G115自主研发大唐郓城打造国家示范项目

来源： 时间：2020-09-24 15:58

大唐郓城发电有限公司总经理  张超

　　大唐郓城2*100万千瓦630℃超超临界二次再热国家电力示范项目于2017年9月30日取得国家能源局示范立项批复，两台机组分别于2017年11月30日和2020年8月27日取得核准，厂址位于菏泽市郓城县。项目集新材料、新工艺、新技术于一体，首次实现G115材料工程应用，填补国家耐高温材料领域技术空白，温度、压力、效率和煤耗等设计指标领跑全球，是世界煤电领域探索发展“无人区”的领军项目，是典型的新旧动能转换标志性项目，是国家“十三五”期间唯一立项的国家百万级煤电示范项目，被单独纳入国家电力建设规划，并成功列为山东省2020年新旧动能转换重大项目库第一批优选项目。

　　多轮优选，示范申报终获成功。2016年，中国大唐联合东方电气、山东院依托大唐郓城项目开展630℃二次再热创新技术研究，联合钢研总院和宝钢集团开展新型耐高温钢材应用研究，并申报国家电力示范项目。期间，合作方召开17次协调推进会，先后8次向国家主管部门作专题汇报，联合权威咨询机构不断研究和完善技术方案，精心编制了65万字的4+23项专题评优申报材料和两项汇报材料。中国大唐和山东省发改委先后6次将郓城项目上报国家能源局申报示范。最终郓城项目经过3轮次优选，从3个省、总计7个项目中脱颖而出，赢得示范权。

　　材料创新，打破国外技术垄断。自我国2003年开始发展600℃等级蒸汽参数超超临界燃煤机组以来，主、再热蒸汽管道最高温度段大口径管材料为P92马氏体耐热钢，其使用金属温度上限为628℃，高温段小口径管材料从低温到高温依次为T91、T92、S30432和S31042。高温材料属于国外垄断技术，主要有法国瓦卢瑞克、美国威曼高登、日本住友等，高端材料的大量进口，增加了火电建设成本，制约中国先进电站的建设进程。郓城项目采用自主创新的主机技术，参数高达35.5MPa（a）/616℃/631℃/631℃，业内普遍采用的用于620℃超超临界机组的进口高温管道材料T/P92材料性能无法满足要求，因此郓城项目主蒸汽、一次再热热段、二次再热热段集箱、大管道及旁路管道决定选用由钢研总院和宝钢集团共同研发的具有自主知识产权的650℃新型马氏体耐热钢G115材料。该材料已获得国家发明专利授权，2017年12月通过全国锅炉压力容器标准化技术委员评审，并被国家工信部列为《重点新材料首批次应用示范指导目录（2019年版）》首位。目前经过几十轮次的工业化试制，G115材料的制造工艺和金属性能已满足631℃使用要求。2019年7月经各方专家共同鉴定认可G115钢具备工程化应用条件。G115材料的首次工程应用对我国高温材料研发影响深远，尤其对我国装备制造业高质量发展、电力设备国产自主化具有跨时代的意义。该材料成功应用将打破高温耐热材料长期依赖进口局面，推动630℃或更高参数材料自主完整产业链形成，使我国在耐高温钢材研发领域首次达到世界领先水平，将成为我国在重大外交活动时重点推介的“强国重器”，也为下一步推动民用、军工业材料研发奠定坚实基础。

　　技术引领，助力行业转型再升级。目前，业内已知百万二次再热在役电厂最高再热温度为620℃，最高发电效率48.52%，且所用高温耐热钢材均为进口或国外制造技术。而郓城项目的示范意义，就在于实现煤电领域两个首次：再热温度首次达到631℃，发电效率首次突破50%。能够实现这一重大跨越式发展，得益于项目具有七大创新点：一是锅炉和六大管道中采用国产G115新型耐热钢，这是国产G115材料首次工程应用；二是汽机转子新型耐热钢N-FB2材料首次应用；三是国内首次采用双机回热系统,12级回热抽汽系统，是目前国内抽汽级数最多的火电机组；四是国内首台回热式驱动小汽机并带平衡发电机，小机设7级回热抽汽带高加；五是汽轮机组采用新一代高效通流技术，末级叶片达到1450mm；六是机炉深度耦合烟气余热利用，设置二级低温省煤器+空预器烟气旁路，实现深度节能；七是部分辅机设备及阀门的创新。目前，项目机组设计主汽压力高达35.5Mpa，再热温度高达631℃，发电热效率高达50.36%，机组供电标煤耗低至255.96g/kWh，四项指标均属世界之最，较常规百万机组每年可节省约20万吨煤炭，进一步降低污染物排放，缓解当地环保压力。项目的示范成功，不仅能巩固我国在煤电领域长期领跑地位，更为下一步实现再热温度突破700℃大关奠定坚实基础。

　　煤电联营，促进煤炭就地转化。郓城项目厂址毗邻临沂矿业集团郭屯煤矿，为积极响应国家煤电联营政策号召，大唐山东公司已与临矿集团就郓城项目、菏泽煤电公司就相互大比例参股签订协议，是典型的煤电联营项目。近几年当地煤炭总产量呈逐渐上升趋势，煤电就地转化压力进一步加大，郓城项目建成达产后年可就地消化煤炭400多万吨，变输煤为输电，将对消化当地及周边煤炭产能起到极大的推动作用。

　　科技创新，激发大唐高质量发展活力。中国大唐坚定不移实施“科技强企”和“创新发展”战略,大力推进技术进步和科技创新,大唐郓城发电公司成立技术中心筹备工作组，组建知识产权小组，按照工程设计、安装施工、调试运行三个阶段，分七个专业按照点面全覆盖的策略推进技术创新。截至目前，实现撰写专利335项，已受理专利214项，已授权121项，无论是专利数量还是质量，均走在行业前列。

　　郓城项目得到了国家能源局高度重视。2020年4月，国家能源局在疫情期间通过视频会议形式组织召开国产化关键材料研制攻关专题协调会，重点关注G115材料研发、项目前期推进及复工复产工作。会上国家能源局多次强调了项目的重要示范意义，充分肯定了G115材料研发成果，将协调督办郓城项目示范实施进展，并要求项目单位加快推进相关工作，确保科研成果顺利转化为工程实践成果。

　　全国共有三个经济大省争取这一国家重大示范工程，最终国家决定将其落户山东，是对近年来山东省大力推行新旧动能转换，经济社会发展日新月异的高度认可，也是对山东科技创新实力及培育高端产业的能力充分信任。郓城项目自开展示范工作以来，得到了山东省各级政府的鼎立支持。

　　建设郓城国家电力示范项目责任重大，使命光荣。下一步中国大唐集团公司将继续践行央企责任使命，努力打造国际一流标杆工程，引领行业发展新方向，为山东省新旧动能转换和高质量发展做出更大贡献，为齐鲁大地增光添彩。

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