隆冬時節(jié)，位于長江三角洲北翼的江蘇省泰州市高港區(qū)永安洲鎮(zhèn)福沙村的建設(shè)工地上，國電泰州電廠二期工程熱火朝天。

除了少數(shù)業(yè)內(nèi)人士外，沒有多少人能意識到，在這片熱土上，即將矗立起一座世界火電發(fā)展史上一個新的里程碑———這是我國首臺百萬千瓦超超臨界二次再熱火電機組，其發(fā)電效率、發(fā)電煤耗、環(huán)境指標(biāo)等各項技術(shù)參數(shù)有望躋身世界第一，成為全世界最優(yōu)、指標(biāo)最好的示范電廠。

工欲善其事，必先利其器。目前，我國已經(jīng)是世界能源生產(chǎn)和消費第一大國，也是電力裝機和電網(wǎng)規(guī)模世界第一。顯然，在電力工業(yè)超常規(guī)發(fā)展奪得諸多世界第一奇跡的背后，是我國高端能源裝備制造業(yè)世界級水平的支撐。

“可以自豪地說，我國高端裝備領(lǐng)域，目前火電設(shè)備是率先取得世界級水平突破的領(lǐng)域。”中國電器工業(yè)協(xié)會副秘書長白文波說。

從規(guī)模上來說，上海電氣電站集團總工程師袁建華提供的數(shù)據(jù)為我國發(fā)電設(shè)備制造業(yè)在全球市場上的地位描述了直觀的坐標(biāo)—— “十一五”以來，我國發(fā)電設(shè)備年產(chǎn)量占同期世界產(chǎn)量50%以上，對全球發(fā)電設(shè)備的凈增量的貢獻(xiàn)超過50%，成為世界上最大的發(fā)電設(shè)備制造國。

從技術(shù)含量來看，可以預(yù)言，隨著百萬千瓦超超臨界二次再熱技術(shù)的火電機組在2015年左右相繼建成，我國火力發(fā)電裝備技術(shù)即將從“高效超超臨界時代”邁進到新一代更為先進的 “高超超臨界時代”。

絕非妄言，我國火電裝備技術(shù)正處于又一次突破的前夜。

世界之巔———高超超臨界時代的二次再熱技術(shù)

首臺百萬千瓦超超臨界二次再熱火電機組的諸多世界第一具體體現(xiàn)在那些方面？比我國在運的常規(guī)百萬千瓦超超臨界機組性能有哪些提升？2013年12月20日，記者到上海采訪到了該機組的設(shè)計制造和電站設(shè)計單位———上海電氣電站集團和中國能建華東電力設(shè)計院。  上海電氣電站集團提供的設(shè)計數(shù)據(jù)顯示，該機組發(fā)電效率達(dá)47.94%，比當(dāng)今世界最好的二次再熱發(fā)電機組效率提高0.94%以上，比國內(nèi)常規(guī)超超臨界一次再熱機組平均效率提高2.12%，機組設(shè)計發(fā)電煤耗為256.2克/千瓦時，比當(dāng)今世界最好水平低了5克/千瓦時，比常規(guī)百萬千瓦機組降低發(fā)電煤耗約10克/千瓦時。與常規(guī)百萬超超臨界機組相比，該機組更加環(huán)保，二氧化碳、二氧化硫、氮氧化物和粉塵排放量減少5%以上。

據(jù)袁建華總工介紹，目前世界上二次再熱機組歐洲有十幾臺，日本有3、4臺，其中以丹麥的二次再熱機組效率最高，雖然該機組是用北海的深海水冷卻，我們的示范項目是用長江水冷卻，但我們的發(fā)電機組效率還是超過了它。

“這項技術(shù)我們具有完全的自主知識產(chǎn)權(quán)，完全自己制造，沒有依靠國外技術(shù)力量，也沒有西門子、阿爾斯通參與制造。”來自中國能建華東電力設(shè)計院的該項目電站設(shè)計總師李林向記者強調(diào)。該院是我國火電和核電常規(guī)島設(shè)計的龍頭單位之一，在我國已投運的60臺百萬千瓦機組中，他們設(shè)計了其中的27臺，市場占有率接近一半。

袁建華總工向記者介紹了該項目的技術(shù)路線圖。該項目的技術(shù)儲備從2006年華能玉環(huán)電廠投運后開始研究更高的參數(shù)，2007年開始研究二次再熱技術(shù)，2009年開始研究620攝氏度溫度問題，2010年12月與國電集團達(dá)成共識正式啟動項目設(shè)計。兩年來，項目攻關(guān)組相繼攻克了二次再熱鍋爐高參數(shù)、復(fù)雜的熱力計算、系統(tǒng)設(shè)計、控制集成以及高效燃燒與低污染排放、溫度調(diào)節(jié)和高溫材料、焊接等30多個難題，其中一個軸系的穩(wěn)定性問題便提出了20多個方案，并與發(fā)電機進行匹配，然后對比論證，最后才確定最優(yōu)方案。

“汽輪機采用了五缸四排汽結(jié)構(gòu)，增加了一個缸，其中超高壓缸的壓力達(dá)到了35兆帕，比常規(guī)機組提高了8兆帕，并首次采用了10級回?zé)岢槠?rdquo;上海電氣電站設(shè)備有限公司汽輪機廠副總工程師沈國平向記者介紹說。

“二次再熱的溫度由600攝氏度升級到了620攝氏度，高、中壓轉(zhuǎn)子采用了最新的9%鉻鋼材料。”上海電氣電站設(shè)備有限公司汽　  輪機廠副總工程師兼技術(shù)部副部長沈紅衛(wèi)告訴記者，轉(zhuǎn)子的異種焊接技術(shù)也是一個世界級的難題，目前用了兩個焊接轉(zhuǎn)子，該項技術(shù)全世界只有上海電氣的劉霞團隊和阿爾斯通掌握。

12月12日，上海電氣的鏗鏘玫瑰、焊接工程師劉霞以其高超的焊接技術(shù)榮獲CCTV第14屆中國經(jīng)濟年度人物評選特別獎。這是中國技術(shù)工人群體首次登上中國經(jīng)濟年度人物評選的舞臺，正是成千上萬個劉霞們挺起了中國火電裝備制造業(yè)龐大帝國的脊梁。

國之重器———百萬千瓦級超超臨界火電發(fā)電機組

11月22日，在工業(yè)和信息化部發(fā)布的《高端裝備制造業(yè)“十二五”發(fā)展規(guī)劃》中，百萬千瓦級超超臨界火電發(fā)電機組被列為近十年我國高端裝備制造業(yè)具有自主知識產(chǎn)權(quán)的12項重大成果之首。

“自2009年起，我國裝備制造業(yè)的經(jīng)濟總量已經(jīng)連續(xù)4年躍居世界第一，目前，國內(nèi)的百萬千瓦級超超臨界火電發(fā)電機組等一大批高端裝備都取得了重大突破。裝備制造業(yè)不僅對國內(nèi)經(jīng)濟和社會發(fā)展作出了重要貢獻(xiàn)，而且成為中國工業(yè)走向世界的重要標(biāo)志。”工信部黨組成員、總工程師朱宏任在一次媒體訪談中公開證實了百萬千瓦級超超臨界火電發(fā)電機組國之重器的地位。

我國在2002年成功完成了國家重大科技攻關(guān)項目 “超超臨界燃煤發(fā)電技術(shù)”的研究，2006年11月，華能玉環(huán)電廠國內(nèi)第一個百萬千瓦超超臨界燃煤機組建成投產(chǎn)。該機組汽輪機和發(fā)電機由上海電氣制造，鍋爐由哈爾濱鍋爐廠供貨。2007年，以玉環(huán)電廠工程為依托的 “超超臨界燃煤發(fā)電技術(shù)的研發(fā)與應(yīng)用”課題獲得國家科學(xué)技術(shù)進步一等獎。

2010年12月，華電寧夏靈武電廠二期2×106萬千瓦工程3號機組投運。這是國內(nèi)首臺投運的百萬千瓦級空冷機組。以此為標(biāo)志，100萬千瓦超超臨界空冷機組應(yīng)用水平邁上新高度。

截至目前，我國已建成投產(chǎn)的百萬千瓦級超超臨界機組達(dá)到60臺，超過全球同類機組保有量的總和。此外，上海電氣、東方電氣、哈爾濱電氣等電站裝備制造業(yè)巨頭手中掌握 的訂單超過150臺套。市場的追捧，說明我國超臨界、超超臨界發(fā)電設(shè)備技術(shù)應(yīng)用已達(dá)到國際先進水平，特別是自主創(chuàng)新的60萬千瓦級超臨界、超超臨界火電機組已實現(xiàn)了向印度、俄羅斯、土耳其等國家的出口。

特別值得一提的是，由上海電氣制造的外高橋三期2臺百萬千瓦機組，供電煤耗達(dá)到290克/千瓦時，比全國火電發(fā)電機組平均煤耗低了67克，創(chuàng)造了世界效率最高的百萬千瓦超超臨界機組水平。

有形之手———推動火電裝備制造業(yè)彎道超車

“設(shè)備制造和安裝水平已達(dá)到世界標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)備加工能力全球一流，性價比高，可成為中東歐國家的理想選擇。”11月25日，李克強總理在中東歐國家媒體發(fā)表的題為 《跨越千山萬水的問候———寫在第二屆中國—中東歐國家領(lǐng)導(dǎo)人會晤即將舉行之際》的署名文章中親自當(dāng)起了推銷員，高度贊揚我國電力裝備技術(shù)水平，為我國電力裝備產(chǎn)品進入國際市場開路架橋。

在中國火電裝備制造業(yè)實現(xiàn)彎道超車，兌現(xiàn)后發(fā)優(yōu)勢的過程中，除了國內(nèi)電力市場爆發(fā)性增長需求強勁這只無形之手外，政府的產(chǎn)業(yè)政策這只有形之手也發(fā)揮了巨大的推力。

“堅持政府、產(chǎn)業(yè)、科研院所和用戶相結(jié)合，依托示范工程來推進國產(chǎn)化。”上海電氣電站集團副總工程師韓賓認(rèn)為，先示范，后推廣，我國政府的產(chǎn)業(yè)政策越來越成熟。

11月23日，國家能源局在上海組織召開能源重大裝備國產(chǎn)化產(chǎn)業(yè)化座談會，國家發(fā)展改革委副主任、國家能源局局長吳新雄專程到上海電氣集團汽輪機公司調(diào)研。該公司設(shè)計制造的國電泰州電廠二期百萬千瓦二次再熱機組項目被國家能源局列為國家燃煤發(fā)電示范項目，也是國家科技部確定的“十二五”節(jié)能減排國家科技支撐計劃項目。據(jù)韓賓回憶，國家能源局領(lǐng)導(dǎo)不僅到業(yè)主單位國電集團現(xiàn)場辦公協(xié)調(diào)項目，還主持了4次項目評審會，科技部也為該項目組織了兩次專家會診，上海市政府有關(guān)部門也提供了大量支持。

國家能源局一直把依托重點工程組織重大裝備國產(chǎn)化作為工作重點。為了推動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，國家能源局牽頭組織了“國家700攝氏度超超臨界燃煤發(fā)電技術(shù)聯(lián)盟”。為了推動閥門和四大管道國產(chǎn)化，2010年11月，國家能源局召開了超超臨界火電機組四大管道國產(chǎn)化工作會議。2011年4月29日,國家能源局又組織相關(guān)企業(yè)舉行了超超臨界火電機組關(guān)鍵閥門和四大管道聯(lián)合研發(fā)協(xié)議的簽約活動。

從亞臨界到超臨界，從超臨界到超超臨界，從先進的高效超超臨界到新一代超超臨界，我國火電裝備制造業(yè)從引進技術(shù)、消化吸收，到自主創(chuàng)新、優(yōu)化提高、彎道超車，每一次的突破背后都有政府的強力支持。

1992年，我國政府決定以上海石洞口二廠引進2臺60萬千瓦超臨界火電機組作為示范項目，為超臨界機組的國產(chǎn)化工作進行充足準(zhǔn)備。為進一步推進超臨界機組國產(chǎn)化，我國政府于2000年將60萬千瓦超臨界機組的研制補列入“九五”國家重大技術(shù)裝備研制項目，并確定華能沁北電廠一期2×60萬千瓦超臨界機組為國產(chǎn)首臺60萬千瓦超臨界機組示范工程。

“朱镕基總理決定60萬千萬以下的機組不準(zhǔn)進口。”韓賓回憶往事，當(dāng)年，國家的這個決定對扶持尚在襁褓中蹣跚學(xué)步的我國火電裝備制造業(yè)相當(dāng)重要，極大地推動了我們抓緊消化引進技術(shù)和國產(chǎn)化工作。

在超臨界機組國產(chǎn)化成功的基礎(chǔ)上，中國政府及時批準(zhǔn)了上海、哈爾濱、東方三大發(fā)電設(shè)備制造集團又分別從西門子、阿爾斯通、三菱、東芝等企業(yè)引進100萬千瓦超超臨界技術(shù)，并通過確定示范工程推動了國產(chǎn)化。

我國政府還積極推進潔凈煤技術(shù)發(fā)展與應(yīng)用。2012年12月12日，華能天津IGCC電站示范工程投產(chǎn)，并成為基于IGCC的綠色煤電國家863計劃研發(fā)基地，標(biāo)志著我國在整體煤炭氣化燃?xì)?mdash;——蒸汽聯(lián)合循環(huán)發(fā)電方面取得了新的進展。

2013年4月14日，我國自主研發(fā)、具有完全自主知識產(chǎn)權(quán)的世界首創(chuàng)單機容量最大的60萬千瓦超臨界循環(huán)流化床示范機組在四川白馬循環(huán)流化床示范電站投入商業(yè)運行，這是我國電力裝備制造技術(shù)又一重大突破。

我國火電裝備制造業(yè)必將給我們帶來更多更大驚喜。