朗肯循环的T－S图


绝热压缩过程：作为工质的凝结水用凝结水泵和给水泵将 其从凝汽器打入锅炉省煤器内； 定压吸热过程：水在省煤器内预热，然后进入炉膛水冷壁 内，被加热汽化成饱和蒸汽，再进入过热器内过热变成过 热蒸汽； 绝热膨胀过程：从锅炉出来的过热蒸汽导入汽轮机中，在 其中膨胀做功（汽轮机带动发电机转动发出电能）； 定压放热过程：在汽轮机内作完功的乏汽，排入凝汽器内， 在循环水的冷却下放出它的汽化潜热，定压凝结成饱和水； 凝汽器内的凝结水重又通过凝结水泵和给水泵送入锅炉加 热蒸发从而完成了循环。
1 超临界机组概念
1）热力发电厂
锅炉
汽轮发电机组
2）锅炉汽水和烟风流程
高过
316
HP IP
屏过
高再
LPB
G
LP 低加
低过 包墙 顶棚
低再
凝汽器
分离器 储水罐 361 CP GC
水冷壁
除氧器 低加 CCP
CBP
省煤器

给水泵
高加
启动油枪 暖磨 煤粉燃烧器 后墙 C D F
前墙 E B
汽轮机排汽
A
2003年度全国超临界机组运行经济指标统计数据
容量 MW 300
320 500
电厂名称
供电煤耗 g/kWh 324.5
337.2 329.5
发电煤耗 g/kWh 309.8
320.7 3l1.2
厂用电率 % 4.53
4.90 5.55
华能南京电厂
华能营口电厂 华能伊敏电厂

2 超临界机组特点
1）最大优势：能够大幅度提高循环热效率，降低发电煤耗。 亚临界机组（16～17Mpa、538/538℃），净效率约为37－38%， 煤耗330－350g； 超临界机组（24～28Mpa、538/538℃），净效率约为40－41%， 煤耗310－320g； 超超临界机组（30MPa以上566/566℃），净效率约为44－46%， 煤耗280－300g。 例如：中国亚临界机组的循环热效率为37％，发电煤耗约为330340g/(KW· h)，丹麦的一台411MW纯凝汽式机组蒸汽参数为 285bar/580℃/580℃/580℃，循环热效率达到47％。发电煤耗约 为255g/kw.h。石洞口、绥中、盘山等电厂的10台超临界机组发 电煤耗约为320 g/kw.h。一台1000MW级的超临界机组，一年就可 以节约煤炭约70万t。
T
临界点压力 22.129MPa 临界点温度 374.15℃
Plj P2 P1 P2＞ P1
水蒸汽性质的Ｔ—Ｓ图
S
超临界是一个热力学概念。 对于水和水蒸气而言，压力超过临界压力22.129MPa的 状态，即为超临界状态。水和水蒸气在临界压力22.129MPa 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。 即在临界压力以下，水可以由液态经过加热蒸发和过热 过程，变为温度高于对应压力下的沸点温度，从而能满足汽 轮机要求并推动汽轮机作功的过热蒸汽。而在临界压力以上， 由水变为水蒸汽就没有沸腾过程了。虽然在不同压力和温度 下水和水蒸汽的密度还在变化，但是在相同压力和温度下水 和水蒸汽的密度相同。即水可以直接转变为水蒸汽，中间不 需要经过饱和沸腾过程。
超临界燃煤发电机组
华北电力大学动力系 李钧 2011.8
参考文献







《超超临界及亚临界参数锅炉》，樊泉桂著，中国电力出版社，2007年。 《超超临界机组锅炉设备及系统》，朱全利编，化学工业出版社，2008年。 《国产600MW超临界火力发电机组技术丛书--锅炉设备及系统》，朱全利主 编，中国电力出版社，2008年。 《600MW超临界火力发电机组技术问答丛书-锅炉运行技术问答》，张磊， 廉根宽编，化学工业出版社，2009年。 《超超临界火电机组丛书-锅炉设备与运行》，张磊，李广华主编，中国电力 出版社，2007年。 《超临界、超超临界燃煤发电技术》，西安热工研究院编著，中国电力出版 社，2008年。 《超超临界火电机组技术问答丛书-锅炉运行技术问答》，张磊主编，中国电 力出版社，2008年。
常规亚临界机组典型参数16.7MPa/538℃/538℃,发电效率 38-39％。 常规超临界机组（conventional supercritical）主蒸汽 压力为24MPa左右，主蒸汽和再热蒸汽温度为540-560℃； 超临界机组典型参数24.1MPa/538℃/566℃,发电效率4142％。效率比亚临界机组高2％。 高效超临界（high efficiency supercritical）或超超 临界（ultra-supercritical）机组, 主蒸汽压力为2535MPa左右，主蒸汽和再热蒸汽温度为580℃以上；超超临 界机组（玉环）26.25MPa/600℃/600℃,发电效率44.86％。 效率比亚临界机组高6％左右。 （超超临界是我国的一种划分，也称为优化的或高效的超临 界参数，一般认为蒸汽压力大于25MPa，蒸汽温度高于 580℃为超超临界状态。世界上尚未有统一的规范。在中 国电力行业，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。）
3）超临界概念

水在省煤器内预热，然后进入炉膛水冷壁内，被加热汽化 成饱和蒸汽，再进入过热器内过热变成过热蒸汽；
T
Tc
p pc pc
C
A B a a a3 1 2
b3 c3 d 3 d2 c2 b2 d1 c1 b1
T Tc e3 e2 e1
B
s
超临界压力下朗肯循环过程的T—S图

水在加热过程中存在一个状态点——临界点 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； 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。
内容提要
超临界机组的发展和现状 超临界机组参数确定及选型 超临界机组水动力与传热特性
超临界机组受热面布置
超临界机组的金属材料
超临界机组热力系统
超临界锅炉启动和运行
一、超临界机组的发展和现状
1 2 3 4 超临界机组概念 超临界机组特点 超临界机组发展现状 超临界机组发展前景