火電技術全面國產化有多遠
日期：2016-06-15 閱讀數：
《中國制造2025》已發布一周年，各項工作已開始著手布局。站在這樣一個全新的節點，讓我們一起叩問火電輔機制造及相關材料的研發推進幾何？叩問火電技術全面國產化還有多遠？
1 關鍵材料對外依存問題突出
能源技術發展離不開先進材料和裝備的支撐。
“雖然我國能源科技水平有了長足進步和顯著提高，但與世界能源科技強國和引領能源革命的要求相比，還有較大的差距。比如核心技術缺乏，關鍵裝備及材料依賴進口問題比較突出，高溫材料等長期落后。”記者注意到，剛剛發布的《能源技術革命創新行動計劃(2016~2030年）》如此強調。
近年來，隨著機組向大型化、清潔化發展，60萬千瓦、100萬千瓦超（超）臨界機組成為我國主力火電機組，我國火電機組的參數、性能和產量已全方位地占據世界首位。
“鍋爐、汽輪機和發電機這火電‘三大主機’已完全能夠自主設計制造，但四大管道、高端閥門、爐水循環泵等這些被喻為火電技術國產化‘最后一公里”的輔機設備及材料一直存在瓶頸，依賴進口，不僅使得電站建設受制于人，也大大增加了電力建設成本。”中國機械工業聯合會發電設備中心 主任張科告訴《中國電力報》記者。
《中國制造2025》里面有一個針對包括發電設備在內的關鍵基礎材料的籠統回答：“到2020年，40%的核心基礎零部件、關鍵基礎材料實現自主保障，受制于人的局面逐步緩解，發電與輸變電設備等產業急需的核心基礎零部件（元器件）和關鍵基礎材料的先進制造工藝得到推廣應用。到2025年，70%的核心基礎零部件、關鍵基礎材料實現自主保障。”“40%、70%”這兩組數據能讓我們粗略窺探到火電技術全面國產化依然任重而道遠。但是，我們也欣喜地看到了，近年來，國內政產學研用在推動火電輔機設備國產化方面的積極努力，國產化工作正越來越得到行業內外的廣泛關注。
“到2020年，能源自主創新能力大幅提升，一批關鍵技術取得重大突破，能源技術裝備、關鍵部件及材料對外依存度顯著降低。”《能源技術革命創新行動計劃(2016~2030年）》提出。
2 “第四大主機”國產化推進艱難
記者在合肥皖化電機技術開發有限責任公司（以下簡稱“皖化電機”）生產車間親眼目睹了該公司的生產實力―――某中央發電集團在內蒙古今年上半年要投產的火電廠，在安裝了國外的爐水循環泵不到24小時后出現故障，電廠要急于投產，不可能聯系國外廠家維修，只好由專人護送運到皖化電機。皖化電機及時加班修復后保證了電廠正常投產。
爐水循環泵被火電企業的相關技術人員比喻為火電廠“第四大主機”。眾所周知，火電廠是“三大主機”，用“第四大主機”的說法來定位爐水循環泵，可見爐水循環泵在火電企業中的重要意義。
“爐水循環泵使用于30～105萬千瓦火電機組，是強制循環鍋爐、直流鍋爐和復合循環鍋爐等火電廠鍋爐的關鍵配套設備，也是機組低負荷脫硝(超低排放)的關鍵配套設備，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調峰的能力。”中國電機工程學會大電機專業委員會副秘書長白亞民介紹道，目前國內使用在發電機組的爐水循環泵有1000臺左右，絕大部份都是進口產品。
皖化電機是國內首家、國際上第三家能獨立自主設計制造，滿足亞臨界、超臨界和超超臨界大型發電機組需要的爐水循環 泵設計制造企業。皖化電機還組織編寫了我國電力行業標準 《電站爐水循環泵檢修導則》，規范了國內爐水循環泵檢修服務市場標準。
神華萬州電廠副總工程師王新平向記者介紹了皖化電機在爐水循環泵領域的先進水平。皖化電機曾為萬州電廠105萬千瓦機組研制了世界上技術參數最高、技術難度最大的爐水循環泵。產品自2014年12月投運至今運行穩定，這標志著我國在該領域的設計制造能力達到國際先進水平。
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”，為廣大電廠用戶節省大量備品資金。10多年來，皖化電機生產的爐水循環泵都在線正常運行。“目前，皖化電機正在開發具有早期故障判斷專家系統的第三代智能化爐水循環泵。這種新型爐水循環泵可以通過智能交互系統進行全天候遠程監控。”皖化電機董事長姚崇全告訴記者。
皖化電機總經理姚榮祥告訴 《中國電力報》記者：“由于國產化推動難度大，皖化電機制造的爐水循環泵市場占有率僅1%左右，檢修的市場占有率約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 攻關火電650攝氏度技術的材料需求
“超超臨界火電技術的關鍵還是在金屬材料。”國際焊接工程師、原能源部安環司處長、原電監會特聘專家楊富向記者談道。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縫鋼管。
隨著材料技術的不斷進步和熱能動力理論的日臻完善，火力發電蒸汽的參數經歷了低壓、中壓、高壓、超高壓、亞臨界、超臨界直至超超臨界的發展過程。《能源發展戰略行動計劃(2014~2020年)》在“科技創新”方面明確了包括“高參數節能環保燃煤發電”在內的20個重點創新方向。
據悉，華能集團、神華集團、宏潤、寶鋼等中央發電集團、制造企業以及研發機構已經開始攻關650攝氏度超超臨界技術。
《能源技術革命創新行動計劃(2016~2030年）》在“我國能源技術戰略需求”部分強調，圍繞能源技術發展目標提供關鍵材料裝備支撐。根據重點能源技術需要，重點發展特種金屬功能材料、高性能結構材料、
先進復合材料、高溫超導材料等關鍵材料。
“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、管件產品合作開發框架協議書》，在5年合作期限內共同研發生產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（以下簡稱“宏潤”）董事長劉春海表示。
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間。在這段時間內可立足于現有超超臨界技術，嘗試應用最新的耐高溫材料（G115等）開發研究650攝氏度左右超超臨界機組。”中國電力工程顧問集團公司副總工程師龍輝，在第四屆火電廠金屬材料與焊接技術2015年會上表示。
龍輝還建議在“國家能源局700攝氏度超超臨界聯盟”下成立材料部件整合和優化部門，協調統一下一步工作，避免由于技術路線的錯誤導致方向錯誤和經濟上損失。
4 健全政產學研用協同創新機制
“目前火電廠P92鋼大約90%是進口，這種局面從長遠來看對電力部門很不利，依賴國外，在質量和價格上將處于被動地位。”中國鋼研科技集團有限公司原總工程師程世長談道。
“依托國家科技計劃（專項、基金等）和相關工程等，在發電設備等重點領域，引導整機企業和‘四基’企業、高校、科研院所產需對接，建立產業聯盟，形成協同創新、產用結合、以市場促基礎產業發展的新模式，提升重大裝備自主可控水平。”《中國制造2025》中強調。
宏潤聯合寶鋼特鋼、中國機械科學研究院、西安熱工研究院、中國二重等單位，參加了由國家工業和信息化部、財政部共同組織實施的2014工業強基專項―――高端裝備基礎能力提升：關鍵基礎材料超超臨界火電機組P92大口徑無縫鋼管項目。
這被看成是國家相關部門積極推動P92鋼管國產化進程的積極信號。
宏潤利用世界上最大的垂直擠壓機（5萬噸）聯合寶鋼特鋼生產的高端P92大口徑無縫鋼管通過專家鑒定，標志著火電P92鋼管進口局面將被逐步打破。“但這需要一個漫長的過程。這其中就需要國家制定相應的 鼓勵政策，引導發電企業大量試用包括P92在內的國產化鋼管。”中國機械工業聯合會發電設備中心行業服務處處長孟彥輝認為。
“由于目前沒有具體的政策支持，發電集團和發電企業沒有勇氣去應用國產化鋼管。因為如果企業應用了，一旦出現故障，將會承擔很大責任。”楊富表示。
“健全國有能源企業技術創新經營業績考核制度，加大技術創新在國有能源企業經營業績考核中的比重，切實推動國有能源企業成為重大能源技術裝備研制和工程應用的主體。”《能源技術革命創新行動計劃(2016~2030年）》中如此強調。
“推進國產化的關鍵在發電企業主體。”楊富認為。他建議，各大發電集團及發電企業，當前應該正確認識包括P92在內的各類國產鋼管，不斷推動國產化進程。也正如原國家機械工業部副部長陸燕蓀所期待的，希望在兩三年的時間內實現他多年以來的夢想―――――大口徑鋼管的國產化。
針對重大工程和重點裝備的關鍵技術和產品急需，《中國制造2025》提出，支持優勢企業開展政產學研用聯合攻關，突破關鍵基礎材料、核心基礎零部件的工程化、產業化瓶頸。
轉自中國電力網
