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我国超临界发电技术自主化进程全面加快

文章出处: 人气:- 发表时间:2017/10/26 16:07:09

        “超超临界火电机组四大管道国产化示范工程目前正在有序进行中,近期将完成管道的工厂化配制,进行现场安装。”在9月3~4日中国电力科技网召开的火电厂金属材料与焊接技术交流2013年会上,国家能源局超超临界火电机组四大管道国产化示范工程联合研发团队成员向《中国电力报》记者介绍,“按照计划,示范电厂将在今年底投入商业运行,示范工程将进入管道在役监督阶段。”超超临界火电机组四大管道国产化是超超临界火电机组全面实现国产化的重要标志。在国家能源局主持下,根据2010年11月超超临界火电机组四大管道国产化工作会议精神,电力企业、钢管制造企业和热工研究院共同组建成立了“100万千瓦超超临界火电机组四大管道国产化示范工程”联合研发团队,共同致力于推进超超临界机组四大管道的国产化工作。


        近年来,超超临界燃煤发电技术国产化进程加快,600摄氏度超超临界发电技术不断深化,700摄氏度超超临界发电技术路线图已经绘就,燃煤发电整体效率不断提升。


        超超临界成“十二五”燃煤发电发展方向


        “我国已经投运的600摄氏度超超临界机组达100台,超过8000万千瓦,数量和总容量居世界第一。”在火电厂金属材料与焊接技术交流2013年会上,五指集团中曼电力管道(天津)有限公司董事长高沛长告诉《中国电力报》记者,“我国是超超临界机组最大的生产国、使用国”。近年来,五指集团中曼电力管道(天津)有限公司一直致力于超超临界机组材料研制和技术发展。他们与某发电厂合作研发了100万千瓦超超临界机组A335、P91材料制造加工的管件,不同专业机构对产品各项科技指标测试结果均为合格,国内多家权威机构组成的技术鉴定委员会对该项科研成果进行了技术鉴定。


        上世纪90年代,我国电力部门开始引进国外先进的600摄氏度超超临界机组。国产第一台600摄氏度超超临界机组于2006年11月28日在华能玉环电厂投运。华能集团公司以华能玉环电厂600摄氏度百万千瓦超超临界燃煤机组作为课题依托工程,在国内首次提出了我国发展超超临界火电机组的技术选型方案。


        截至目前,我国在超超临界发电方面,已经具备制造100万千瓦、25兆帕、600摄氏度等级发电机组的基础和能力。


        ‘超超临界’成为‘十二五’燃煤发电领域的关键词。从历届火电厂金属材料与焊接技术交流年会观察,越来越多的专家学者在交流讨论超超临界的技术问题。”中国电力科技网CEO魏毓璞向 《中国电力报》记者介绍道。


        金属材料是发展超超临界的关键


        “发展超超临界火力发电机组的关键是高温金属材料及其焊接技术的研究和开发。”曾在原电力部工作多年的安全生产专家、火电厂金属材料与焊接技术交流2013年会主席杨富表示。


        “就目前我国投用和正在建设的超超临界火电机组来说,高温重要部件金属材料均使用国外进口材料。为降低造价成本,应加快研发进口管国产化技术,并大  量投用到新建机组中。”神华国能集团技术研究院专家向《中国电力报》记者介绍,“超超临界火电机组采用的新型耐热钢是机组安全运行的关键,只有尽快大量的掌握新型钢材的使用特性和焊接工艺等前沿信息,才能更好地保障机组的安全稳定。”中国钢铁研究总院结构材料研究所程世长是多年研究超超临界发电技术的权威专家,他在上述会议上表示:“600摄氏度超超临界机组是高价向外国公司买来的技术,存在着知识产权,即每生产一台机组必须向外国公司支付高额费用。机组要出口销售必须外国公司批准。严重地影响我国600摄氏度超超临界机组的生产和销售,客观上制约了我们的经济发展。”据记者了解,700摄氏度超超临界的关键材料,目前主流的是超级镍基合金,从1998年开始,欧洲对于这种超级镍基合金便已进行了超过10万小时的仿真实验。目前,我国并不具备超级镍基合金的制造能力,还处于探索研发阶段。


        国内高温合金权威专家、北京科技大学金属研究所高温合金研究室教授谢锡善表示:“超级镍基合金在燃煤机组中的应用是一个系统工程,需要冶金行业、锅炉制造业、电力行业的良好合作机制。”2012年12月1日,“600摄氏度超超临界火电机组用钢管研制与应用”项目通过科技成果鉴定,我国600摄氏度超超临界火电机组用钢管技术从无到有,并跃居国际先进水平。该项目技术的成功实施有力地支撑了我国600摄氏度超超临界火电机组的自主化建设。


        “700摄氏度”计划实现尚需时日


        我国自2010年就开始了700摄氏度超超临界燃煤发电技术的研究。2010年7月23日,国家能源局举行“国家700摄氏度超超临界燃煤发电技术联盟”启动仪式,下设4个专项工作组进行相关研究。


        几乎同时,国家科技部863课题“先进超超临界火电机组关键锅炉管开发”项目也开始策划。


        《中国电力报》记者了解到,从国际范围讲,目前尚没有能满足700摄氏度超超临界燃煤电站设计要求的成熟材料。欧、美、日对于700摄氏度超超临界立项研究已经10年多。特别是欧洲,700摄氏度超超临界计划实施已10多年,由于主蒸汽管700摄氏度试验约22400小时,试验中因焊接接头出现环状裂纹,因此计划推迟。


        而另一个难题是高企的材料成本。目前研究的700摄氏度超超临界机组的特种材料造价高达每吨80万元以上,一个锅炉由现在的40~45亿元的造价巨升到200亿元,这种发展是否具有可操作性,还得打问号!“当前在我国发展625摄氏度超超临界机组不仅是需要,也是火电机组发展的必然趋势。”程世长表示,“625摄氏度超超临界机组仅仅是我们的命名,不是一个准确的参数范围,它是一个高于现在600摄氏度超超临界机组参数的总称”。据了解,各发电集团和设计单位已经开始了625摄氏度超超临界机组相关参数的设计,与锅炉厂签订合同的机组已达到20台。


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