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从上世纪80年代初期开始 ,由于材料的进步和发展,以及对电厂水化学方面认识的深入,克服了早期超临界机组所遇到的问题。期间对已投运的机组进行了优化改造,大大提高了机组的经济性、可靠性、运行灵活性,其可靠性和可利用指标已经达到甚至超过相应的亚临界机组。超临界机组的市场逐步转移到欧洲及日本,并涌现出一批新超临界机组。
第二个阶段大致是从20世纪90年代开始的,这时候国际上高效超临界机组进入了快速发展的阶段,其背景原因在于环保要求日益严格,同时新材料的开发成功和常规超临界技术的成功也为高效超临界机组的发展提供了必要的条件。在这个阶段,技术主要以日本为代表,进入新一轮发展阶段:即在保证机组高可靠性、高可用率的前提下采用更高的蒸汽温度和压力。在这个阶段机组发展有以下三个方面的趋势:
1)蒸汽压力取得的并不高,多为25mpa左右,而蒸汽温度取得的相对较高,这种方案可以降低造价、结构简单、增加可靠性,通过提高温度来获得机组热效率更有效。近期欧洲及日本生产的新机组,大多数的压力保持在25mpa左右,温度提高到580℃ -610℃左右。
2)蒸汽压力和温度同时都取较高值(28 mpa~30 mpa,600℃左右),从而获得更高的效率,主要以欧洲的技术发展为代表。部分机组采用高温的同时,压力也提高到27 mpa以上,压力的提高不仅关系到材料强度及结构设计,而且由于汽轮机排汽湿度的原因,压力提高到某一等级后,必须采用更高再热汽温或二次再热循环。
3)更大容量等级的超临界机组的开发。决定机组容量的关键之一是低压缸的排汽能力,与蒸汽参数无直接关系。为尽量减少汽缸数,大容量机组的发展更注重大型低压缸的开发和应用。
经过四十多年的不断完善和发展,目前超临界机组的发展已进入成熟和实际应用阶段,具有更高参数的高效超临界机组已经成功地投入商业运行。
三、超临界火电技术展望 为进一步降低能耗和减少co2排放,改善环境,在材料工业发展的支持下,超临界机组正朝着更高参数的超临界技术方向发展。
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