②火电 (超超临界)四大管道
2004年前,我国超(超)临界发电机组用大口径厚壁无缝钢管全部依赖进口,对能源建设和安全形成严重制约。[10]
自2010年11月份起,国家能源局开始推进超(超)临界火电机组四大管道国产化工作,认真研究和分析了四大管道国产化的可行性,认为近年来(2011年)国内企业和科研机构在新型耐热钢研发方面取得了很大进展,以内蒙古北方重工业集团有限公司为代表的国内企业大口径厚壁无缝钢管生产技术水平和装备水平显著提高,目前P91、P22和WB36等材质钢管已相继通过性能评定和鉴定评审,并应用于电站设备,高端P92钢管也已研发成功,具备了承担超(超)临界火电机组四大管道产业化的能力。[11]
2013年,据中国能源网报道,阀门作为超(超)临界火电机组的关键配套产品,是保证机组安全、经济运行的重要设备之一。国内阀门制造业在百万千瓦核电、天然气长输管线、大型石油化工等领域的一些高难度阀门已实现了国产化,在超(超)临界阀门的科技攻关方面也做了许多努力,但常规火电阀门首台套始终难以突破,致使常规火电90%高端阀门长期依赖进口,整台机组阀门国产化率也只有35%左右。[12]
大型火电发电机组配套阀门以其所在部位和功能不同,其品种结构、型号规格多种多样,按照结构形式可分为闸阀、截止阀、止回阀、蝶阀、安全阀、调节阀等等,品种繁多。对于常规低中压阀门,国内完全有能力配套,在此不再赘述。火电发电系统中高工作参数、高技术含量的阀门主要分布在四大管路系统中,即主蒸汽管道、主给水管道、再热器冷段、热段管道、汽机各段抽汽管道,另外还有高低压旁路系统。[12]
目前在建的60万、30万kW亚临界机组四大管道系统配套阀门,经过“七五”、“八五”期间,国家组织阀门行业各骨干企业从国外技术引进和国产化攻关,已全部实现国产化。[12]
2014年,华能南通电厂百万千瓦机组四大管道P92国产化示范工程圆满完成,标志着国产超超临界机组四大管道高端耐热钢大口径厚壁无缝钢管技术全面突破。[13]
2015年,据中国电力报报道,“锅炉、汽轮机和发电机这火电‘三大主机’已完全能够自主设计制造,但四大管道、高端阀门、炉水循环泵等这些被喻为火电技术国产化‘最后一公里”的辅机设备及材料一直存在瓶颈,依赖进口,不仅使得电站建设受制于人,也大大增加了电力建设成本。”“目前火电厂P92钢大约90%是进口”。[14]
2016年,华电句容电厂百万千瓦机组四大管道P92国产化示范工程顺利签约,实现了国家超超临界火电站四大管道所需管材全部国产化的目标。[13]
2017年1月,根据包头日报报道,特种钢产品方面,大口径高强韧厚壁无缝钢管达到了世界先进水平,已应用于国内近百台亚临界、超临界和超超临界火电机组的四大管道,是“中国制造2025”强基工程的中标产品、国家能源局确定的国产化示范产品。[15]
2018年7月,中国兵器工业集团内蒙古北方重工业集团有限公司成功中标中国机械设备工程股份有限公司总包的,巴基斯坦吉航1263兆瓦超超临界燃机电站P92四大管道项目。北重集团的P91、P92钢管凭借良好质量、稳定性能,已使我国超超临界火电机组“四大管道”成功实现国产化,完全可以替代进口,并可广泛应用于电力、石化、冶金、航空、船舶等众多领域。[16]
经过近十年运行,北重集团不断加快技术创新和工艺改进,P91、P92、WB36等高品质厚壁无缝钢管产品相继成功挤压。目前,P91、P92钢管年生产能力已达到12万吨,被广泛应用于国内超临界和超超临界火电机组的四大管道以及冶金、煤化工等领域,国产化覆盖率越来越高,被国家能源局确定为国产化示范产品。据了解,这些钢管从挤压、技工、强度来看,都要比国际标准还要高出3倍之多,如果使用传统加工手段根本不可能实现。[10]
2020年,华能瑞金电厂二期2*1000MW超超临界二次再热机组项目六大管道及锅炉管国产化工程合同成功签订,标志着国产P92钢管超超临界项目应用逐渐常态化。[13]
相比P92国产化程度不断提高,具有更好耐热性能的G115则刚刚实现了首次在项目中落地运用,大唐郓城煤电项目对G115的运用打破了高温材料长期依赖进口的局面,对于推动火电管道国产化高质量发展具有重要意义。[13]
大唐郓城煤电项目使用的G115大口径无缝钢管由河北宏润与钢研总院、宝武特治合作联合开发,通过中国机械工业发电设备中心、中国钢结构协会钢管分会、上海钢管行业协会专家委员的研究论证,各项技术指标均满足超超临界火电机组标准。[13]
G115的研发成功,首次使我国在该领域实现从跟踪仿制到创新领跑的巨大跨越。作为630℃示范机组管道主选材料,G115将首次应用于大唐山东郓城630℃超超临界二次再热示范项目。G115大口径厚壁管的研制应用,成功打破我国高端耐热大口径厚壁无缝管长期依赖进口的被动局面,也首次使得我国在该领域达到国际领先水平。[18]
大唐郓城国家电力示范项目,规划建设两台百万千瓦超超临界二次再热燃煤机组,核心设备参数为35.5MPa/616℃/631℃/631℃,采用自主G115高温材料,全厂热效率首破50%,关键指标达世界领先。[18]
2024年,据中国经济网报道,目前,我国初步实现了四大管道耐热材料国产化,可满足620摄氏度燃煤机组需求。[17]
2024年10月,据中国能源新闻网报道,河北省能源局副局长赵春怀表示,目前国产P92和G115已走在世界前列,且具有价格优势。[13]
2024年10月18日,中国能源研究会特邀副理事长陈进行表示,中国宝武、中国钢研总院、宏润核装等相关单位联合研发的G115耐高温钢,是我国第一个原创型、具有完全自主知识产权的电站用钢,代表着中国耐高温钢的最高水平。[18]
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