《中國制造2025》已發(fā)布一周年，各項(xiàng)工作已開始著手布局。站在這樣一個全新的節(jié)點(diǎn)，讓我們一起叩問火電輔機(jī)制造及相關(guān)材料的研發(fā)推進(jìn)幾何？叩問火電技術(shù)全面國產(chǎn)化還有多遠(yuǎn)？
1 關(guān)鍵材料對外依存問題突出
能源技術(shù)發(fā)展離不開先進(jìn)材料和裝備的支撐。
“雖然我國能源科技水平有了長足進(jìn)步和顯著提高，但與世界能源科技強(qiáng)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)鍵裝備及材料依賴進(jìn)口問題比較突出，高溫材料等長期落后?！庇浾咦⒁獾?，剛剛發(fā)布的《能源技術(shù)革命創(chuàng)新行動計(jì)劃(2016~2030年）》如此強(qiáng)調(diào)。
近年來，隨著機(jī)組向大型化、清潔化發(fā)展，60萬千瓦、100萬千瓦超（超）臨界機(jī)組成為我國主力火電機(jī)組，我國火電機(jī)組的參數(shù)、性能和產(chǎn)量已全方位地占據(jù)世界首位。
“鍋爐、汽輪機(jī)和發(fā)電機(jī)這火電‘三大主機(jī)’已完全能夠自主設(shè)計(jì)制造，但四大管道、高端閥門、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(jī)設(shè)備及材料一直存在瓶頸，依賴進(jìn)口，不僅使得電站建設(shè)受制于人，也大大增加了電力建設(shè)成本。”中國機(jī)械工業(yè)聯(lián)合會發(fā)電設(shè)備中心 主任張科告訴《中國電力報(bào)》記者。
《中國制造2025》里面有一個針對包括發(fā)電設(shè)備在內(nèi)的關(guān)鍵基礎(chǔ)材料的籠統(tǒng)回答：“到2020年，40%的核心基礎(chǔ)零部件、關(guān)鍵基礎(chǔ)材料實(shí)現(xiàn)自主保障，受制于人的局面逐步緩解，發(fā)電與輸變電設(shè)備等產(chǎn)業(yè)急需的核心基礎(chǔ)零部件（元器件）和關(guān)鍵基礎(chǔ)材料的先進(jìn)制造工藝得到推廣應(yīng)用。到2025年，70%的核心基礎(chǔ)零部件、關(guān)鍵基礎(chǔ)材料實(shí)現(xiàn)自主保障?！薄?0%、70%”這兩組數(shù)據(jù)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(yuǎn)。但是，我們也欣喜地看到了，近年來，國內(nèi)政產(chǎn)學(xué)研用在推動火電輔機(jī)設(shè)備國產(chǎn)化方面的積極努力，國產(chǎn)化工作正越來越得到行業(yè)內(nèi)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降低。”《能源技術(shù)革命創(chuàng)新行動計(jì)劃(2016~2030年）》提出。
2 “第四大主機(jī)”國產(chǎn)化推進(jìn)艱難
記者在合肥皖化電機(jī)技術(shù)開發(fā)有限責(zé)任公司（以下簡稱“皖化電機(jī)”）生產(chǎn)車間親眼目睹了該公司的生產(chǎn)實(shí)力———某中央發(fā)電集團(tuán)在內(nèi)蒙古今年上半年要投產(chǎn)的火電廠，在安裝了國外的爐水循環(huán)泵不到24小時(shí)后出現(xiàn)故障，電廠要急于投產(chǎn)，不可能聯(lián)系國外廠家維修，只好由專人護(hù)送運(yùn)到皖化電機(jī)。皖化電機(jī)及時(shí)加班修復(fù)后保證了電廠正常投產(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“第四大主機(jī)”。眾所周知，火電廠是“三大主機(jī)”，用“第四大主機(jī)”的說法來定位爐水循環(huán)泵，可見爐水循環(huán)泵在火電企業(yè)中的重要意義。
“爐水循環(huán)泵使用于30～105萬千瓦火電機(jī)組，是強(qiáng)制循環(huán)鍋爐、直流鍋爐和復(fù)合循環(huán)鍋爐等火電廠鍋爐的關(guān)鍵配套設(shè)備，也是機(jī)組低負(fù)荷脫硝(超低排放)的關(guān)鍵配套設(shè)備，能保證鍋爐安全運(yùn)行，具有提高鍋爐熱效率以及在低負(fù)荷時(shí)調(diào)峰的能力。”中國電機(jī)工程學(xué)會大電機(jī)專業(yè)委員會副秘書長白亞民介紹道，目前國內(nèi)使用在發(fā)電機(jī)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(jī)是國內(nèi)首家、國際上第三家能獨(dú)立自主設(shè)計(jì)制造，滿足亞臨界、超臨界和超超臨界大型發(fā)電機(jī)組需要的爐水循環(huán) 泵設(shè)計(jì)制造企業(yè)。皖化電機(jī)還組織編寫了我國電力行業(yè)標(biāo)準(zhǔn) 《電站爐水循環(huán)泵檢修導(dǎo)則》，規(guī)范了國內(nèi)爐水循環(huán)泵檢修服務(wù)市場標(biāo)準(zhǔn)。
神華萬州電廠副總工程師王新平向記者介紹了皖化電機(jī)在爐水循環(huán)泵領(lǐng)域的先進(jìn)水平。皖化電機(jī)曾為萬州電廠105萬千瓦機(jī)組研制了世界上技術(shù)參數(shù)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(yùn)至今運(yùn)行穩(wěn)定，這標(biāo)志著我國在該領(lǐng)域的設(shè)計(jì)制造能力達(dá)到國際先進(jìn)水平。
皖化電機(jī)全額出資成立了 “爐水泵電機(jī)備品備件全國儲備中心”，為廣大電廠用戶節(jié)省大量備品資金。10多年來，皖化電機(jī)生產(chǎn)的爐水循環(huán)泵都在線正常運(yùn)行。“目前，皖化電機(jī)正在開發(fā)具有早期故障判斷專家系統(tǒng)的第三代智能化爐水循環(huán)泵。這種新型爐水循環(huán)泵可以通過智能交互系統(tǒng)進(jìn)行全天候遠(yuǎn)程監(jiān)控。”皖化電機(jī)董事長姚崇全告訴記者。
皖化電機(jī)總經(jīng)理姚榮祥告訴 《中國電力報(bào)》記者：“由于國產(chǎn)化推動難度大，皖化電機(jī)制造的爐水循環(huán)泵市場占有率僅1%左右，檢修的市場占有率約70%左右，總計(jì)近800臺，其中再制造接近200臺。這與我們的能力是不匹配的?！?br/>
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?！眹H焊接工程師、原能源部安環(huán)司處長、原電監(jiān)會特聘專家楊富向記者談道?；痣姍C(jī)組四大管道是指連接鍋爐與汽輪機(jī)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(yīng)旁路管道，主要材料為大口徑厚壁無縫鋼管。
隨著材料技術(shù)的不斷進(jìn)步和熱能動力理論的日臻完善，火力發(fā)電蒸汽的參數(shù)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)展過程。《能源發(fā)展戰(zhàn)略行動計(jì)劃(2014~2020年)》在“科技創(chuàng)新”方面明確了包括“高參數(shù)節(jié)能環(huán)保燃煤發(fā)電”在內(nèi)的20個重點(diǎn)創(chuàng)新方向。
據(jù)悉，華能集團(tuán)、神華集團(tuán)、宏潤、寶鋼等中央發(fā)電集團(tuán)、制造企業(yè)以及研發(fā)機(jī)構(gòu)已經(jīng)開始攻關(guān)650攝氏度超超臨界技術(shù)。
《能源技術(shù)革命創(chuàng)新行動計(jì)劃(2016~2030年）》在“我國能源技術(shù)戰(zhàn)略需求”部分強(qiáng)調(diào)，圍繞能源技術(shù)發(fā)展目標(biāo)提供關(guān)鍵材料裝備支撐。根據(jù)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(jié)構(gòu)材料、
先進(jìn)復(fù)合材料、高溫超導(dǎo)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)品合作開發(fā)框架協(xié)議書》，在5年合作期限內(nèi)共同研發(fā)生產(chǎn)650攝氏度電站用G115材料?！焙颖焙隄櫤搜b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?！霸谖覈?00攝氏度技術(shù)成熟距離700攝氏度超超臨界機(jī)組建設(shè)和投運(yùn)還有相當(dāng)一段時(shí)間。在這段時(shí)間內(nèi)可立足于現(xiàn)有超超臨界技術(shù)，嘗試應(yīng)用最新的耐高溫材料（G115等）開發(fā)研究650攝氏度左右超超臨界機(jī)組?！敝袊娏こ填檰柤瘓F(tuán)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(shù)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(lián)盟”下成立材料部件整合和優(yōu)化部門，協(xié)調(diào)統(tǒng)一下一步工作，避免由于技術(shù)路線的錯誤導(dǎo)致方向錯誤和經(jīng)濟(jì)上損失。
4 健全政產(chǎn)學(xué)研用協(xié)同創(chuàng)新機(jī)制
“目前火電廠P92鋼大約90%是進(jìn)口，這種局面從長遠(yuǎn)來看對電力部門很不利，依賴國外，在質(zhì)量和價(jià)格上將處于被動地位?！敝袊撗锌萍技瘓F(tuán)有限公司原總工程師程世長談道。
“依托國家科技計(jì)劃（專項(xiàng)、基金等）和相關(guān)工程等，在發(fā)電設(shè)備等重點(diǎn)領(lǐng)域，引導(dǎo)整機(jī)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(jié)合、以市場促基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的新模式，提升重大裝備自主可控水平?！薄吨袊圃?025》中強(qiáng)調(diào)。
宏潤聯(lián)合寶鋼特鋼、中國機(jī)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(cái)政部共同組織實(shí)施的2014工業(yè)強(qiáng)基專項(xiàng)———高端裝備基礎(chǔ)能力提升：關(guān)鍵基礎(chǔ)材料超超臨界火電機(jī)組P92大口徑無縫鋼管項(xiàng)目。
這被看成是國家相關(guān)部門積極推動P92鋼管國產(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(jī)（5萬噸）聯(lián)合寶鋼特鋼生產(chǎn)的高端P92大口徑無縫鋼管通過專家鑒定，標(biāo)志著火電P92鋼管進(jìn)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(yīng)的 鼓勵政策，引導(dǎo)發(fā)電企業(yè)大量試用包括P92在內(nèi)的國產(chǎn)化鋼管?！敝袊鴻C(jī)械工業(yè)聯(lián)合會發(fā)電設(shè)備中心行業(yè)服務(wù)處處長孟彥輝認(rèn)為。
“由于目前沒有具體的政策支持，發(fā)電集團(tuán)和發(fā)電企業(yè)沒有勇氣去應(yīng)用國產(chǎn)化鋼管。因?yàn)槿绻髽I(yè)應(yīng)用了，一旦出現(xiàn)故障，將會承擔(dān)很大責(zé)任?！睏罡槐硎?。
“健全國有能源企業(yè)技術(shù)創(chuàng)新經(jīng)營業(yè)績考核制度，加大技術(shù)創(chuàng)新在國有能源企業(yè)經(jīng)營業(yè)績考核中的比重，切實(shí)推動國有能源企業(yè)成為重大能源技術(shù)裝備研制和工程應(yīng)用的主體?！薄赌茉醇夹g(shù)革命創(chuàng)新行動計(jì)劃(2016~2030年）》中如此強(qiáng)調(diào)。
“推進(jìn)國產(chǎn)化的關(guān)鍵在發(fā)電企業(yè)主體?！睏罡徽J(rèn)為。他建議，各大發(fā)電集團(tuán)及發(fā)電企業(yè)，當(dāng)前應(yīng)該正確認(rèn)識包括P92在內(nèi)的各類國產(chǎn)鋼管，不斷推動國產(chǎn)化進(jìn)程。也正如原國家機(jī)械工業(yè)部副部長陸燕蓀所期待的，希望在兩三年的時(shí)間內(nèi)實(shí)現(xiàn)他多年以來的夢想—————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)開展政產(chǎn)學(xué)研用聯(lián)合攻關(guān)，突破關(guān)鍵基礎(chǔ)材料、核心基礎(chǔ)零部件的工程化、產(chǎn)業(yè)化瓶頸。
