“超超臨界火電機(jī)組四大管道國(guó)產(chǎn)化示范工程目前正在有序進(jìn)行中，近期將完成管道的工廠化配制，進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)安裝。”在9月3~4日中國(guó)電力科技網(wǎng)召開的火電廠金屬材料與焊接技術(shù)交流2013年會(huì)上，國(guó)家能源局超超臨界火電機(jī)組四大管道國(guó)產(chǎn)化示范工程聯(lián)合研發(fā)團(tuán)隊(duì)成員向《中國(guó)電力報(bào)》記者介紹，“按照計(jì)劃，示范電廠將在今年底投入商業(yè)運(yùn)行，示范工程將進(jìn)入管道在役監(jiān)督階段。”超超臨界火電機(jī)組四大管道國(guó)產(chǎn)化是超超臨界火電機(jī)組全面實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)化的重要標(biāo)志。在國(guó)家能源局主持下，根據(jù)2010年11月超超臨界火電機(jī)組四大管道國(guó)產(chǎn)化工作會(huì)議精神，電力企業(yè)、鋼管制造企業(yè)和熱工研究院共同組建成立了“100萬千瓦超超臨界火電機(jī)組四大管道國(guó)產(chǎn)化示范工程”聯(lián)合研發(fā)團(tuán)隊(duì)，共同致力于推進(jìn)超超臨界機(jī)組四大管道的國(guó)產(chǎn)化工作。

近年來，超超臨界燃煤發(fā)電技術(shù)國(guó)產(chǎn)化進(jìn)程加快，600攝氏度超超臨界發(fā)電技術(shù)不斷深化，700攝氏度超超臨界發(fā)電技術(shù)路線圖已經(jīng)繪就，燃煤發(fā)電整體效率不斷提升。

超超臨界成“十二五”燃煤發(fā)電發(fā)展方向

“我國(guó)已經(jīng)投運(yùn)的600攝氏度超超臨界機(jī)組達(dá)100臺(tái)，超過8000萬千瓦，數(shù)量和總?cè)萘烤邮澜绲谝弧?rdquo;在火電廠金屬材料與焊接技術(shù)交流2013年會(huì)上，五指集團(tuán)中曼電力管道（天津）有限公司董事長(zhǎng)高沛長(zhǎng)告訴《中國(guó)電力報(bào)》記者，“我國(guó)是超超臨界機(jī)組最大的生產(chǎn)國(guó)、使用國(guó)”。近年來，五指集團(tuán)中曼電力管道（天津）有限公司一直致力于超超臨界機(jī)組材料研制和技術(shù)發(fā)展。他們與某發(fā)電廠合作研發(fā)了100萬千瓦超超臨界機(jī)組A335、P91材料制造加工的管件，不同專業(yè)機(jī)構(gòu)對(duì)產(chǎn)品各項(xiàng)科技指標(biāo)測(cè)試結(jié)果均為合格，國(guó)內(nèi)多家權(quán)威機(jī)構(gòu)組成的技術(shù)鑒定委員會(huì)對(duì)該項(xiàng)科研成果進(jìn)行了技術(shù)鑒定。

上世紀(jì)90年代，我國(guó)電力部門開始引進(jìn)國(guó)外先進(jìn)的600攝氏度超超臨界機(jī)組。國(guó)產(chǎn)第一臺(tái)600攝氏度超超臨界機(jī)組于2006年11月28日在華能玉環(huán)電廠投運(yùn)。華能集團(tuán)公司以華能玉環(huán)電廠600攝氏度百萬千瓦超超臨界燃煤機(jī)組作為課題依托工程，在國(guó)內(nèi)首次提出了我國(guó)發(fā)展超超臨界火電機(jī)組的技術(shù)選型方案。

截至目前，我國(guó)在超超臨界發(fā)電方面，已經(jīng)具備制造100萬千瓦、25兆帕、600攝氏度等級(jí)發(fā)電機(jī)組的基礎(chǔ)和能力。

“‘超超臨界’成為‘十二五’燃煤發(fā)電領(lǐng)域的關(guān)鍵詞。從歷屆火電廠金屬材料與焊接技術(shù)交流年會(huì)觀察，越來越多的專家學(xué)者在交流討論超超臨界的技術(shù)問題。”中國(guó)電力科技網(wǎng)CEO魏毓璞向 《中國(guó)電力報(bào)》記者介紹道。

金屬材料是發(fā)展超超臨界的關(guān)鍵

“發(fā)展超超臨界火力發(fā)電機(jī)組的關(guān)鍵是高溫金屬材料及其焊接技術(shù)的研究和開發(fā)。”曾在原電力部工作多年的安全生產(chǎn)專家、火電廠金屬材料與焊接技術(shù)交流2013年會(huì)主席楊富表示。

“就目前我國(guó)投用和正在建設(shè)的超超臨界火電機(jī)組來說，高溫重要部件金屬材料均使用國(guó)外進(jìn)口材料。為降低造價(jià)成本，應(yīng)加快研發(fā)進(jìn)口管國(guó)產(chǎn)化技術(shù)，并大　  量投用到新建機(jī)組中。”神華國(guó)能集團(tuán)技術(shù)研究院專家向《中國(guó)電力報(bào)》記者介紹，“超超臨界火電機(jī)組采用的新型耐熱鋼是機(jī)組安全運(yùn)行的關(guān)鍵，只有盡快大量的掌握新型鋼材的使用特性和焊接工藝等前沿信息，才能更好地保障機(jī)組的安全穩(wěn)定。”中國(guó)鋼鐵研究總院結(jié)構(gòu)材料研究所程世長(zhǎng)是多年研究超超臨界發(fā)電技術(shù)的權(quán)威專家，他在上述會(huì)議上表示：“600攝氏度超超臨界機(jī)組是高價(jià)向外國(guó)公司買來的技術(shù)，存在著知識(shí)產(chǎn)權(quán)，即每生產(chǎn)一臺(tái)機(jī)組必須向外國(guó)公司支付高額費(fèi)用。機(jī)組要出口銷售必須外國(guó)公司批準(zhǔn)。嚴(yán)重地影響我國(guó)600攝氏度超超臨界機(jī)組的生產(chǎn)和銷售，客觀上制約了我們的經(jīng)濟(jì)發(fā)展。”據(jù)記者了解，700攝氏度超超臨界的關(guān)鍵材料，目前主流的是超級(jí)鎳基合金，從1998年開始，歐洲對(duì)于這種超級(jí)鎳基合金便已進(jìn)行了超過10萬小時(shí)的仿真實(shí)驗(yàn)。目前，我國(guó)并不具備超級(jí)鎳基合金的制造能力，還處于探索研發(fā)階段。

國(guó)內(nèi)高溫合金權(quán)威專家、北京科技大學(xué)金屬研究所高溫合金研究室教授謝錫善表示：“超級(jí)鎳基合金在燃煤機(jī)組中的應(yīng)用是一個(gè)系統(tǒng)工程，需要冶金行業(yè)、鍋爐制造業(yè)、電力行業(yè)的良好合作機(jī)制。”2012年12月1日，“600攝氏度超超臨界火電機(jī)組用鋼管研制與應(yīng)用”項(xiàng)目通過科技成果鑒定，我國(guó)600攝氏度超超臨界火電機(jī)組用鋼管技術(shù)從無到有，并躍居國(guó)際先進(jìn)水平。該項(xiàng)目技術(shù)的成功實(shí)施有力地支撐了我國(guó)600攝氏度超超臨界火電機(jī)組的自主化建設(shè)。

“700攝氏度”計(jì)劃實(shí)現(xiàn)尚需時(shí)日

我國(guó)自2010年就開始了700攝氏度超超臨界燃煤發(fā)電技術(shù)的研究。2010年7月23日，國(guó)家能源局舉行“國(guó)家700攝氏度超超臨界燃煤發(fā)電技術(shù)聯(lián)盟”啟動(dòng)儀式，下設(shè)4個(gè)專項(xiàng)工作組進(jìn)行相關(guān)研究。

幾乎同時(shí)，國(guó)家科技部863課題“先進(jìn)超超臨界火電機(jī)組關(guān)鍵鍋爐管開發(fā)”項(xiàng)目也開始策劃。

《中國(guó)電力報(bào)》記者了解到，從國(guó)際范圍講，目前尚沒有能滿足700攝氏度超超臨界燃煤電站設(shè)計(jì)要求的成熟材料。歐、美、日對(duì)于700攝氏度超超臨界立項(xiàng)研究已經(jīng)10年多。特別是歐洲，700攝氏度超超臨界計(jì)劃實(shí)施已10多年，由于主蒸汽管700攝氏度試驗(yàn)約22400小時(shí)，試驗(yàn)中因焊接接頭出現(xiàn)環(huán)狀裂紋，因此計(jì)劃推遲。

而另一個(gè)難題是高企的材料成本。目前研究的700攝氏度超超臨界機(jī)組的特種材料造價(jià)高達(dá)每噸80萬元以上，一個(gè)鍋爐由現(xiàn)在的40~45億元的造價(jià)巨升到200億元，這種發(fā)展是否具有可操作性，還得打問號(hào)！“當(dāng)前在我國(guó)發(fā)展625攝氏度超超臨界機(jī)組不僅是需要，也是火電機(jī)組發(fā)展的必然趨勢(shì)。”程世長(zhǎng)表示，“625攝氏度超超臨界機(jī)組僅僅是我們的命名，不是一個(gè)準(zhǔn)確的參數(shù)范圍，它是一個(gè)高于現(xiàn)在600攝氏度超超臨界機(jī)組參數(shù)的總稱”。據(jù)了解，各發(fā)電集團(tuán)和設(shè)計(jì)單位已經(jīng)開始了625攝氏度超超臨界機(jī)組相關(guān)參數(shù)的設(shè)計(jì)，與鍋爐廠簽訂合同的機(jī)組已達(dá)到20臺(tái)。