成果簡介

　　“超臨界600MW火電機組成套設備研制與工程應用”項目是由國家發改委組織、國家電網公司和中國機械工業聯合會聯合主持的“十五”國家重大技術裝備研制項目，由上海發電設備成套設計研究院、哈爾濱汽輪機廠有限責任公司、東方鍋爐（集團）股份有限公司、上海電氣電站設備有限公司等共同完成，得到了上海、四川與哈爾濱等地方政府與有關企業的300多個項目的支持。該裝備的特點是參數高、結構比較復雜、設計與制造難度很大，是一種效率比較高、煤耗比較低且排放比較少的新型電站設備。超臨界600MW火電機組成套設備的研制成功與工程產業化應用，實現了我國煤電成套設備從亞臨界參數到超臨界參數的升級換代和跨越式發展，為我國優化火電結構、節約供電煤耗與電力行業節能減排作出了積極貢獻。

歷史背景

　　伴由于我國的化石能源結構具有“缺油、少氣、富煤”的特點，電力一直以火電為主。但我國用煤炭發電的轉化利用率較低、燃煤排放物污染較大，發電裝機的平均供電煤耗比國外高70～80g/(kW?h）。此外，隨著經濟社會的不斷發展，國家逐步提高對環境保護的要求，電站鍋爐的煙氣排放標準要求達到國際水平。因此，開發高效、低污染的燃煤發電技術、研制熱效率更高的大容量超臨界火電機組，對我國電力行業升級換代具有十分重要的意義。在多次由行業學會組織的超臨界技術研討會議上，許多專家提出我國應當瞄準國際先進水平，發展超臨界、超超臨界火電機組，盡快跨入超超臨界機組的發展階段，縮短我國與國際水平的差距。2002年，為提高燃煤火電機組的效率、降低煤耗，我國決定發展超臨界和超超臨界火電機組。同年，國家確定華能集團河南沁北電廠一期兩臺600MW超臨界火電機組為國產首臺示范工程，這兩臺機組的蒸汽參數要求為24.2MPa566T/566T。

創新歷程

　　當時，國內制造企業雖然已具備了設計制造600MW亞臨界火電機組的能力和投運業績，但還沒有設計制造600MW超臨界火電機組的投運業績。為了支持國產超臨界機組的發展，國家決定，在最初研制超臨界機組時，國內企業可尋找國外合作伙伴，以中方名義參與招投標，由外方負責機組性能保證。于是，哈爾濱、上海、東方三大電氣集團所屬各企業按國家計委和電力部門的要求，都各自尋找了國外合作伙伴，以中方的名義參與了河南沁北電廠600MW超臨界火電機組的招投標，由外方負責機組性能保證并提供關鍵部件。經過招投標，該項目的汽輪發電機組由哈爾濱電氣集團制造，國外合作伙伴是日本三菱公司；鍋爐由東方鍋爐廠制造，國外合作伙伴是日本日立公司。

　　經過多年科技攻關，河南沁北電廠一期兩臺600MW超臨界火電機組分別于2004年11月23日和12月13日投運發電，機組性能經西安熱工研究院和上海發電設備成套設計研究院測試，熱耗約為7528kJ/(kW?h），供電煤耗為293g/(kW?h），達到了國際先進水平。在此過程中，哈爾濱電氣集團自主研制開發出40多項設計新技術和20多項制造新技術，掌握了超臨界600MW火電機組的汽輪機、鍋爐、發電機等主機以及高壓加熱器、除氧器、給水泵等主要輔機的自主設計核心技術與自主制造關鍵工藝，研究解決了高溫部件設計與制造的關鍵技術，實現了我國超臨界火電機組高溫部件的國產化。在超臨界汽輪機設計與制造技術、超臨界鍋爐設計與制造技術、發電機與主要輔機設計與制造技術、高溫部件設計與制造技術等方面有重大突破，在超臨界鍋爐煤種適應性技術開發、汽輪機阻尼葉片研制、發電機性能提高、成套設備系統集成等方面有重大創新，實現了我國超臨界600MW火電機組成套設備的自主設計、自主制造、批量化生產和產業化工程應用，生產出燃用不同煤種的、具有我國特色的超臨界600MW火電機組成套設備的系列產品。

重大意義和深遠影響

　　 　　超臨界600MW火電機組成套設備的研制成功與工程應用，使我國在重大技術裝備國產化方面實現了重大突破，重大裝備研制能力和國際競爭力得到較大提升，也為我國開發研制具有自主知識產權的大容量、高參數機組奠定了堅實的基礎。該項目的成功產業化，是我國煤電成套設備從亞臨界到超臨界的升級換代和跨越式發展的一個重要標志，為我國優化火電結構、實現電力行業節能減排作出了積極貢獻。