超临界、超超临界火电机组具有显著的节能和改善环境的效果，超超临界机组与超临界机组相比，热效率要提高1.2%-4%，一年就可节约6000吨优质煤。未来火电建设将主要是发展高效率高参数的超临界（SC）和超超临界（USC）火电机组，它们在发达国家已得到广泛的研究和应用。

超临界压力火力发电站经济效益

美国从40年代起就开始采用了亚临界压力机组，经过多年的发展，取得了丰富设计，制造和运行经验。并从1955年正式开始在大机组中采用亚临界压力机组。亚临界压力机组的装机容量迅速增长，如1955年投运了5台，共90万千瓦；到1956年机组的数量不增加到了16台，装机容量达到300万千瓦；1957年，又增加40台，共866万千瓦。初步尝到了提高蒸汽参数的甜头。因为亚临界压力机组比高压或超高压机组的电站热效率高得多。美国当时并没有满足于现状。当他们从情报资料中得知，西德正在加紧研制一台8万千瓦，250吨/时，300大气压，600/560/560°C的超临界压力工业背压机组时，美国也立即组织力量，投入了超临界压力机组的研制工作。在西德许尔斯化工厂第二自备电厂N。1的世界首台超临界压力工业背压机组投运的第二年（1957年），美国菲洛电站世界公共电站第一台超临界压力机组也顺利投运。理论研究和工业实践均表明，超临界压力机组比亚临界的更优越，技术经济效果更好。

超临界压力火力发电站节约能源

由于超临界压力机组的热耗和煤耗低，一般情况装机容量100万千瓦的电站，与亚临界压力机组相比，每年可节约燃料6-9万吨。

超临界压力火力发电站适应大机组发展的需要

美国火电设备的单机容量上升很快，这和蒸汽参数的提高有直接的关系。1962年以前，50万千瓦以上的机组主要为亚临界压力机组。但在获得第一批投运的另外4台超临界压力机组的运行经验后（指：阿逢，爱迪斯顿，布里德和菲利普斯蓬电站），电力公司便中止了对亚临界压力机组的订购量。如在1963—1964年，除2台机组外，另外28台机组全部订购了超临界压力机组。在1963-----1964年还有9台单机容量小于50万千瓦的机组（30-40万千瓦）也订购了超临界压力机组。在美国1964年以来投运的单机容量在30万千瓦以上的机组中，亚临界压力的有43台，合计容量1982.9万千瓦；超临界压力的有42台，合计容量2410.1万千瓦。超临界压力机组占美国1964年以来预定运行总火力发电量的75---80%。美国当时选择蒸汽参数的原则是，超过50万千瓦的机组用超临界，30万千瓦以下的用亚临界；30---50万千瓦之间的，可根据燃料价格和发电成本来决定所采用的蒸汽参数等级。2100433B

水的临界参数为：t_c=374.15℃，P_c=22.129MPa。在临界点以及超临界状态时，将看不见蒸发现象，水在保持单相的情况下从液态直接变成汽态。一般将压力大于临界点Pc的范围称为超临界区，压力小于P_c的范围称为亚临界区。

从物理意义上讲，水的状态只有超临界和亚临界之分；而超超临界一般是应用在火电厂方面的概念，在物理学中没有这个分界点，只表示超临界技术发展的更高阶段，是常规蒸汽动力火电机组的自然发展和延伸。由于超超临界参数机组在我国投运的数量最多，超超临界是我国人为的一种区分，也称为优化的或高效的超临界参数。

超超临界与超临界的划分界限尚无国际统一的标准。我国电力百科全书认为主蒸汽压力≥27MPa为超超临界机组。2003年，我国“国家高技术研究发展计划（'863'计划）”项目“超超临界燃煤发电技术”中，定义超超临界参数为蒸汽压力≥25MPa，蒸汽温度≥580℃。

在超临界锅炉中，各区段工质的比热、比容变化剧烈，工质的传热与流动规律复杂。变压运行时随着负荷的变化，工质压力将在超临界到亚临界的广泛压力范围内变化，随之工质物性变化巨大，这些都使得超临界机组表现出严重非线性。具体体现为汽水的比热、比容、热焓与它的温度、压力的关系是非线性的，传热特性、流量特性度、压力的关系是非线性的，各参数间存在非相关的多元函数关系是非线性的，使得受控对象的增益和时间常数等动态特性参数在负荷变化时大幅度变化。

超临界火力发电站是指主蒸汽压力大于水的临界压力22.12兆帕的火力发电站，而亚临界火力发电站通常指出口压力在15.7～19.6兆帕的火力发电站。习惯上，又将超临界火力发电站分为两个层次：一是常规超临界参数火力发电站，其主蒸汽压力一般为24兆帕左右，主蒸汽和再热蒸汽温度为540～560℃；二是超超临界火力发电站，其主蒸汽压力为25～35兆帕及以上，主蒸汽和再热蒸汽温度一般580℃以上。

蒸汽温度不低于593℃或蒸汽压力不低于31 MPa被称为超超临界。在1985～1990年，美、苏、日、德、法等国已着手研制开发可实际运行的超超临界火力发电站，并制定了超超临界火力发电站的两步发展计划，其中第一步目标是主蒸汽参数为30 MPa，593℃；第二步目标是主蒸汽参数为34.5 MPa，649℃。第二步目标比常规的蒸汽参数为24.1MPa，538/566℃的超临界火力发电站（国内火力发电站）净效率提高8.8%。

我国超临界、超超临界火力发电站发展较晚。我国于上世纪80年代后期开始从国外引进30万千瓦、60万千瓦亚临界火力发电站，第一台超临界机组于1992年6月投产于上海石洞口二厂（2×600MW，25.4MPa，541/569℃）。从引进到完全消化吸收，用了近20年时间。国产超临界发电技术从新世纪元年起步，到投入商业化运行，只用了3年时间。而国产百万千瓦超超临界技术从项目研发到2006年玉环电厂首台机组投运，仅用了4年时间。应当说，这种跨越式的发展正是发电业和电站装备制造业共同进步、共同发展的必然结果。在“超超临界燃煤发电技术”的研发和应用下，我国发电业及电站装备制造业的整体水平跃上了一个新台阶。2100433B

在超临界与超超临界状态，水由液态直接成为汽态，即由湿蒸汽直接成为过热蒸汽、饱和蒸汽，热效率较高，因此超超临界火力发电站具有煤耗低、环保性能好、技术含量高的特点，机组热效率能够达到45%左右。节煤是超超临界技术的最大优势，它比国内现有最先进的超临界火力发电站的热效率提高2%到3%。以热效率提高1%计算，对一台30万千瓦的火电火力发电站来说，一年就可以节约6000吨优质煤。超超临界火力发电站发展的方向是在保持其可用率、可靠性、运行灵活性和火力发电站寿命等的同时，进一步提高蒸汽参数，从而获得更高的效率和环保性能。