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大型超临界机组关键技术

一、技术概述

大型超临界火电机组已成为世界发达国家电力设备的主导产品，机组容量指600MW及

以上，超临界压力指蒸汽压力从亚临界参数过渡到超临界参数，即主蒸汽压力从17Mpa提

高到24~25Mpa；主蒸汽温度从530℃提高到540℃，由一级中间再热改进为两级中间再热，

使温度再提高到566℃及以上；供电煤耗小于300克／千瓦时，机组效率比同容量亚临界机

组提高2~2．4％。以60万千瓦机组为例，超临界机组比亚临界机组，每年可节省约2．5

万吨标准煤。

大型超临界机组的研制需解决一批重大的关键技术，包括设计技术、生产工艺、材料技

术、自动化技术、运行技术。

二、现状及国内外发展趋势

纵观国内外火电设备技术发展态势，其最主要的特点和要求是：不断提高供电效率和可

靠性、降低能耗、减少环境污染；发电设备的技术结构从最初的小容量中压机机组，逐步发

展到中等容量的高压机组和超高压机组，乃至近代水平的大型容量亚临界机组，及现代超临

界机组和多种联合循环机组，供电效率从初期水平25％提高到现代水平40％以上。

从全世界电力工业的构成分析、火电仍是主要构成部分，只有少数国家如法国和北欧几

个国家的核电、水电已成为该国电力工业的主体。近三十年来，世界发电机组的发展上已达

到了很高水平，而且在制造、运行和可靠性上与亚临界火电机组相当或更佳，积累了丰富的

经验。在欧洲一些国家和日本已开始研制超临界参数火电机组。

我国火电技术与当今世界火电技术的发展趋势是基本一致的。我国已引进并掌握了亚临

界300MW，600MW机组技术。进口的超临界火电机组已投入运行。当前应抓紧落实超临

界机组的依托工程项目，采取引进技术，技贸结合等方式，攻克超临界机组的关键技术，加

快超临界机组的研制。

三、“十五”目标及主要研究内容

1．目标

根据我国目前电力工业的实际情况和国民经济发展的需要，“十五”期间或至2010年将是

一个很好的结构调整时期。应以攻关关键技术、发展大型超临界机组为重点来发展和加强发

电装备工业。预计2005年前攻克主要关键技术、国产大型超临界机组试制完成投入运行，

并使其具有商品化生产能力，机组参数为600MW，压力24．2MPQ、温度538／566℃。

（1）考虑我国电力工业的现状和今后发展需要，为了做好大型超临界机组开发研制，原

机械部、电力部组织专家曾进行过多次论证研究，对超临界机组的容量系列有一明确的意见。

其系列为600MW级、900MW级、1200MW级三个档次。选择600MW机组为起步容量，

主要是国内已有二台进口机组投入运行，有运行及维护经验可借鉴，可靠性较高。另一方面

与亚临界600MW机组的容量类同，在主机制造上较为有利；并可采用现有的辅机配套，有

利于减少其成套设备的研制。

（2）900MW和1200MW大型超临界机组作为中、长期即2005年后发展的目标，在

600MW大型超临界机组取得成功经验，并批量生产、形成主力机组后再予以发展，避免低

水平的重复。要尽早进行技术准备工作，重点研究900MW机组采用单轴、单炉膛的问题，

并对1200MW机组采用双轴技术方案作综合分析，以便与单轴的900MW机组作比较。

（3）大型超临界机组的发展对辅机提出更高的要求，在引进600MW超临界机组过程中，

国内已承担过部分辅机的制造任务。超临界机组辅机国产化重点是解决给水泵、高压阀门、

水处理设备等研制问题和仪表与自控系统软件的开发；选择最佳的控制系统与方式。

（4）国内对亚临界机组钢材国产化已进行过许多工作，为超临界机组材料国产化打下了

基础。超临界机组系统进口初参数为24．2Mpa、538／556℃或24．2Mpa、566／566℃，

因此要抓紧有关材料国产化的开发工作，如过热器，再热器，主汽管和高温集箱用钢管；高、

中压缸用钢铸件、转子锻件；“超纯”低压转子钢锻件和钛合金长叶片。

2．主要研究内容

（1）超临界机组系列选型及系统配置的研究：包括超临界机组锅炉、汽轮机、发电机、

主要辅机等系列选型；超临界机组热力系统优化设计；超临界机组汽机旁路系统选型。

（2）大型超临界锅炉关键技术研究：包括超临界锅炉炉型及燃烧系统配置方式；关键受

压部件结构优化设计和寿命管理。

（3）大型超临界汽轮机关键技术研究：包括超临界机组转子动力特性；固体颗粒冲蚀特

性和防护措施