超超临界机组在欧洲和中国的发展历程

世界上第一台试验性的超临界机组是西门子公司制造的。1949年苏联安装了第一台超超临界试验机组，直流锅炉出口参数为29.4 MPa、600℃（12 t/h），经节流至15 MPa后通入汽轮机；以后又生产了29.4 MPa、650℃型号为P-100-300的100 MW机组，作为改造中压机组的前置级。

1956年联邦德国投运1台参数为34 MPa、610℃/570℃/570℃，容量为88 MW的机组。

美国在20世纪50年代末投运了2台具有代表性的超超临界机组：菲罗电厂6号机组，容量为125 MW，参数为31 MPa、621℃/566℃/538℃；艾迪斯顿电厂1号机组，容量为325 MW，参数为34.3 MPa、649℃/566℃/566℃。费城电力公司的艾迪斯顿电厂1号机组从1960年开始按设计参数运行8年后，因材料问题出现一些故障，从1968年起参数降为31 MPa、610℃/557℃/557℃。美国一开始就试制这样高参数的超超临界机组，不可避免地频繁发生事故，不得不降低参数运行。在开发初期，过高的蒸汽参数超越了当时的技术水平。后来蒸汽参数降至24.1 MPa、538～566℃，并逐步完善，这种蒸汽参数保持了20余年。

日本引进美国的技术并结合欧洲的适合变压运行的本生式直流锅炉，成功开发了超超临界机组。在1989年和1991年成功地投运2台700 MW、31 MPa、566℃/566℃/566℃的机组，运行情况良好，可用率水平很高。1998年投运主蒸汽和再热蒸汽温度均为600℃的原町2号1 000 MW机组，该机组实测发电机端效率达44.7%。

欧洲在1995—1999年至少投运9台蒸汽压力为28.5～31.0 MPa、温度为545～587℃的超超临界机组。当时在建的10台机组将蒸汽温度提高至600℃以上，其中丹麦投运的2台超超临界机组的热效率可达47%～49%。(www.xing528.com)

我国由哈尔滨锅炉厂引进日本三菱（MHI）技术生产的1 000 MW超超临界直流锅炉于2007年在华能玉环电厂投入商业运行，过热蒸汽流量为2 952.54 t/h，压力为27.46 MPa，温度为605℃。截至2013年8月，我国已经投运600℃超超临界机组达100台，超过80 000 MW，数量和总容量位居世界第一。国内外超临界机组的发展情况见表2-1。

表2-1　国内外超临界火电机组发展情况［6-8］

（续表）

说明：1999年美国能源部（DOE）提出Vision计划，开发高参数（35 MPa/760℃/760℃/760℃）火电机组，热效率大于55%，CO2及其他污染物减少约30%。但机组结构系统复杂、可控性差、可用率下降，因而需降参数。
日本电源开发公司（EPDC）分二阶段开发。1981—1994年蒸汽参数由24.2MPa/538℃/538℃提升到24.2 MPa/593℃/593℃，热效率增加2.2%；1995—2001年蒸汽温度提高到630℃/630℃，热效率增加4.8%。
欧盟自20世纪90年代起实施COST501计划，蒸汽温度为580℃/600℃；COST522计划，蒸汽温度为600℃/620℃，欧盟“AD-700”计划采用蒸汽温度700℃/720℃。
二次再热可提高热效率1%～2%，但受调温、受热面布置以及成本明显增加的制约，除少量机组采用二次再热外，一般倾向于一次再热系统。