“火力發(fā)電技術(shù)正朝著清潔、高效、節(jié)能、節(jié)水的方向發(fā)展，燃煤發(fā)電機(jī)組和燃?xì)廨啓C(jī)對高溫材料、大型構(gòu)件用金屬材料提出了更高要求。這對當(dāng)前火電技術(shù)攻關(guān)和火電安全管理都提出了具體的要求?！痹谌涨罢匍_的火電廠金屬材料與焊接技術(shù)交流會上，中國電力科技網(wǎng)CEO魏毓璞向《中國電力報》記者表示。

　　能源技術(shù)發(fā)展離不開先進(jìn)材料和裝備的支撐。記者注意到，對于我國能源技術(shù)存在的問題，《能源技術(shù)革命創(chuàng)新行動計劃（2016-2030年）》中如此強(qiáng)調(diào)：“雖然我國能源科技水平有了長足進(jìn)步和顯著提高，但與世界能源科技強(qiáng)國和引領(lǐng)能源革命的要求相比，還有較大的差距：核心技術(shù)缺乏，關(guān)鍵裝備及材料依賴進(jìn)口問題比較突出，三代核電、新能源、頁巖氣等領(lǐng)域關(guān)鍵技術(shù)長期以引進(jìn)消化吸收為主，燃?xì)廨啓C(jī)及高溫材料、海洋油氣勘探開發(fā)技術(shù)裝備等長期落后?！?/p>

　　做好“高溫材料”大文章成為推動火電技術(shù)轉(zhuǎn)型升級的關(guān)鍵一環(huán)。據(jù)了解，根據(jù)重點(diǎn)能源技術(shù)需要，國家將重點(diǎn)發(fā)展特種金屬功能材料、高性能結(jié)構(gòu)材料、特種無機(jī)非金屬材料、先進(jìn)復(fù)合材料、高溫超導(dǎo)材料、石墨烯等關(guān)鍵材料。

　　能源基礎(chǔ)材料這一能源技術(shù)發(fā)展的基石正逐步得到夯實(shí)。

　　發(fā)展高溫材料迫在眉睫

　　“目前，無論是起步較早的歐美發(fā)達(dá)國家，還是后起步的有著堅實(shí)的材料研發(fā)能力的日本，雖然在700攝氏度超超臨界電站的研發(fā)中都有了一定的成果，但是高溫材料問題尚未得到解決，目前首要的問題是研發(fā)能夠長時間在700攝氏度以上超超臨界機(jī)組服役條件下工作的熔煉高溫合金和粉末高溫合金?！敝袊茖W(xué)院院士、北京科技大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院教授葛昌純在上述會議上表示，700攝氏度超超臨界電站的研發(fā)目前尚處在高溫材料的考核、評估以及選擇階段。

　　記者注意到，《電力發(fā)展“十三五”規(guī)劃》中指出：“全面掌握擁有自主知識產(chǎn)權(quán)的超超臨界機(jī)組設(shè)計、制造技術(shù)。以高溫材料為重點(diǎn)，加快攻關(guān)700攝氏度超超臨界發(fā)電技術(shù)。”

　　在葛昌純看來，具有良好的高溫持久強(qiáng)度、抗蠕變性能、抗疲勞性能、抗氧化腐蝕性能和長期組織穩(wěn)定性的高溫合金已成為制約機(jī)組發(fā)展的關(guān)鍵因素。據(jù)了解，粉末高溫合金是采用先進(jìn)粉末冶金技術(shù)制備的能在600攝氏度以上高溫下抗氧化和抗腐蝕，并能在一定應(yīng)力作用下長期工作的高溫材料。

　　粉末高溫合金與傳統(tǒng)鑄鍛高溫合金相比，其晶粒細(xì)小、組織均勻、無宏觀偏析、合金化程度高、高溫持久強(qiáng)度高、抗低周疲勞性能好、加工性能好、高溫抗氧化腐蝕性能好，所以已是國際上制造高推重比新型航空發(fā)動機(jī)如戰(zhàn)斗機(jī)、民用客機(jī)和大運(yùn)輸機(jī)的首選材料。英國并早已在石油工業(yè)上得到應(yīng)用，近年四川德陽的東方汽輪機(jī)有限公司已在開展粉末渦輪盤在汽輪機(jī)上的應(yīng)用試驗。

　　葛昌純指出，從運(yùn)行溫度和服役條件上看，粉末高溫合金在超過700攝氏度以上的超超臨界機(jī)組上研發(fā)和推廣使用，有可能使我國的超超臨界機(jī)組的技術(shù)水平從跟跑跨越到領(lǐng)先水平。

　　“建設(shè)630-650攝氏度機(jī)組已成為下一步電站建設(shè)的重要目標(biāo)?！北本┛萍即髮W(xué)高溫合金研究室教授謝錫善對《中國電力報》記者表示。記者注意到，在700攝氏度技術(shù)還沒實(shí)現(xiàn)之前，研究開展中間參數(shù)等級示范是國家能源主管部門的具體規(guī)劃要求。據(jù)謝錫善介紹，SP2215是一種具有中國自主知識產(chǎn)權(quán)的新型超級奧氏體耐熱鋼，目前可以投入批量生產(chǎn)，滿足高效超超臨界鍋爐過熱器/再熱器管材需求。

　　記者從相關(guān)渠道獲悉，若未來成功研發(fā)高溫鐵素體和鎳基合金材料，興建700攝氏度等級燃煤發(fā)電機(jī)組的供電煤耗可比當(dāng)前最先進(jìn)的600攝氏度等級燃煤發(fā)電機(jī)組供電煤耗下降約15-20克／千瓦時。可見，加快高溫鐵素體和鎳基合金材料研發(fā)以進(jìn)一步提高蒸汽參數(shù)，實(shí)現(xiàn)燃煤電站的深度節(jié)能減排，是當(dāng)前火電技術(shù)轉(zhuǎn)型升級的迫切需要。

　　“金屬監(jiān)督”需進(jìn)一步細(xì)化

　　金屬監(jiān)督工作是保證電力設(shè)備安全、經(jīng)濟(jì)、穩(wěn)定供電的一項主要措施。隨著電力工業(yè)的飛速發(fā)展，火電廠大容量高參數(shù)的發(fā)電機(jī)組日益增多，對金屬監(jiān)督工作提出了愈來愈多的要求。

　　“在目前的基礎(chǔ)上，制訂一部比較詳細(xì)的監(jiān)督檢查細(xì)則，由集團(tuán)層面或電科院牽頭，組織專家按著監(jiān)督檢查細(xì)則進(jìn)行檢查，將所有檢查出來的問題進(jìn)行匯總，提出整改建議。” 吉林省電力科學(xué)研究院金屬所高級工程師趙子謙在會上對強(qiáng)化金屬監(jiān)督工作提出建議。

　　火電機(jī)組受監(jiān)督范圍內(nèi)的金屬部件，如主蒸汽管道、再熱蒸汽管道、壓力容器、重要轉(zhuǎn)動部件、緊固件、鍋爐受熱管件等，都在高溫、高壓作用下長期運(yùn)行，因此會發(fā)生金屬材料組織和性能的變化，甚至可能引起某些金屬部件的失效，一旦金屬部件失效就會引起事故，有時甚至?xí)l(fā)生嚴(yán)重事故，直接影響到電廠的安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。

　　在趙子謙看來，從事金屬監(jiān)督的人員必須專職，崗位必須設(shè)置在管理崗位，而不能設(shè)置在班組。對于監(jiān)督網(wǎng)內(nèi)的人員具有專業(yè)的指導(dǎo)管理權(quán)限。必須參與協(xié)調(diào)事故調(diào)查與處理，參與各種涉及監(jiān)督范圍內(nèi)部件檢修方案的編制，參與監(jiān)督范圍內(nèi)部件的采購驗收。

　　“新建機(jī)組的各類金屬監(jiān)督高溫、高壓和高速轉(zhuǎn)動等部件在安裝前必須進(jìn)行安全性能檢驗，并盡量將該項工作前移至制造廠，與設(shè)備監(jiān)造工作結(jié)合進(jìn)行，將金屬監(jiān)督設(shè)備安裝前制造質(zhì)量問題控制在萌芽狀態(tài)，并及時消缺，保證健康的設(shè)備投入使用。”國家能源集團(tuán)國神技術(shù)研究院金屬主管劉東輝在上述會議上表示。

　　華電電力科學(xué)研究院材料技術(shù)部酈曉慧調(diào)研了華電集團(tuán)內(nèi)5家燃?xì)怆姀S，針對低壓蒸發(fā)器腐蝕的共性問題建議：“余熱鍋爐低壓蒸發(fā)器管的設(shè)計和選材除考慮常規(guī)的強(qiáng)度、焊接性能、耐蝕性、導(dǎo)熱性和經(jīng)濟(jì)性等方面的因素外，還應(yīng)結(jié)合低壓蒸發(fā)器管內(nèi)的水化學(xué)和工質(zhì)流速，綜合考慮流動加速腐蝕對管子的影響?！?/p>

　　“為了保證發(fā)電機(jī)組的安全運(yùn)行，必須對超超臨界機(jī)組安全運(yùn)行的關(guān)鍵技術(shù)——新型耐熱鋼及其焊接與熱處理開展深入的研究和金屬監(jiān)督工作?！敝牧蠈＜摇H焊接工程師楊富在接受《中國電力報》記者采訪時談道。楊富尤其呼吁，電力行業(yè)要進(jìn)一步重視金屬材料工作，將其作為推動火電技術(shù)進(jìn)步的重要因素。