火電技術(shù)全面國產(chǎn)化有多遠
日期：2016-06-15 閱讀數：
《中國制造2025》已發(fā)布一周年，各項工作已開(kāi)始著(zhù)手布局。站在這樣一個(gè)全新的節點(diǎn)，讓我們一起叩問(wèn)火電輔機制造及相關(guān)材料的研發(fā)推進(jìn)幾何？叩問(wèn)火電技術(shù)全面國產(chǎn)化還有多遠？
1 關(guān)鍵材料對外依存問(wèn)題突出
能源技術(shù)發(fā)展離不開(kāi)先進(jìn)材料和裝備的支撐。
“雖然我國能源科技水平有了長(cháng)足進(jìn)步和顯著(zhù)提高，但與世界能源科技強國和引領(lǐng)能源革命的要求相比，還有較大的差距。比如核心技術(shù)缺乏，關(guān)鍵裝備及材料依賴(lài)進(jìn)口問(wèn)題比較突出，高溫材料等長(cháng)期落后。”記者注意到，剛剛發(fā)布的《能源技術(shù)革命創(chuàng )新行動(dòng)計劃(2016~2030年）》如此強調。
近年來(lái)，隨著(zhù)機組向大型化、清潔化發(fā)展，60萬(wàn)千瓦、100萬(wàn)千瓦超（超）臨界機組成為我國主力火電機組，我國火電機組的參數、性能和產(chǎn)量已全方位地占據世界首位。
“鍋爐、汽輪機和發(fā)電機這火電‘三大主機’已完全能夠自主設計制造，但四大管道、高端閥門(mén)、爐水循環(huán)泵等這些被喻為火電技術(shù)國產(chǎn)化‘最后一公里”的輔機設備及材料一直存在瓶頸，依賴(lài)進(jìn)口，不僅使得電站建設受制于人，也大大增加了電力建設成本。”中國機械工業(yè)聯(lián)合會(huì )發(fā)電設備中心 主任張科告訴《中國電力報》記者。
《中國制造2025》里面有一個(gè)針對包括發(fā)電設備在內的關(guān)鍵基礎材料的籠統回答：“到2020年，40%的核心基礎零部件、關(guān)鍵基礎材料實(shí)現自主保障，受制于人的局面逐步緩解，發(fā)電與輸變電設備等產(chǎn)業(yè)急需的核心基礎零部件（元器件）和關(guān)鍵基礎材料的先進(jìn)制造工藝得到推廣應用。到2025年，70%的核心基礎零部件、關(guān)鍵基礎材料實(shí)現自主保障。”“40%、70%”這兩組數據能讓我們粗略窺探到火電技術(shù)全面國產(chǎn)化依然任重而道遠。但是，我們也欣喜地看到了，近年來(lái)，國內政產(chǎn)學(xué)研用在推動(dòng)火電輔機設備國產(chǎn)化方面的積極努力，國產(chǎn)化工作正越來(lái)越得到行業(yè)內外的廣泛關(guān)注。
“到2020年，能源自主創(chuàng )新能力大幅提升，一批關(guān)鍵技術(shù)取得重大突破，能源技術(shù)裝備、關(guān)鍵部件及材料對外依存度顯著(zhù)降低。”《能源技術(shù)革命創(chuàng )新行動(dòng)計劃(2016~2030年）》提出。
2 “第四大主機”國產(chǎn)化推進(jìn)艱難
記者在合肥皖化電機技術(shù)開(kāi)發(fā)有限責任公司（以下簡(jiǎn)稱(chēng)“皖化電機”）生產(chǎn)車(chē)間親眼目睹了該公司的生產(chǎn)實(shí)力―――某中央發(fā)電集團在內蒙古今年上半年要投產(chǎn)的火電廠(chǎng)，在安裝了國外的爐水循環(huán)泵不到24小時(shí)后出現故障，電廠(chǎng)要急于投產(chǎn)，不可能聯(lián)系國外廠(chǎng)家維修，只好由專(zhuān)人護送運到皖化電機。皖化電機及時(shí)加班修復后保證了電廠(chǎng)正常投產(chǎn)。
爐水循環(huán)泵被火電企業(yè)的相關(guān)技術(shù)人員比喻為火電廠(chǎng)“第四大主機”。眾所周知，火電廠(chǎng)是“三大主機”，用“第四大主機”的說(shuō)法來(lái)定位爐水循環(huán)泵，可見(jiàn)爐水循環(huán)泵在火電企業(yè)中的重要意義。
“爐水循環(huán)泵使用于30～105萬(wàn)千瓦火電機組，是強制循環(huán)鍋爐、直流鍋爐和復合循環(huán)鍋爐等火電廠(chǎng)鍋爐的關(guān)鍵配套設備，也是機組低負荷脫硝(超低排放)的關(guān)鍵配套設備，能保證鍋爐安全運行，具有提高鍋爐熱效率以及在低負荷時(shí)調峰的能力。”中國電機工程學(xué)會(huì )大電機專(zhuān)業(yè)委員會(huì )副秘書(shū)長(cháng)白亞民介紹道，目前國內使用在發(fā)電機組的爐水循環(huán)泵有1000臺左右，絕大部份都是進(jìn)口產(chǎn)品。
皖化電機是國內首家、國際上第三家能獨立自主設計制造，滿(mǎn)足亞臨界、超臨界和超超臨界大型發(fā)電機組需要的爐水循環(huán) 泵設計制造企業(yè)。皖化電機還組織編寫(xiě)了我國電力行業(yè)標準 《電站爐水循環(huán)泵檢修導則》，規范了國內爐水循環(huán)泵檢修服務(wù)市場(chǎng)標準。
神華萬(wàn)州電廠(chǎng)副總工程師王新平向記者介紹了皖化電機在爐水循環(huán)泵領(lǐng)域的先進(jìn)水平。皖化電機曾為萬(wàn)州電廠(chǎng)105萬(wàn)千瓦機組研制了世界上技術(shù)參數最高、技術(shù)難度最大的爐水循環(huán)泵。產(chǎn)品自2014年12月投運至今運行穩定，這標志著(zhù)我國在該領(lǐng)域的設計制造能力達到國際先進(jìn)水平。
皖化電機全額出資成立了 “爐水泵電機備品備件全國儲備中心”，為廣大電廠(chǎng)用戶(hù)節省大量備品資金。10多年來(lái)，皖化電機生產(chǎn)的爐水循環(huán)泵都在線(xiàn)正常運行。“目前，皖化電機正在開(kāi)發(fā)具有早期故障判斷專(zhuān)家系統的第三代智能化爐水循環(huán)泵。這種新型爐水循環(huán)泵可以通過(guò)智能交互系統進(jìn)行全天候遠程監控。”皖化電機董事長(cháng)姚崇全告訴記者。
皖化電機總經(jīng)理姚榮祥告訴 《中國電力報》記者：“由于國產(chǎn)化推動(dòng)難度大，皖化電機制造的爐水循環(huán)泵市場(chǎng)占有率僅1%左右，檢修的市場(chǎng)占有率約70%左右，總計近800臺，其中再制造接近200臺。這與我們的能力是不匹配的。”
3 攻關(guān)火電650攝氏度技術(shù)的材料需求
“超超臨界火電技術(shù)的關(guān)鍵還是在金屬材料。”國際焊接工程師、原能源部安環(huán)司處長(cháng)、原電監會(huì )特聘專(zhuān)家楊富向記者談道。火電機組四大管道是指連接鍋爐與汽輪機之間的主蒸汽管道、再熱蒸汽熱段、再熱蒸汽冷段、主給水管道以及相應旁路管道，主要材料為大口徑厚壁無(wú)縫鋼管。
隨著(zhù)材料技術(shù)的不斷進(jìn)步和熱能動(dòng)力理論的日臻完善，火力發(fā)電蒸汽的參數經(jīng)歷了低壓、中壓、高壓、超高壓、亞臨界、超臨界直至超超臨界的發(fā)展過(guò)程。《能源發(fā)展戰略行動(dòng)計劃(2014~2020年)》在“科技創(chuàng )新”方面明確了包括“高參數節能環(huán)保燃煤發(fā)電”在內的20個(gè)重點(diǎn)創(chuàng )新方向。
據悉，華能集團、神華集團、宏潤、寶鋼等中央發(fā)電集團、制造企業(yè)以及研發(fā)機構已經(jīng)開(kāi)始攻關(guān)650攝氏度超超臨界技術(shù)。
《能源技術(shù)革命創(chuàng )新行動(dòng)計劃(2016~2030年）》在“我國能源技術(shù)戰略需求”部分強調，圍繞能源技術(shù)發(fā)展目標提供關(guān)鍵材料裝備支撐。根據重點(diǎn)能源技術(shù)需要，重點(diǎn)發(fā)展特種金屬功能材料、高性能結構材料、
先進(jìn)復合材料、高溫超導材料等關(guān)鍵材料。
“今年4月15日，河北宏潤核裝備科技股份有限公司與寶鋼特鋼有限公司共同簽署了《650度電站用G115大口徑擠壓管、管件產(chǎn)品合作開(kāi)發(fā)框架協(xié)議書(shū)》，在5年合作期限內共同研發(fā)生產(chǎn)650攝氏度電站用G115材料。”河北宏潤核裝備科技股份有限公司（以下簡(jiǎn)稱(chēng)“宏潤”）董事長(cháng)劉春海表示。
G115鋼管是迄今研制的具有最高持久性能和抗蒸汽腐蝕性能匹配的可用于650攝氏度電站的大口徑鍋爐管。“在我國700攝氏度技術(shù)成熟距離700攝氏度超超臨界機組建設和投運還有相當一段時(shí)間。在這段時(shí)間內可立足于現有超超臨界技術(shù)，嘗試應用最新的耐高溫材料（G115等）開(kāi)發(fā)研究650攝氏度左右超超臨界機組。”中國電力工程顧問(wèn)集團公司副總工程師龍輝，在第四屆火電廠(chǎng)金屬材料與焊接技術(shù)2015年會(huì )上表示。
龍輝還建議在“國家能源局700攝氏度超超臨界聯(lián)盟”下成立材料部件整合和優(yōu)化部門(mén)，協(xié)調統一下一步工作，避免由于技術(shù)路線(xiàn)的錯誤導致方向錯誤和經(jīng)濟上損失。
4 健全政產(chǎn)學(xué)研用協(xié)同創(chuàng )新機制
“目前火電廠(chǎng)P92鋼大約90%是進(jìn)口，這種局面從長(cháng)遠來(lái)看對電力部門(mén)很不利，依賴(lài)國外，在質(zhì)量和價(jià)格上將處于被動(dòng)地位。”中國鋼研科技集團有限公司原總工程師程世長(cháng)談道。
“依托國家科技計劃（專(zhuān)項、基金等）和相關(guān)工程等，在發(fā)電設備等重點(diǎn)領(lǐng)域，引導整機企業(yè)和‘四基’企業(yè)、高校、科研院所產(chǎn)需對接，建立產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟，形成協(xié)同創(chuàng )新、產(chǎn)用結合、以市場(chǎng)促基礎產(chǎn)業(yè)發(fā)展的新模式，提升重大裝備自主可控水平。”《中國制造2025》中強調。
宏潤聯(lián)合寶鋼特鋼、中國機械科學(xué)研究院、西安熱工研究院、中國二重等單位，參加了由國家工業(yè)和信息化部、財政部共同組織實(shí)施的2014工業(yè)強基專(zhuān)項―――高端裝備基礎能力提升：關(guān)鍵基礎材料超超臨界火電機組P92大口徑無(wú)縫鋼管項目。
這被看成是國家相關(guān)部門(mén)積極推動(dòng)P92鋼管?chē)a(chǎn)化進(jìn)程的積極信號。
宏潤利用世界上最大的垂直擠壓機（5萬(wàn)噸）聯(lián)合寶鋼特鋼生產(chǎn)的高端P92大口徑無(wú)縫鋼管通過(guò)專(zhuān)家鑒定，標志著(zhù)火電P92鋼管進(jìn)口局面將被逐步打破。“但這需要一個(gè)漫長(cháng)的過(guò)程。這其中就需要國家制定相應的 鼓勵政策，引導發(fā)電企業(yè)大量試用包括P92在內的國產(chǎn)化鋼管。”中國機械工業(yè)聯(lián)合會(huì )發(fā)電設備中心行業(yè)服務(wù)處處長(cháng)孟彥輝認為。
“由于目前沒(méi)有具體的政策支持，發(fā)電集團和發(fā)電企業(yè)沒(méi)有勇氣去應用國產(chǎn)化鋼管。因為如果企業(yè)應用了，一旦出現故障，將會(huì )承擔很大責任。”楊富表示。
“健全國有能源企業(yè)技術(shù)創(chuàng )新經(jīng)營(yíng)業(yè)績(jì)考核制度，加大技術(shù)創(chuàng )新在國有能源企業(yè)經(jīng)營(yíng)業(yè)績(jì)考核中的比重，切實(shí)推動(dòng)國有能源企業(yè)成為重大能源技術(shù)裝備研制和工程應用的主體。”《能源技術(shù)革命創(chuàng )新行動(dòng)計劃(2016~2030年）》中如此強調。
“推進(jìn)國產(chǎn)化的關(guān)鍵在發(fā)電企業(yè)主體。”楊富認為。他建議，各大發(fā)電集團及發(fā)電企業(yè)，當前應該正確認識包括P92在內的各類(lèi)國產(chǎn)鋼管，不斷推動(dòng)國產(chǎn)化進(jìn)程。也正如原國家機械工業(yè)部副部長(cháng)陸燕蓀所期待的，希望在兩三年的時(shí)間內實(shí)現他多年以來(lái)的夢(mèng)想―――――大口徑鋼管的國產(chǎn)化。
針對重大工程和重點(diǎn)裝備的關(guān)鍵技術(shù)和產(chǎn)品急需，《中國制造2025》提出，支持優(yōu)勢企業(yè)開(kāi)展政產(chǎn)學(xué)研用聯(lián)合攻關(guān)，突破關(guān)鍵基礎材料、核心基礎零部件的工程化、產(chǎn)業(yè)化瓶頸。
轉自中國電力網(wǎng)
