超临界状态中国“超超临界”发电技术世界领先 “超超临界”究竟是什么机组

为什么中国要不断攻克超超临界发电机组技术？简单来说，使用“超超临界”发电机组发电，不仅能耗低，而且环保省钱，可以用最少的煤产生最多的电。因为我国主要的发电方式还是火电。
以下数据是中国电能的构成。可以看出，2020年我国火电发电量将占全年发电量的65%。随着社会的发展，国内的电力需求也越来越大。截至2020年底，我国全社会用电量达到7.5万亿千瓦时，同比增长3.1%，人均用电量约5357千瓦时。因此，提高火力发电效率意义重大，其中一项技术就是利用“超超临界”发电机组发电。

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数据来源：国家能源局资料来源:国家能源局
首先，让我们了解什么是关键
临界是指从一种状态或物理量到另一种状态或物理量的最低转换条件。
对于火力发电，简单理解就是用煤来“烧水”，把水变成蒸汽。在这个过程中，蒸汽膨胀产生高压，然后带动汽轮机旋转，从而带动发电机发电。

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因此，在发电过程中，水应该先从液态变成气态。我们知道，水在常压下的沸点是100℃，也就是说，当水达到100℃时，就会开始不断沸腾汽化，水和蒸汽的温度始终保持在100℃。但是对于汽轮机来说，需要更高温度的蒸汽来增加发电量，这样更容易产生更大的压力来推动汽轮机旋转。为了达到这个目的，此时应该提高水的沸点。
我们知道水的沸点和压力有关，压力越高，水的沸点越高，这和我们平时使用压力锅的原因是一样的。如果我们比较专业，可以看看下面的水相图。从图中我们可以看出，压力越高，水变成气相所需的温度就越高。

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在密封状态下，当内部水达到沸点时，水会不断汽化，实际上汽化的水会不断液化，形成动态平衡。温度越高，气化和液化量越大。那么如果密封容器的压力无限增大，水的沸点会无限大吗？

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实际上没有。因为当温度达到一定水平时，水就会达到临界状态。此时压力为22.129兆帕，温度为374.15℃。在这种状态下，原来的固液状态变成了一个有机的整体。这种状态既不是液体也不是气体，而是介于固体和液体之间的一种特殊状态。这种状态称为“超临界流体”。超临界流体具有许多奇妙的性质，如气体的可压缩性、与液体相似的较高密度和较低粘度。

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二氧化碳成为超临界流体的过程二氧化碳变成超临界流体的过程
更大的密度:超临界流体的密度比气体高100倍左右，与一般液体相近，所以同样体积的超临界流体的重量与同样体积的一般液体相差不大，大质量的临界水在驱动汽轮机旋转时可以提供更大的推力。
粘度变小:超临界流体在流动过程中，由于分子运动剧烈，即超临界流体内部摩擦力小，粘度降低。那么在流动过程中会有较少的能量损失，从而提高能量利用效率。
由于超临界流体的这些性质，在发电过程中利用水的超临界状态也可以大大提高火力发电的效率。一般来说，根据水的临界点，如果一个火电厂的蒸汽压力低于218个大气压，那么它的发电机组就是亚临界的。如果蒸气压超过218个大气压，则为超临界机组。