科技部部长王志刚曾表示，我国连续15年布局研发了百万千瓦级超超临界高效发电技术，目前供电煤耗最低可达到每千瓦时264克，大大低于全国平均值，也处于全球先进水平。目前，超超临界高效发电技术和示范工程已经在全国推广，占煤电总装机容量的26%，今后还要进一步大力推广。
超超临界高效发电技术究竟是一种什么样的技术？它是怎么发展起来的呢？跟环保又扯上啥关系……带着一系列的问题，我们一起来看看吧！
一、“超超临界”重点在“临界”
用煤来发电，我们大家都知道。可是什么是“超超临界”呢？这就要先来说说什么是“临界”。
基于物理常识，一般液态纯净物经过加热或者降压到一定程度，会发生汽化；而气态纯净物在经过降温或者加压到一定程度，会发生凝结。
但任何纯净物都存在一个临界点，当压力高于临界压力时，无论如何加热，液体都不会发生汽化；当温度高于临界温度时，无论如何加压，都不会发生凝结。
比如，在常压下，水加热到100℃后继续加热会汽化成为水蒸气；而当水的压力高于22.13兆帕（约大气压的221倍），或者温度高于374.15℃温度时，就不再发生汽化与冷凝过程。
在临界压力或临界温度时，纯净物就处于“临界”状态；低于临界压力或临界温度，就处于“亚临界”状态；而高于临界压力或临界温度，就是“超临界”状态了。
常规火力发电机组（包括燃煤发电、生物质发电等，不包括燃气发电）是利用煤炭等燃料在锅炉内燃烧，将水加热升压成高温高压的水蒸气，推动汽轮机高速旋转，再带动发电机发电。
根据热力学定律，热力发电过程热能转化为电能的效率随锅炉出口蒸汽温度的增加而增加，实际过程需同步提高蒸汽压力、机组容量等以全面提高系统效率。
经过上百年的发展，火力发电机组大体经历了低温低压（低于2.45兆帕、400℃）、中温中压（3.9兆帕、450℃）、高温高压（9.9兆帕、540℃）、超高压（13.8兆帕、540℃）、亚临界（16.7兆帕、540℃）、超临界（22.4兆帕、570℃）、超超临界（25至31兆帕、580℃至620℃）等参数等级，正在研制先进超超临界（35兆帕、700℃至760℃）等级发电技术。
其中，超临界、超超临界，以及正在研制的先进超超临界等级机组的初始参数都处于超临界状态，其余等级机组的初始参数都处于亚临界状态。
严格来说，纯净物只有“临界”“亚临界”“超临界”三种状态，并不存在什么“超超临界”。超超临界参数本质上就是比之前超临界参数高一个等级的参数，属于行业约定的范围。所谓“超超临界发电技术”，就是指利用给水泵将水升压至超超临界压力，再通过锅炉内燃料燃烧将水加热至超超临界温度后，通过汽轮发电机组进行发电的高效发电技术。
超超临界发电技术是当前世界最先进的火力发电技术，可在同步实现污染物超低排放的同时，将供电煤耗率降低至每千瓦时265克以下；正在积极研制的先进超超临界发电技术，更是有可能将供电煤耗率进一步降低至每千瓦时225克以下。
超超临界发电技术是在我国富煤、贫油、少气的基本国情下，实现能源电力高质量发展的重要途径。
二、曲折发展走过70余年
超超临界发电的概念在技术领域并不新鲜，从最初提出开始，目前已在全球范围内发展了70余年，大体可分为三个阶段。
第一阶段，从20世纪50年代开始，以美国、德国和前苏联等为代表，在未经历超临界参数过渡的情况下，直接研制超超临界发电技术。但随后由于诸多超超临界机组频繁发生故障，从20世纪60年代后期开始，这些国家普遍将新建机组的蒸汽参数降低到超临界范围。
第二阶段，大约是从20世纪80年代初开始，超临界技术得到巩固发展。随着材料技术的发展，特别是锅炉和汽轮机材料性能的大幅提升，以及对电厂水化学方面的深入认识，早期超临界机组遇到的系列故障问题被逐一攻克。
第三阶段，大约是从20世纪90年代开始，超超临界发电技术重获新生。随着国际上环保要求日益严格，以及新材料的成功开发和常规超临界技术的成熟，超超临界技术的发展拥有了更好的条件。以日本（三菱、东芝、日立）、欧洲（西门子、阿尔斯通）的技术为代表，在保证机组高可靠性、高可用率的前提下，采用更高的蒸汽温度和压力成为火电技术发展的主流趋势。
在中国，超超临界技术的应用起步较晚，但发展速度迅猛，走过了前期技术转让以及后期自主研发的整个过程。2003年下半年，科技部将超超临界机组参数与容量的选择列入“863”科技攻关课题，开始了超超临界火电机组的研制。
随后哈尔滨电气集团、上海电气集团和东方电气集团分别从日本三菱、法国阿尔斯通和德国西门子、日本日立等公司引进1000兆瓦超超临界技术，开始建造1000兆瓦级超超临界机组。
目前，超超临界高效发电技术和示范工程已经在全国推广，占煤电总装机容量的26%。中国已是世界上1000兆瓦超超临界机组发展最快、数量最多、容量最大和运行性能最先进的国家。
从产业链来看，超超临界概念的产业链，中上游主要是一些材料和设备，比如耐高温材料、汽轮机转子、叶片、锅炉管，而大型汽缸是超超临界发电机组的基础配置，其成本占整个发电机组的20%；下游主要是发电企业。
三、超超临界燃煤发电技术方案包括以下步骤：
设计蒸汽参数：超超临界燃煤发电技术的蒸汽参数是决定发电效率的关键因素。通常采用25.0MPa～26.5MPa的高压锅炉和580℃～610℃的高温蒸汽，以实现更高的热效率和比传统燃煤电厂更少的气体排放。
选择合适的煤种：煤的品质和特点是影响超超临界燃煤发电技术效果的重要因素。通常选择高热值、高挥发性和低含硫量的煤种，以确保燃烧的稳定性和高效性。
配备先进的燃烧器：燃烧器是超超临界燃煤发电技术的核心设备之一。需要选择具有高效、稳定和低污染排放等特点的燃烧器，以确保蒸汽参数的稳定和提高发电效率。
采用先进的蒸汽轮机：蒸汽轮机是超超临界燃煤发电技术的另一个核心设备。需要选择具有高效、稳定和低噪声等特点的蒸汽轮机，以实现更高的发电效率和更好的环境效益。
引入先进的控制系统：控制系统是超超临界燃煤发电技术的关键之一。需要引入先进的控制系统，对锅炉和蒸汽轮机的运行进行实时监控和控制，以确保蒸汽参数的稳定和提高发电效率。
进行系统调试和优化：系统调试和优化是超超临界燃煤发电技术的必要步骤。需要对整个系统进行调试和优化，以确保各个设备的协调运行和实现最高的发电效率。
通过以上步骤，可以实施超超临界燃煤发电技术方案，实现高效、环保的电力生产。需要注意的是，在实际操作中，还需要根据具体情况进行灵活的调整和优化，以确保最佳的发电效果。
四、超超临界发电的排放技术处理主要包括以下几个方面：
锅炉尾部烟气脱硫：采用湿法、半干法和干法等脱硫工艺，对锅炉尾部烟气进行脱硫处理。其中湿法工艺采用石灰石-石膏湿法脱硫技术，脱硫效率可达95%以上；半干法工艺采用循环流化床脱硫技术，脱硫效率可达90%以上；干法工艺采用喷雾干燥脱硫技术，脱硫效率可达80%以上。
锅炉尾部烟气脱硝：采用SCR、SNCR和SNCR-SCR等脱硝工艺，对锅炉尾部烟气进行脱硝处理。其中SCR工艺采用还原剂（如NH3）在催化剂的作用下将NOx还原为N2，脱硝效率可达90%以上；SNCR工艺采用没有催化剂的条件下，利用还原剂（如NH3）在800℃～1000℃的高温下将NOx还原为N2，脱硝效率可达60%以上；SNCR-SCR工艺结合SNCR和SCR两种工艺，脱硝效率可达90%以上。
锅炉尾部烟气除尘：采用静电除尘、布袋除尘和湿式除尘等除尘工艺，对锅炉尾部烟气进行除尘处理。其中静电除尘采用静电除尘器将颗粒物沉降下来，除尘效率可达95%以上；布袋除尘采用布袋过滤器将颗粒物过滤下来，除尘效率可达99%以上；湿式除尘采用水膜除尘器将颗粒物沉降下来，除尘效率可达90%以上。
通过以上排放技术处理，可以确保超超临界发电的排放达到严格的环保标准，实现清洁、高效的电力生产。
五、超超临界发电的废水处理方案主要包括以下几个步骤：
废水预处理：超超临界发电过程中产生的废水需要进行预处理，以满足后续处理的需要。预处理包括去除悬浮物、降低pH值、去除重金属等步骤。
物理处理：物理处理包括沉淀、过滤和膜分离等方法，主要用来去除废水中的悬浮物和杂质。
化学处理：化学处理包括氧化还原、吸附、离子交换等方法，主要用来去除废水中的重金属和有害物质。
生物处理：生物处理包括活性污泥法、生物膜法、厌氧生物处理等方法，主要用来去除废水中的有机物和氮、磷等营养物质。
废水的回收利用：经过处理的废水可以进行回收利用，如用于冷却、清洗等用途，以减少水资源的浪费。
根据不同的废水来源和处理需求，可以选择不同的处理方法和组合，以达到最佳的处理效果。同时，需要定期对处理设备进行维护和检修，以确保其正常运行和使用寿命。
六、超超临界煤发电的技术优势主要包括以下几点：
高效率：超超临界煤发电技术的蒸汽参数高，可以实现更高效的能量转化和更少的排放，发电效率较传统燃煤电厂有所提高。
低污染：由于燃烧更充分，超超临界煤发电技术可以将燃煤中的污染物排放量降至最低。此外，该技术还可以采用先进的脱硝、脱硫等技术，进一步减少污染物的排放。
节能：超超临界煤发电技术由于具有更高的效率和更少的排放，可以减少燃料的消耗量，从而实现节能。
总之，超超临界煤发电技术是一种高效、环保、节能的燃煤发电技术，在煤炭资源丰富的国家和地区具有重要的应用价值。
七、超超临界煤发电的脱硫、脱硝技术方案主要包括以下几种：
湿法脱硫技术：这是超超临界煤发电技术中常用的脱硫方法，主要包括石灰石-石膏湿法、海水洗涤、氨法等。其中石灰石-石膏湿法是应用最广泛的一种方法，主要原理是利用石灰石浆液与烟气中的SO2反应，生成石膏，从而达到脱硫的目的。
干法脱硫技术：这是另一种脱硫方法，主要包括炉内喷钙、循环流化床等。其中炉内喷钙是应用较广泛的一种方法，主要原理是将吸收剂喷入炉膛内，与烟气中的SO2反应，生成硫酸钙，从而达到脱硫的目的。
半干法脱硫技术：这是介于湿法和干法之间的一种方法，主要包括循环流化床、旋转喷雾干燥等。其中循环流化床是应用较广泛的一种方法，主要原理是将吸收剂与烟气中的SO2反应，生成固体颗粒，从而达到脱硫的目的。
脱硝技术：这是用于减少NOx排放的一种技术，主要包括选择性催化还原法（SCR）、选择性非催化还原法（SNCR）等。其中SCR是应用最广泛的一种方法，主要原理是在催化剂的作用下，将还原剂（如氨）喷入烟气中，与NOx反应，生成氮气和水蒸气，从而达到脱硝的目的。
以上是超超临界煤发电技术中常用的脱硫、脱硝技术方案，不同的方案适用于不同的煤质和烟气条件，需要根据实际情况进行选择和优化。
