在火電廠亞臨界機組是啥意思?超臨界、超超臨界又指的是什麼?

要了解亞臨界、超臨界、超超臨界幾個內容,你先了解幾個概念,我分別舉列子讓你明白,大白話說電力!

在火電廠亞臨界機組是啥意思?超臨界、超超臨界又指的是什麼?

臨界

臨界是指由某一種狀態或物理量轉變為另一種狀態或物理量的最低轉化條件

即兩種狀態之間轉化的最低轉化條件

小王有科:“所謂臨界:指的是條件,最低的轉化條件”

舉個栗子:你家冰箱有些冰塊,冰箱裡都是零下的溫度,你要把冰塊融化變成水,你說最低的轉化條件是啥?在常壓環境下,溫度只要高於零攝氏度,冰就會融化,最低條件就是你把它拿出來放在0度環境下就行,但假如是夏天,你拿出來放在桌子上,環境溫度就要二三十度,那麼此時的冰塊就會加速融化,因為此時室溫已經大於最低條件0度。

那麼對於冰變水這個事來說,臨界就是指0度這個條件。你理解了嗎?它是個條件

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臨界點

在熱力學上,臨界點是指可使一物質以液態存在的最低壓力及最高溫度也說是物質的液態及氣態開始無法區分的壓力和溫度。其壓力和溫度也稱為“臨界壓力”和“臨界溫度”

臨界溫度

每種物質都有一個特定的溫度,在這個溫度以上,無論怎樣增大壓強,氣態物質都不會液化,這個溫度就是臨界溫度。使物質由氣相變為液相的最高溫度叫臨界溫度。即物質以液態形式出現的最高溫度。

臨界壓力

物質處於臨界狀態時的壓力(壓強)。就是在“臨界溫度”時使氣體液化所需要的最小壓力。

舉個栗子:

1個標椎大氣壓下(約100kPa 即0.1MPa),水加熱至100度,即沸騰蒸發了

高壓鍋原理:普通鍋和高壓鍋,還是高壓鍋燉老鵝比較快,相對來說時間較短燉的還爛。為什麼?高壓鍋,它內部就不是標椎大氣壓,壓力要大一些,所以高壓鍋內的水能升到更高的溫度(大於常壓下的100℃),所以燉老鵝比較快比較爛。

舉個栗子2:

高原區域,水都燒不熟,即水還沒到100度就沸騰了,那為什麼呢?因為高原地區空氣稀薄地勢海拔較高,他們那地方的大氣壓比內陸要低(西藏的海拔大概在4000米及以上,大氣壓在60kpa左右),氣壓低,導致水沸點降低,所以水就很快就沸騰了。(在西藏水的沸點只有60—80度左右)

在火電廠亞臨界機組是啥意思?超臨界、超超臨界又指的是什麼?

西藏自治區大氣壓

從上面2個栗子可以看出,水在不同的壓力下會以不同的溫度變成汽態,即水液態存在與否與壓力有關,只要提高壓力,水會在更高的溫度下依然是液態存在,那這個壓力和溫度有沒有極限呢?

經過試驗,當把壓力提高至22.129MPa時,溫度升高至374.15℃,水一下子就變成了蒸汽,此時水的性質發生了極大的變化,密度、介電常數、黏度、擴散係數熱導率等都不同於普通的水,所以說水的臨界壓力為——22.129MPa,臨界溫度為——374.15℃

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374.15℃即為水以液態形式出現的最高溫度。(即壓力不變,溫度最高點,如溫度升高,則汽化)

22.129MPa即為水以液態形式存在的最低壓力。(即溫度不變,壓力的最低點,如壓力再低,則不為液態)

水的臨界狀態?

水的密度和它的飽和蒸汽密度相等時的狀態,叫做水的臨界狀態。

當水的壓力達到臨界壓力(22.129MPa)且溫度達到臨界溫度(374.15℃)時,水與蒸汽的密度相同,此時水不需要汽化熱的情況下就成飽和蒸汽了。

什麼是亞臨界機組?

以上的內容我們知道了水是有臨界點的,壓力為22.129MPa,溫度為374.15℃。在火電廠,當蒸汽壓力低於22.129MPa時,低於水的臨界點,叫做亞臨界鍋爐,具有這樣參數的機組叫做亞臨界機組。

那麼一般比22.129MPa低多少呢,溫度達到多少呢?

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30萬機組鍋爐銘牌

以上為30萬機組的鍋爐參數

額定蒸汽壓力——17.35MPa

額定蒸汽溫度——540℃

一般來說常見亞臨界機組參數——16.7MPa/538℃/538℃(常見30萬機組)

發展至今行業內出現了亞臨界機組升溫不升壓改造,稱高溫亞臨界機組

其參數一般為——16.7MPa/600℃/600℃(改造後30萬機組,壓力仍是亞臨界壓力,溫度達到與百萬機組相同的600℃,效率更高,煤耗更低媲美百萬機組)

在火電廠亞臨界機組是啥意思?超臨界、超超臨界又指的是什麼?

高溫亞臨界機組

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對以上參數簡單解釋一下(看下圖),亞臨界機組壓力沒有達到22.129MPa,也就是說,溫度不到374.15℃,水就變成汽態了,但至於為什麼要設計540℃,原因我也不太清楚,按理來講亞臨界的鍋爐,工質水溫度不到374.15℃就變成了汽態,就可以推汽輪機做功了,但為什麼要升到540℃,我想有可能是蒸汽不夠飽和的原因。(不知道對不對,希望高手看到可以給指點指點,歡迎評論區留言)

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什麼是超臨界機組?

當蒸汽壓力超過22.129MPa時,超過水的臨界點,叫做超臨界,具有這樣參數的機組叫做超臨界機組。一般來說常見超臨界機組參數——24.2MPa/538℃/566℃(常見60萬機組)

在火電廠亞臨界機組是啥意思?超臨界、超超臨界又指的是什麼?

問大家一個問題,你知道60萬機組發電機的出口電壓嗎?

應該好多人不知道,沒關係,聞道有先後嘛,看下圖

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60萬發電機

60萬機組,發電機的出口電壓為22kV,電流17495A

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30萬發電機

30萬機組,發電機的出口電壓為20kV,電流10189A

32萬機組,發電機的出口電壓為20kV,電流10868A

在火電廠亞臨界機組是啥意思?超臨界、超超臨界又指的是什麼?

百萬機組發電機

100萬機組,發電機的出口電壓為27kV,電流23778A

什麼是超超臨界機組?

從物理意義上講,水的狀態只有超臨界和亞臨界之分;而超超臨界一般是應用在火電廠方面的概念,在物理學中沒有這個分界點,只表示超臨界技術發展的更高階段,是常規蒸汽動力火電機組的自然發展和延伸。由於超超臨界參數機組在我國投運的數量最多,超超臨界是我國人為的一種區分,也稱為優化的或高效的超臨界參數。

在火電廠亞臨界機組是啥意思?超臨界、超超臨界又指的是什麼?

中國電力百科全書

超超臨界與超臨界的劃分界限尚無國際統一的標準。《中國電力百科全書》認為主蒸汽壓力≥27MPa為超超臨界機組。

在火電廠亞臨界機組是啥意思?超臨界、超超臨界又指的是什麼?

中國電力百科全書

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中國電力百科全書


在火電廠亞臨界機組是啥意思?超臨界、超超臨界又指的是什麼?

'863'計劃

2003年,我國“國家高技術研究發展計劃('863'計劃)”項目“超超臨界燃煤發電技術”中,定義超超臨界參數為蒸汽壓力≥25MPa,蒸汽溫度≥600℃。

在火電廠亞臨界機組是啥意思?超臨界、超超臨界又指的是什麼?

'863'計劃

既然國際上對超超臨界機組參數無統一的標準,那咱就看看真實存在百萬機組的銘牌

在火電廠亞臨界機組是啥意思?超臨界、超超臨界又指的是什麼?

100萬機組的鍋爐,直流鍋爐

以上銘牌顯示,超超臨界機組的參數:壓力為27.46MPa,溫度為605℃

我們大可總結一下,常見超超臨界機組參數——27MPa/600℃/600℃(常見100萬機組)


說了那麼一大堆,不知道大家有沒有搞清臨界、亞臨界、超臨界、超超臨界

水的臨界參數為:臨界溫度374.15℃,臨界壓力22.129MPa

在火電廠亞臨界機組是啥意思?超臨界、超超臨界又指的是什麼?

在臨界點以及超臨界狀態時,將看不見蒸發現象,水在保持單相的情況下從液態直接變成汽態。一般將壓力大於臨界點的範圍稱為超臨界區,壓力小於的範圍稱為亞臨界區。

水的臨界參數——臨界壓力22.129MPa,臨界溫度374.15℃

常見亞臨界機組參數——16.7MPa/538℃/538℃(常見30萬機組)

常見超臨界機組參數——24.2MPa/538℃/566℃(常見60萬機組)

常見超超臨界機組參數——27MPa/600℃/600℃(常見100萬機組)

在火電廠亞臨界機組是啥意思?超臨界、超超臨界又指的是什麼?

如有不當之處 歡迎指正。


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