593℃,发电效率达44.2%;。