高参数超临界机组和联合循环发电技术的比较

两种发电技术路线各有优势，各具特色，两者的目的都在于为经济社会的可持续发展提供清洁、高效的电能。从目前看，超临界和超超临界燃煤发电技术相对成熟，已经实现了商业化利用，而煤气化发电尚处于从示范到商业化的过渡阶段。

采用联合循环发电技术潜在的优势相对比较多。

第一，联合循环发电技术设备的可用性和可靠性都比较高，燃气轮机功率密度大、体积小，综合利用率一般可以保持在90%；

第二，对于燃料的适应性比较强，高含氢低热值和气体含杂质较多的劣质燃料，也可用于燃气轮机，一些燃气轮机甚至使用原油和高硫渣油燃料；

第三，在于更为有效地控制主要污染物的排放。联合循环发电技术在应对二氧化碳减排问题时，比传统的燃烧发电技术具有更多的技术经济优势。

但是，燃气轮机进气压力比较大，越是发电效率高的机组燃料进气压力越高，采用联合循环系统存在与蒸汽轮机相同的水资源条件要求，系统比较复杂，投资也比较大，同时搬迁也比较困难。

1 超临界发电

蒸汽轮机发电过程中的锅炉内是水，水的临界压力是22.115MPa（218atm），647.15K（374℃）。在这个压力和温度时，水和蒸汽的密度是相同的，称为水的临界点，炉内工质压力低于这个压力叫做亚临界锅炉，大于这个压力就是超临界锅炉，炉内蒸汽温度不低于593℃或蒸汽压力不低于31MPa称为超超临界锅炉。

超临界燃煤发电机组具有显著的节能和减排的效果，主要原因是其热效率比较高。国内第一个100万千瓦等级超临界机组  的设计参数为：主蒸汽压力26.25MPa，温度600℃，一次中间再热，发电煤耗约272g/（kW·h），净效率达42.4%。对于这样一座汽轮发电机总功率为100万千瓦的电站，每年约需耗用标准煤230万吨。如果热效率绝对值能提高1%，每年可节约标准煤6万吨。超临界发电机组正是因为其热效率高，成为未来燃煤发电建设的主要方向。

2 燃气轮机-蒸汽轮机联合循环发电

传统的燃煤蒸汽轮机发电技术存在煤耗高、污染严重等问题，并越来越受到煤炭供应、环境容量、交通运输能力等多重因素约束，因此需要开发污染排放少、发电效率高并可形成规模化应用的洁净煤发电技术。

通常传统的燃煤蒸汽轮机发电过程在采用高参数的超临界技术提高发电效率的同时，对污染物采取的是“尾部处理”治理方式，即通过安装脱硫、除尘及脱硝等设施实现达标排放。清洁煤发电技术是以煤气化为起点，采取的是“先治理后发电”的污染物控制策略，目的在于更为有效地控制二氧化硫、氮氧化物、粉尘和汞等主要污染物的排放。这一发电技术自1980年以后开始建设，称为燃气轮机-蒸汽轮机联合循环发电技术。

燃气轮机自身的发电效率不算很高，一般在30%～35%，但是产生的废热烟气温度高达450～550℃，可以通过余热锅炉回收热能转换蒸汽，驱动蒸汽轮机再发电，使整体发电效率可以达到45%～50%，一些大型机组甚至可以超过55%。从世界上已建成的整体煤气化联合循环（IGCC）示范电站来看，30万千瓦等级IGCC的净效率已达到了100万千瓦级超超临界机组的水平。