一、技術概述  

大型(xíng)超臨(lín)界火電機組已成為(wéi)世界發達國家電力設備的主導産品，機組容量指(zhǐ)600mw及以上，超(chāo)臨界(jiè)壓力(lì)指蒸(zhēng)汽壓(yā)力從亞臨(lín)界參數過(guò)渡到超臨界參數，即(jí)主蒸(zhēng)汽壓力從(cóng)17mpa提高到24~25mpa；主蒸汽(qì)溫度從530℃提(tí)高到(dào)540℃，由一級中間再(zài)熱改進為(wéi)兩級(jí)中間再熱，使溫(wēn)度再提高到566℃及(jí)以上；供(gòng)電煤耗小于300克／千(qiān)瓦時，機組(zǔ)效率比同(tóng)容量亞(yà)臨界機組提高2~2．4％。以60萬千(qiān)瓦機組(zǔ)為(wéi)例，超臨界機(jī)組(zǔ)比亞臨界機(jī)組(zǔ)，每年可節省約2．5萬噸(dūn)标準煤。

大(dà)型超(chāo)臨界機(jī)組(zǔ)的研制需解決一批重(zhòng)大的關(guān)鍵技(jì)術(shù)，包(bāo)括設(shè)計技(jì)術、生産工(gōng)藝、材料技術、自(zì)動化技術(shù)、運行技術(shù)。  

二、現狀及國内(nèi)外發展趨(qū)勢  

縱觀(guān)國(guó)内外火電設(shè)備技術(shù)發展态(tài)勢，其最(zuì)主要的特點和(hé)要求是：不斷提高供(gòng)電效率和(hé)可靠性、降(jiàng)低能耗、減(jiǎn)少環(huán)境污(wū)染；發電設備的技術結構從最(zuì)初的(de)小(xiǎo)容(róng)量中(zhōng)壓機(jī)機(jī)組，逐步(bù)發展到中等容(róng)量的高壓(yā)機組(zǔ)和超高壓(yā)機組(zǔ)，乃至近(jìn)代水平(píng)的大(dà)型(xíng)容量亞臨界機組，及現(xiàn)代超(chāo)臨界(jiè)機組和多種聯合循(xún)環機(jī)組，供(gòng)電效(xiào)率從(cóng)初期(qī)水平(píng)25％提高到(dào)現代水(shuǐ)平(píng)40％以上。

從(cóng)全世(shì)界電(diàn)力工(gōng)業的構成(chéng)分析(xī)、火電仍是主要構成部(bù)分，隻有(yǒu)少數國(guó)家如法(fǎ)國和北歐幾個(gè)國家(jiā)的核(hé)電、水(shuǐ)電已(yǐ)成為該國(guó)電力(lì)工(gōng)業(yè)的主(zhǔ)體(tǐ)。近(jìn)三十年來(lái)，世界發電機組(zǔ)的發(fā)展上已達到了很高水平(píng)，而且(qiě)在制造、運行和(hé)可靠性上(shàng)與亞臨界火(huǒ)電(diàn)機組相當(dāng)或更(gèng)佳，積(jī)累了豐富(fù)的經驗。在歐洲(zhōu)一些國(guó)家和日(rì)本已開(kāi)始研制(zhì)超臨(lín)界參數火(huǒ)電機(jī)組。

我(wǒ)國火(huǒ)電(diàn)技(jì)術與(yǔ)當今世界(jiè)火電技術的(de)發展趨(qū)勢是基(jī)本(běn)一緻(zhì)的。我(wǒ)國已引進(jìn)并掌握了亞臨界300mw，600mw機組技術。進(jìn)口的超臨界火電機組已投入(rù)運行。當(dāng)前應抓(zhuā)緊落(luò)實超臨界(jiè)機組(zǔ)的依(yī)托工(gōng)程項目(mù)，采取引(yǐn)進技術，技(jì)貿結(jié)合等方式，攻克超臨界機組的關鍵技術，加快(kuài)超臨界機組的(de)研制(zhì)。  

三、“十(shí)五”目(mù)标及(jí)主要研究(jiū)内容  

1．目标

根據(jù)我國(guó)目前(qián)電(diàn)力工業(yè)的實際情況和(hé)國民經(jīng)濟發展(zhǎn)的需要(yào)，“十五”期間或(huò)至2010年将是(shì)一個很好的結構調整時期。應以攻(gōng)關(guān)關鍵技(jì)術、發展大型超(chāo)臨界(jiè)機組(zǔ)為重點來(lái)發展和加(jiā)強發電(diàn)裝備工(gōng)業。預(yù)計2005年前攻(gōng)克主要關鍵技術、國(guó)産大型超(chāo)臨界(jiè)機組試制(zhì)完成(chéng)投入運行(háng)，并使其具(jù)有商(shāng)品化生産(chǎn)能力，機組參(cān)數為600mw，壓(yā)力24．2mpq、溫(wēn)度538／566℃。

（1）考慮我國電(diàn)力工(gōng)業的(de)現狀和今(jīn)後發展需要(yào)，為(wéi)了做好(hǎo)大(dà)型超(chāo)臨界(jiè)機組(zǔ)開發研制(zhì)，原機械部(bù)、電力(lì)部組織專(zhuān)家曾(céng)進行過(guò)多(duō)次論(lùn)證研究，對(duì)超臨界機組的容量系列有一明(míng)确的意見。其(qí)系列為600mw級、900mw級、1200mw級三個(gè)檔次(cì)。選擇600mw機組為起(qǐ)步容量，主要是國内(nèi)已有二(èr)台進口(kǒu)機組投(tóu)入(rù)運(yùn)行(háng)，有運行及(jí)維護(hù)經驗(yàn)可借(jiè)鑒，可靠性(xìng)較高(gāo)。另一(yī)方面與亞臨界(jiè)600mw機組的容量類同，在主(zhǔ)機制造上較(jiào)為有(yǒu)利；并可采用現有的(de)輔機配套，有利于減少其成套設備的研制。

（2）900mw和(hé)1200mw大(dà)型超臨(lín)界機組作為中、長期即2005年後發(fā)展的目标，在600mw大型超(chāo)臨(lín)界(jiè)機組(zǔ)取得成(chéng)功(gōng)經驗(yàn)，并批量(liàng)生産、形(xíng)成主力機(jī)組後再予以發展，避(bì)免低(dī)水(shuǐ)平的重複。要(yào)盡早進行技術(shù)準備工作，重點研(yán)究900mw機組(zǔ)采用單(dān)軸、單爐(lú)膛的(de)問(wèn)題，并對1200mw機組采(cǎi)用(yòng)雙軸技術(shù)方案作綜(zōng)合分析(xī)，以(yǐ)便與(yǔ)單軸(zhóu)的900mw機組作(zuò)比較。

（3）大型(xíng)超臨(lín)界(jiè)機組的(de)發展(zhǎn)對(duì)輔機提出更高的(de)要求(qiú)，在引進600mw超臨界(jiè)機組(zǔ)過程中，國(guó)内已承(chéng)擔過部(bù)分輔(fǔ)機的制造(zào)任務。超臨(lín)界機(jī)組輔機國産化(huà)重點是(shì)解決給水泵、高壓閥門(mén)、水處理設(shè)備等(děng)研制問題和儀(yí)表與(yǔ)自控(kòng)系(xì)統(tǒng)軟件(jiàn)的開發；選擇最(zuì)佳的(de)控制(zhì)系統與(yǔ)方式。

（4）國内對(duì)亞臨(lín)界機組(zǔ)鋼材(cái)國(guó)産化已進(jìn)行過許多工作，為超(chāo)臨界(jiè)機組(zǔ)材料國産(chǎn)化打下了(le)基礎。超臨界機組系(xì)統進(jìn)口初(chū)參數為24．2mpa、538／556℃或24．2mpa、566／566℃，因此要抓(zhuā)緊(jǐn)有(yǒu)關材(cái)料(liào)國産化的開發工作，如過熱器，再熱器，主汽(qì)管和(hé)高(gāo)溫集箱(xiāng)用鋼(gāng)管；高、中壓(yā)缸用鋼鑄(zhù)件、轉(zhuǎn)子鍛(duàn)件；“超純(chún)”低(dī)壓轉子鋼鍛件(jiàn)和钛合(hé)金長葉(yè)片。

2．主(zhǔ)要(yào)研(yán)究内(nèi)容

（1）超臨界(jiè)機組系列選型及系統(tǒng)配置的(de)研究：包括超臨界機組鍋(guō)爐、汽(qì)輪機、發(fā)電(diàn)機、主(zhǔ)要輔機(jī)等(děng)系列(liè)選型；超(chāo)臨界機(jī)組熱力系(xì)統優化(huà)設(shè)計；超(chāo)臨界(jiè)機組汽機旁路(lù)系統選型。

（2）大型超(chāo)臨(lín)界鍋(guō)爐關鍵技術研(yán)究：包(bāo)括(kuò)超臨界(jiè)鍋爐(lú)爐(lú)型及燃(rán)燒系統配(pèi)置方(fāng)式；關鍵受壓部(bù)件結構優化設(shè)計和(hé)壽命管理。

（3）大型超臨界汽(qì)輪機關鍵(jiàn)技術研(yán)究：包括(kuò)超臨(lín)界機(jī)組轉(zhuǎn)子動(dòng)力特性；固(gù)體顆粒沖蝕(shí)特性和(hé)防護措施(shī)；末級長(zhǎng)葉片振(zhèn)動應(yīng)力和疲勞壽命；高溫高壓(yā)部件溫度場、應(yīng)力場(chǎng)和蠕(rú)變疲(pí)勞壽命。

（4）大型超臨界(jiè)單軸(zhóu)900mw（百萬(wàn)kw級）機組汽(qì)輪發電(diàn)機(jī)關鍵(jiàn)技術(shù)研(yán)究(jiū)：包括(kuò)發電機轉子裝配結(jié)構件應力水平、配(pèi)合要求(qiú)及材料選擇；發(fā)電機轉子通風(fēng)選擇；勵磁方式(shì)；軸系、振動及汽(qì)輪機(jī)－發電機聯(lián)接的分析(xī)；定、轉(zhuǎn)子絕緣(yuán)結構。

（5）超臨界機組(zǔ)材料(liào)的國産化研究：包括超臨(lín)界汽輪機高溫材料和鍛(duàn)件材料；超(chāo)臨(lín)界鍋爐(lú)過熱器、再(zài)熱器(qì)材料(liào)；國産p91鋼管(guǎn)性能(néng)試驗及管件

（6）超臨界(jiè)機組自(zì)動(dòng)控制(zhì)關鍵技術研究(jiū)：包(bāo)括超臨(lín)界機(jī)組儀表(biǎo)和自動(dòng)控制系統(tǒng)；超臨界機(jī)組關鍵儀(yí)表。

（7）超(chāo)臨界(jiè)機組主要輔機(jī)設備研(yán)制(zhì)：包括(kuò)超臨界機(jī)組鍋(guō)爐給水泵(bèng)組；超(chāo)臨界機(jī)組鍋爐(lú)再循環(huán)水泵；超(chāo)臨界(jiè)機(jī)組高(gāo)壓(yā)閥門國産(chǎn)化。

（8）超臨(lín)界(jiè)機組(zǔ)運行技術研究：包(bāo)括超臨(lín)界機(jī)組合(hé)理(lǐ)運(yùn)行方(fāng)式；超臨(lín)界機組動态特性(xìng)；超臨界機組安(ān)全經(jīng)濟在線監測診斷技(jì)術；超臨(lín)界汽輪(lún)機末(mò)級長(zhǎng)葉片變(biàn)負荷時(shí)流場(chǎng)和(hé)動(dòng)應力及(jí)調(diào)峰(fēng)性能；超(chāo)臨界(jiè)機組汽水(shuǐ)品質控(kòng)制和停(tíng)機保養技術。