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8月31日，世界首臺630攝氏度國家電力示范項目——大唐鄆城2×100萬千瓦超超臨界二次再熱燃煤發(fā)電機(jī)組主體工程在山東鄆城全面啟動。該項目首次將國家重大科技創(chuàng)新成果G115?耐高溫鋼應(yīng)用到煤電機(jī)組，將汽輪機(jī)進(jìn)氣蒸汽溫度提升至631攝氏度，攻克了同類型百萬千瓦機(jī)組620攝氏度的技術(shù)壁壘，首次將燃煤機(jī)組發(fā)電熱效率提升到50%以上。

在《“十四五”能源領(lǐng)域科技創(chuàng)新規(guī)劃》中，針對先進(jìn)高參數(shù)超超臨界燃煤發(fā)電技術(shù)明確提出，要開展700攝氏度等級的高溫合金材料及關(guān)鍵高溫部件的制造、加工、焊接、檢驗等技術(shù)攻關(guān)。如今，大唐鄆城煤電項目先行先試，為我國百萬千瓦機(jī)組超超臨界二次再熱技術(shù)的發(fā)展提供了“大唐樣本”。

在此技術(shù)的推動下，百萬機(jī)組供電煤耗下降還有多少潛力？新材料G115?耐高溫鋼在煤電機(jī)組的應(yīng)用體現(xiàn)出哪些先進(jìn)性？中能傳媒記者進(jìn)行了采訪。

供電煤耗進(jìn)一步下降未來可期

在煤電行業(yè)，素有“10克煤耗、一代技術(shù)”的說法，是指生產(chǎn)1千瓦時電能的煤耗每降低10克，就意味著一代技術(shù)的革新。大唐鄆城項目供電煤耗較同類型先進(jìn)水平機(jī)組270克/千瓦時再降14克，這在業(yè)界看來是煤電技術(shù)史的又一里程碑。

而在大唐鄆城發(fā)電有限公司鍋爐主任王海旭看來，這個數(shù)據(jù)仍有下降的空間。

“在煤電領(lǐng)域，單機(jī)容量越高，機(jī)組做功能力越大，相應(yīng)的煤耗就越低，節(jié)能效率越強(qiáng)。鄆城項目的實驗成功，將開啟630攝氏度火電時代，在G115?耐高溫鋼價格趨于穩(wěn)定后，將全面提升百萬千瓦機(jī)組的發(fā)電熱效率。將來，隨著耐高溫新材料的技術(shù)創(chuàng)新，700攝氏度超超臨界二次再熱技術(shù)的突破，火電廠煤耗值降低還有空間?！蓖鹾Ｐ裾f。

記者了解到，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，蒸汽參數(shù)經(jīng)歷了低壓、中壓、高壓、超高壓、亞臨界、超臨界及超超臨界幾個發(fā)展歷程。隨著能源清潔化的發(fā)展要求日益迫切，日臻成熟的超超臨界技術(shù)為當(dāng)前煤電領(lǐng)域主流，650攝氏度超超臨界燃煤發(fā)電技術(shù)研發(fā)正在加速推進(jìn)，700攝氏度超超臨界燃煤機(jī)組也將是我國清潔高效發(fā)電技術(shù)的必然選擇。

近年來，我國火電機(jī)組結(jié)構(gòu)持續(xù)優(yōu)化，超臨界、超超臨界機(jī)組比例明顯提高，超超臨界二次再熱技術(shù)無論從容量、還是煤耗均達(dá)到世界領(lǐng)先水平。當(dāng)前，我國已建成全球最大的清潔高效煤電供應(yīng)體系，成為了世界上蒸汽參數(shù)最高和供電煤耗最低的國家。

大唐集團(tuán)總經(jīng)理、黨組副書記劉明勝表示，大唐鄆城國家電力示范項目是中國大唐科技創(chuàng)新的重點(diǎn)項目，承載著世界最高水平清潔高效靈活火電機(jī)組科研攻關(guān)和工程應(yīng)用的重要使命，是大唐集團(tuán)推動煤電與新能源融合發(fā)展、加快建設(shè)新型電力系統(tǒng)的具體實踐，推進(jìn)能源轉(zhuǎn)型、服務(wù)“雙碳”目標(biāo)的重要舉措。

資料顯示，隨著先進(jìn)高效機(jī)組占比提高和節(jié)能提效改造深入推進(jìn)，我國火電平均供電煤耗持續(xù)下降，“十二五”累計降低18克/千瓦時，“十三五”累計降低9克/千瓦時；“十四五”期間，通過對存量煤電機(jī)組實施大規(guī)模靈活性改造，超超臨界發(fā)電技術(shù)的不斷提升，特別是新型耐熱高溫材料在煤電機(jī)組的廣泛應(yīng)用，供電煤耗進(jìn)一步下降未來可期。

G115?耐高溫鋼承載新煤電技術(shù)

“從理論上講，水蒸汽的壓力和溫度越高，機(jī)組發(fā)電熱效率越高，能耗則越低。但溫度和壓力的提升總有一個極限。當(dāng)溫度走向620攝氏度以上、壓力逼近30兆帕及以上，現(xiàn)有的材料無法滿足要求。此外，新型耐熱材料高昂的價格也是火電廠繞不開的門檻，目前來看，G115?耐高溫鋼最具性價比?！蓖鹾Ｐ駥τ浾哒f。

據(jù)悉，30年前，歐美發(fā)達(dá)國家就開始了700攝氏度先進(jìn)超超臨界燃煤發(fā)電技術(shù)的研發(fā)布局。我國自2008年起加快高溫合金材料及關(guān)鍵高溫部件制造的技術(shù)研發(fā)進(jìn)程，意圖徹底打破火電廠耐熱材料的國際壟斷，生產(chǎn)出完全屬于中國自主研發(fā)的產(chǎn)品。

從現(xiàn)實情況來看，我國的耐熱材料技術(shù)研發(fā)成果顯著。其中，大唐鄆城單軸百萬超超臨界二次再熱煤電機(jī)組所應(yīng)用的G115?耐高溫鋼材料就是典型案例。

據(jù)寶特高金科技有限公司執(zhí)行董事、總經(jīng)理施威介紹，G115?耐高溫鋼是中國鋼研總院與寶武集團(tuán)聯(lián)合研發(fā)，歷時15年打造的目前全球唯一可用于630攝氏度超超臨界機(jī)組的新一代馬氏體耐熱鋼。材料主要用于高溫過熱器出口集箱、高溫再熱器出口集箱以及主汽和再熱段管等高溫高壓元件。

據(jù)悉，G115?耐高溫鋼首次應(yīng)用在大唐鄆城百萬千瓦煤電機(jī)組，克服了變形抗力大，溫度窗口窄，組織均勻性極難控制，熱處理工藝復(fù)雜等難題。

“大唐鄆城煤電項目投運(yùn)后，中國將迎來百萬千瓦煤電機(jī)組630攝氏度新格局?！笔┩τ浾哒f。

長期致力于耐熱鋼產(chǎn)品技術(shù)研發(fā)的河北宏潤核裝備科技股份有限公司董事長劉春海認(rèn)為，目前耐熱鋼材料是制約火電技術(shù)煤耗進(jìn)一步降低的關(guān)鍵性因素，耐熱鋼的耐受程度與再熱蒸汽溫度及發(fā)電熱效率成正比。

“G115?耐高溫鋼是我國第一個原創(chuàng)型、具有完全自主知識產(chǎn)權(quán)的電站用鋼，代表著中國耐高溫鋼的最高水平。G115?耐高溫鋼在煤電機(jī)組的廣泛應(yīng)用，將極大推動煤炭清潔高效利用水平?！眲⒋汉Ｕf。

在大唐鄆城煤電項目主體工程啟動會議上，國家市場監(jiān)督管理總局特種設(shè)備局副局長周亮指出，G115?鋼成功通過我國特種設(shè)備新材料應(yīng)用史上規(guī)模最大、時間最長、級別最高的技術(shù)評審，這標(biāo)志著我國鍋爐用高溫新材料應(yīng)用取得突破進(jìn)展。G115?鋼正式進(jìn)入工程試用階段，將對推動火力發(fā)電廠鍋爐節(jié)能減排、助力實現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)具有重要戰(zhàn)略意義，將進(jìn)一步推動我國新材料高科技自立自強(qiáng)，打破關(guān)鍵耐熱材料長期依賴進(jìn)口的局面。

來源：https://mp.weixin.qq.com/s/DdJejTIMiRr_tLg9mpMrfA