超超临界执行机构国产化方案
对超超临界机组用新型钢国产化研制的探讨
对超超临界机组用新型钢国产化研制的探讨中国发展超超临界火电机组和新型高温高强度钢的开发及国产化一直得到最广泛的关注。
目前我国已运行、在建和规划建设中的超超临界火电机组已超过200台，对其使用的耐高温、耐高压金属材料的性能以及研发生产符合使用条件、保证安全稳定运行的国产化新钢种已成为推广应用超超临界技术的关键，也是广大用户的迫切需求。
发电企业、有关科研单位、冶金和钢管生产及设备制造企业开始对这些新型钢的强化机理、组织机构、冶炼、成型加工、服役性能等方面进行研究、生产和试用，并已取得一些成果。
2008年全国电力建设新增生产能力仍然保持较快增长，基建新增发电装机容量9051万k W，其中火电6575万kW。
截至2008年底，全国发电装机容量达到79253万kWh。
其中，火电达到60132万kWh约占总容量75.87%。
火电机组建设继续朝向大机组、大容量、超超临界(USC)机组、节水环保型方向发展。
虽然我国超超临界机组的发展取得了举世瞩目的发展，但超超临界机组用高温高强度钢材国产化研制和应用性能研究工作薄弱，因此，对耐高温耐高压金属材料的性能研究，已成为推广应用超超临界技术的关键。
1、新型高温高强钢的开发是超超临界机组发展的关键技术1.1、超超临界机组是我国火电发展的必然趋势我国能源以煤炭为主，所以我国的能源发展政策是煤为主体，电为中心，保障社会经济的可持续发展。
我国电力以煤为主要燃料的格局在今后相当长的时期内不会改变。
故我国电力发展的基本方针是：提高能源效率，保护生态环境，加强电网建设，大力开发水电、优化发展煤电，积极发展核电，适度发展天燃气，鼓励新能源发电。
发展燃煤发电机组，必须要带来巨大的环境压力。
排放的烟气中含有SOX、NOX和CO2，并排出大量的灰渣和污水。
给人类带来四大环境问题。
温室效应、酸雨、臭氧层破坏和大气污染。
优化发展煤电，提高燃煤发电机组的效率和减少污染物排放的洁净煤发电技术，从目前世界火力发电技术难度和现实性看，超超临界技术并配备以常规的烟气脱硫技术较易实现，且超超临界机组在国际上已经是商业化成熟的发电技术。
超超临界机组主要零部件材料国产化情况介绍
05
CHAPTER
国产化进程中的成功案例和 经验教训
成功案例介绍
华龙一号
东方电气
作为国内自主研发的第三代核电技术，华龙 一号的成功研制和商业化运行，标志着我国 在超超临界机组主要零部件材料国产化方面 取得了重大突破。通过自主研发和科技创新， 实现了关键材料的国产化，降低了成本，提 高了机组的经济性和竞争力。
加工制造技术
超超临界机组零部件的制造精度要求 极高，需要高精度的加工设备和制造 工艺，这给制造企业带来了很大的挑 战。
市场竞争和国际贸易环境的影响
市场竞争激烈
超超临界机组主要零部件材料的国产化 市场竞争非常激烈，国内企业需要不断 提高产品质量和技术水平，以应对国际 竞争对手的挑战。
VS
国际贸易环境的不确定性
06
CHAPTER
未来展望和建议
加强技术研发和人才培养
建立产学研合作机
制
鼓励企业与高校、研究机构建立 长期合作关系，共同开展技术研 发和人才培养。
培养专业人才
加大对超超临界机组技术研发和 生产领域的人才培养力度，提高 专业人才素质。
引进先进技术
积极引进国际先进技术，加强消 化吸收再创新，提高国产化率和 技术水平。
优化产业结构和布局
调整产业结构
鼓励企业加大技术改造和升级力度，优化产 品结构，提高产品质量和技术含量。
培育优势企业
重点培育一批具有国际竞争力的超超临界机组生产 企业，推动产业集聚和升级。
促进产业链协同发展
加强产业链上下游企业间的合作与协同，形 成优势互补、共同发展的良好格局。
推动政策支持和资金投入
超超临界机组主要零部件材料 国产化情况介绍
目录
CONTENTS
超超临界发电设备用钢的国产化及其应用要点
超超临界发电设备用钢的国产化及其应用2009-05-121、前言我国电力工业的发展规模是从1949年新中国诞生后在党中央、国务院领导下和各地方、各行业的领导、专家工程技术人员和员工大力支持下，由1850 MW基础上经过近60年几代人的艰苦奋斗，发展到2008年792.53 GW规模, 增长了428倍。
目前稳居世界第二位，仅次于美国。
技术水平也已处于世界前列。
与之相应的电站用金属材料特别是高温用特种钢，超临界和超超临界用新型钢的国产化也取得了突飞猛进的进步。
2、电力工业发展历程2.1、建国初期（1949～2009年）年装机容量的变化建国初期（1949～2009年）年装机容量的变化，见表1。
表1我国建国初期年装机容量的变化2.2、中国近20年来电力工业发展的里程碑1987年中国发电装机容量突破1亿kW；1995年3月突破2亿kW，发电1万亿kWh；2000年04月突破3亿kW，发电1.313万亿kWh；2004年05月突破4亿kW，发电2.187万亿kWh；2005年12月突破5亿kW，发电2.4万亿kWh；2006年10月突破6亿kW，发电2.834万亿kWh；2007年11月突破7亿kW，发电3.2559万亿kWh；2008年底中国发电装机容量7.9亿kW，发电达3.4334万亿kWh。
2.3、我国火力发电机组的发展系列我国火力发电机组的发展系列见表2。
表2：我国火力发电机组的发展系列2.4、我国火电机组的发展实例及参数变化1955年生产出第一台6000 kW中压火电机组，蒸汽压力3.82MPa，温度450℃；1960年生产出第一台50 MW高压火电机组，蒸汽压力9.80MPa，温度538℃；1966年开始生产100～200MW超高压机组，蒸汽压力13.73MPa，温度538℃；1987年投产第一台300 MW亚临界机组，蒸汽压力18.28 MPa，温度538℃；2004年投产第一台超临界机组（沁北），蒸汽压力24.20 MPa，温度566℃；2006年第一台百万千瓦超超临界机组投产（玉环），压力26.25MPa，温度600℃。
超(超)临界机组P91 P92材料研制及国产化
超(超)临界机组P91/ P92材料研制及国产化1、前言国民经济的快速发展及人民生活水平的不断提高离不开电力工业的发展。
发展大容量高参数机组，特别是超（超）临界机组将是我国火力发电“提高发电效率，节约一次能源，改善环境，降低发电成本”的必然趋势。
电力技术的发展在很大程度上取决于新型耐热材料技术的发展。
解决超（超）临界发电设备关键材料的唯一方法是立足国内，走国产化的道路。
2、电力工业发展及对大口径无缝钢管的要求2.1电力工业发展现状我国电力工业的发展历程概括为以下几点：1）截止2008年底装机7.93亿kW，其中火电6.01亿kW，占75.79%，水电1.72亿k W，占21.69%，核电902万kW，占1.14%，风电894万kW，占1.13%。
2）2008年发电量34334亿kWh，其中火电为27793亿kWh，占80.95%，水电为5633亿kWh，占16.41%，核电为684亿kWh，占1.99%,风电为128亿kWh，占0.37%。
3）全国发电装机容量和全年发电量均居世界第二位，说明中国是名副其实的电力生产大国。
4）我国年人均用电量为2590kWh,相当于美国1/7，日本1/4，韩国1/3。
年人均生活用电量仅为260kWh，相当于美国1/20，日本1/10，因此发展仍然是电力工业首要的和长期的战略任务。
5）电力工业发展潜力巨大，预计全国发电装机容量到2010年为9.5亿kW,到2015年为1 2亿kW,到2020年为15亿kW以上。
因此电力工业前途光明，任重道远。
2.2优化发展煤电1)主要是提高燃煤发电机组的效率和减少污染物的排放（SOx,，NOx ,CO2）。
2)解决四大环境问题（温室效应，酸雨，臭氧层破坏，大气污染）。
2.3 煤电发展方向1)提高火电机组效率，减少污染的洗净煤发电技术最有效的途径是提高蒸汽参数，即提高蒸汽的压力和温度，大力发展超临界（SC）和超超临界（USC）火电机组。
超超临界机组关键部件国产化获重大突破
（ ）提高设备状态分析水平。提高二次设备 ５
状态 分析 水平 是状 态监 测 与状 态检 修相 衔接 的关
键一 环 ， 主要 包 括 ３个 方 面 ：一 是 加快 设 备 在 线
推 行设 备状 态检 修模 式作 为我 国电力 系统顺
监 测数 据 管 理 ， 正 发 挥 在 线 监 测 装 置 的 作 用 。 真
陈玉林 等 ： 电总厂二次设备状态检修探讨 龚
２０ ０ ８年增 刊（ ） ２
（ ）抓 好 在线 监测 技 术 的 引 进 和 开 发 应 用 ， ４ 确 定最 佳检 修 时机 。在线 监 测是 推行 二 次设 备状 态 检修 的关 键技 术 支 撑 ， 于它 能 在 运 行 状 态 下 由 连 续进行 测试 ， 因而 能及 时 、 效地 发 现设 备 的早 有 期 缺陷 ， 并据 此确 定最 佳检 修 时机 。
面 走 出 自己 的特 色 ， 服 务 于整 个 大 渡 河 流域 水 并
人才 是企 业 生存 和发 展 的根本 。 随着现 代科 技在 发 电厂 的广 泛 应 用 ， 算 机 监 控 系 统 正 在代 计
电建设 ， 鉴于 广大 电力 同行 。 借
参考文献 ：
１ 黄雅 罗， ｊ 黄树红． 发电设 备状态检修 ［ ． Ｍ］ 北京． 中国电力出
版社 ． ０ ６ ２０
替人完成大部分设备的运行监视工作 ， 但这些技 术还是 需 要人 去掌 握 和应用 的。状 态检 修与 纯计
划检修 对人 员 素 质要 求 的最 大 不 同点 在 于 ： 计 纯 划 检修 只要 求技 术人 员熟 练 掌握 一个 专业 面 的知
作者简介 ：
识 即可 ， 而状态检修则要求各单位 、 各技术部门和
1000MW超超临界机组DCS系统国产化三步走
1000MW超超临界机组DCS系统国产化三步走工控摘要：国电智深公司在实现1000MW超超临界机组DCS系统国产化这一重大目标上采取了三步走战略，即泰州北仑工程服务、龙山庄河奠定基础、谏壁项目实现国产化。
一、消化、创新、推进三步走战略国电智深公司在实现1000MW超超临界机组DCS系统国产化这一重大目标上采取了三步走战略，即泰州北仑工程服务、龙山庄河奠定基础、谏壁项目实现国产化。
具体地说，通过承担泰州和北仑电厂1000MW超超临界机组DCS系统工程技术服务，深入研究超超临界机组的控制对象特性和控制技术，了解掌握超超临界机组对DCS系统性能指标、功能和规模上的要求;与此同时，采用自主化DCS系统实现龙山600MW亚临界直接空冷机组和庄河600MW超临界机组的控制，从而在系统平台上为超超临界机组DCS系统的国产化打下坚实基础;最终在谏壁1000MW超超临界机组上，实现超超临界火电机组DCS系统的国产化。
目前泰州电厂1号机组已投运商业运行，2号机组即将完成168小时试运，北仑项目已开始现场调试;采用国电智深自主化DCS系统的龙山600MW直接空冷亚临界机组已于2007年1月投运，成为首批成功在600MW机组上使用的国产DCS系统;采用国电智深自主化DCS系统的国家发改委“十一五”国家技术进步示范工程——庄河600MW超临界机组已于2007年8月成功投运，实现了国产DCS在600MW超临界机组上的历史性突破;谏壁1000MW超超临界机组DCS系统项目合作协议已签订，并列为国家863项目《火电行业重大工程自动化成套控制系统》的示范工程。
可以说，国电智深在实现1000MW超超临界机组DCS系统国产化战略目标的征程上已成功跨越前两步，正开始迈入最关键的第三步。
(一)百万超超临界机组工程服务1、泰州1000MW超超临界机组DCS系统工程服务国电泰州电厂2×1000MW超超临界机组锅炉采用哈尔滨锅炉厂引进日本三菱公司技术的变压运行、带中间混合集箱垂直管圈水冷壁直流炉，八角双火焰切圆燃烧方式，汽轮机和发电机由哈尔滨汽轮机厂和发电机厂与日本东芝公司联合设计制造。
超临界350MW电厂四大管道国产化应用分析
超临界350MW电厂四大管道国产化应用分析李海杰;李传永;米连军【摘要】At present, the four major pipelines of supercritical unit adopt imported product, which brings a series of problems, such as high cost, long purchasing cycle, lack of supervision and control of the pipe manufacturing quality, causing increase of power plant construction costs, long construction period, quality defects before site installation inspection, etc. Through analysis of the chemical composition and performance index of the four major pipelines manufactured by domestic steel mills and survey of the condition of domestically manufactured four major pipelines, this paper provides advice for the localization of four major pipelines for a 350MW power plant unit.%目前超临界机组四大管道采用进口产品带来的一系列问题，如价格昂贵，采购周期长，管道制造过程质量无法监督控制，造成电厂基建费用增加，建设周期长，现场安装前检验发现诸多质量缺陷等。
通过对国内钢厂所生产的四大管道化学成分、性能指标分析及调研已应用国产化四大管道情况，为某350MW电厂机组四大管道国产化提出建议。
国产1000MW超超临界机组技术综述
国产1000MW超超临界机组技术综述一、本文概述随着全球能源需求的日益增长和环境保护压力的加大，高效、清洁的发电技术已成为电力行业的重要发展方向。
国产1000MW超超临界机组作为当前国际上最先进的发电技术之一，其在我国电力工业中的应用和发展具有重要意义。
本文旨在对国产1000MW超超临界机组技术进行全面的综述，以期为我国电力工业的可持续发展提供技术支持和参考。
本文将首先介绍超超临界技术的基本原理和发展历程，阐述国产1000MW超超临界机组的技术特点和优势。
接着，文章将重点分析国产1000MW超超临界机组的关键技术，包括锅炉技术、汽轮机技术、发电机技术以及自动化控制系统等。
本文还将对国产1000MW超超临界机组在节能减排、提高能源利用效率以及降低运行成本等方面的实际效果进行评估，探讨其在电力工业中的应用前景。
本文将总结国产1000MW超超临界机组技术的发展趋势和挑战，提出相应的对策和建议，以期为我国电力工业的可持续发展提供有益的启示和借鉴。
通过本文的综述，读者可以全面了解国产1000MW超超临界机组技术的现状和发展方向，为相关研究和应用提供参考和指导。
二、超超临界机组技术概述随着全球能源需求的不断增长和对高效、清洁发电技术的迫切需求，超超临界机组技术在我国电力行业中得到了广泛的应用。
超超临界机组是指蒸汽压力超过临界压力，且蒸汽温度也相应提高的火力发电机组。
与传统的亚临界和超临界机组相比，超超临界机组具有更高的热效率和更低的煤耗，是实现火力发电高效化、清洁化的重要途径。
超超临界机组技术的核心在于提高蒸汽参数，即提高蒸汽的压力和温度，使其接近或超过水的临界压力（1MPa）和临界温度（374℃）。
在这样的高参数下，机组的热效率可以大幅提升，煤耗和污染物排放也会相应降低。
同时，超超临界机组还采用了先进的材料技术和制造工艺，以适应高温高压的工作环境，保证机组的安全稳定运行。
在超超临界机组中，关键技术包括高温材料的研发和应用、锅炉和汽轮机的优化设计、先进的控制系统和自动化技术等。
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超（超）临界火电机组关键阀门执行机构
国产化方案
一、现状
执行机构是阀门最主要的控制装置，目前国内在运行的超（超）临界火电机组中执行机构以进口为主。
单台百万千瓦超（超）临界火电机组需要配套电动执行机构600多台、气动执行机构200多台，其中进口执行机构价值量约占75%左右，尤其调节型执行机构的国产化率不足10%。
进口厂家主要有英国ROTORK、德国SIPOS、德国AUMA、美国FISHER、意大利STI、德国SAMSON 等，它们长期垄断国内市场，不仅增加了项目建设费用和后期维护成本，也制约了国内阀门和执行机构制造业的良性发展。
在火电机组关键阀门国产化已经取得突破的形势下，亟需推进阀门执行机构的国产化。
近年来，国内执行机构制造业在技术研发、加工制造和试验检测等方面的能力显著提升，质量管控水平明显提高，骨干企业的产品已达到或接近国外先进水平，部分产品已逐步应用于超（超）临界火电机组和大型石化装置。
在电动执行机构方面，常州电站辅机总厂有限公司、扬州电力设备修造厂、扬州恒春电子有限公司、特福隆集团有限公司（特福隆（上海）科技有限公司）、天津埃柯特测控技术有限公司和深圳市南方通用电气有限公司等企业生产的部分电动执行机构已用于超（超）临界火电机组。
在气动执行机构方面，国内没有知名的专业生产阀门气动执行机构的品牌企业，一般气动执行机构由阀门厂家自制。
应用结果表明，国产阀门执行机构可以满足火电机组安全、可靠运行的工况要求，已具备国产化的条件和能力。
同时，国产阀门执行机构也已在核电、冶金、水处理和石油石化等领域大量使用。
二、国产化目标
在依托工程上使用的国产阀门全部采用国产执行机构，已有应用业绩的执行机构在依托工程直接使用，国产化率可达到60%，完成大扭矩、高转速及大推力执行机构的研制并在依托工程上应用后，执行机构国产化率达到85%。
三、国产化任务
超（超）临界火电机组配套执行机构分开关型和调节型，部分已经有业绩，部分产品需要攻关研制。
1、有业绩的执行机构
1）电动执行机构
公称转矩为100-8000N.m多回转电动执行机构（开关型）、公称转矩为300-60000N.m的部分回转电动执行机构（开关型）2）气动执行机构
输出推力为6400-50000N气动执行机构（开关型）。
上述产品的技术已成熟，在部分超（超）临界、亚临界及以下火电机组已有应用业绩，应在依托工程直接使用。
2、需研发的执行机构
1）开关型电动执行机构
大扭矩、高转速执行机构还需制造企业进一步研制，样机技术指标如下：
a、多回转电动执行机构
公称转矩：10000-24000N.m；
输出转速：9-14r/min。
b、部分回转电动执行机构
公称转矩：80000-250000N.m；
启闭时间≤120S。
重点研究解决如下问题：
大功率专用电机；
大扭矩、高转速电动执行机构控制装置；
现场总线兼容性；
整机产品的可靠性。
完成样机研制，并通过鉴定后在依托工程应用。
2）调节型电动执行机构
调节型电动执行机构应具备国际最新的数字化控制功能，完成样机研制，主要技术指标如下：
扭矩：10～10000N.m
转速：10～40r/min
基本误差：≤±1%
回差：≤1%
死区：≤1%
防护等级：IP67
调节型电动执行机构重点研究解决如下问题：
调节型产品的精度、调节频率、电机控制；
智能控制；
数据传输；
故障自诊断；
多种总线控制；
现场/远程控制；
整机产品的可靠性。
按上述要求完成样机研制，并通过鉴定后在依托工程应用。
3）开关型气动执行机构
大输出推力气动执行机构还需制造企业进一步研制，完成样机制造，主要技术指标如下：
输出推力：60000-100000N
行程：100-200mm
重点研究解决如下问题：
长寿命、高强度的气缸及膜片材料；
高精度气缸缸体制造技术；
高性能密封材料；
整机产品的可靠性。
4）调节型气动执行机构
调节型气动执行机构应具备国际最新的数字化控制功能，完成样机研制，主要技术指标如下：
输出推力：6400-50000N
行程：25-200mm
基本误差：≤±1%
回差：≤1%
死区：≤1%
防护等级：IP67
重点研究解决如下问题：
调节型产品的精度、调节频率；
智能控制；
数据传输；
故障自诊断；
多种总线控制；
现场/远程控制；
整机产品的可靠性。
按上述要求完成样机研制，并通过鉴定后在依托工程应用。
5）大推力气液、电液联动执行机构
为满足超（超）临界火电机组阀门所需更大推力执行机构要求，开展气液、电液联动执行机构研究，主要技术指标如下： 输出推力：60000-200000N
行程：25-200mm
重点解决如下问题：
高性能的气液、电液增压泵；
执行机构小型化技术；
智能控制技术；
高压密封可靠性；
整机产品的可靠性。
四、工作计划
确定依托项目并正式启动超（超）临界火电机组关键设备国产化工作后，利用一年左右时间完成样机研制通过鉴定。
0-2个月：组织依托项目电厂、主机厂、设计院、阀门厂、执行机构制造企业讨论确定国产化执行机构具体参数和技术要求，确定研发工作计划和分工；
2-3个月：讨论技术规格书和试验大纲及鉴定要求，签订研发协议；
3-10个月：完成设计、方案评审和制造；
10-12个月：完成试验和检测，组织鉴定验收。
五、保障措施
（一）成立国产化工作小组
成立国家能源局牵头的超（超）临界火电机组电动执行机构国产化工作组（名单见附件）。
负责组织和推动超（超）临界火电机组电动执行机构国产化实施，组织有关专家开展研发方案、
试验大纲制定和样机鉴定，检查督导重要工作任务落实情况，协调国产化过程中的重大问题。
（二）明确各单位国产化任务
示范电厂和主机厂负责承担各电动执行机构的示范应用，需积极联合设计院等单位提出技术要求和设备参数，配合制造企业开展自主研发。
参与国产化的制造企业要按照国产化总体方案，细化本单位承担的国产化任务，明确具体工作任务和时间节点，保质保量完成国产化工作。
（三）发挥行业协会作用
超（超）临界火电机组电动执行机构国产化工作总体由国家能源局牵头组织，具体由中国通用机械工业协会负责组织有关制造企业，牵头组织和协调示范电厂、主机厂和设计院等单位。
中国通用机械工业协会及时向国产化工作小组汇报国产化重大事项及进展情况。