上海超超臨界機(jī)組關(guān)鍵材料研發(fā)獲突破
2008-07-10 來源：中國科學(xué)院
關(guān)鍵詞：
7月9日，上海重大攻關(guān)項(xiàng)目“電站裝備用特種材料研究與開發(fā)”通過了上海市科委組織的專家驗(yàn)收，標(biāo)志著上海超超臨界機(jī)組關(guān)鍵材料技術(shù)研究取得重大突破。
按去年我國發(fā)電機(jī)組的平均煤耗計(jì)算，如果我國目前普遍使用的亞臨界機(jī)組全部由超超臨界機(jī)組取代，每發(fā)一度電便可節(jié)省用煤70余克。有關(guān)專家認(rèn)為，這不僅可使這些關(guān)鍵材料實(shí)現(xiàn)國產(chǎn)化，而且積累了相應(yīng)的高溫長(zhǎng)時(shí)性能數(shù)據(jù)，為今后超超臨界機(jī)組完全自主化設(shè)計(jì)與制造提供了必不可少的材料性能數(shù)據(jù)，為上海重大裝備制造業(yè)的自主創(chuàng)新與發(fā)展提供了技術(shù)支撐。
近年來，隨著我國電力建設(shè)的發(fā)展和國家節(jié)能減排戰(zhàn)略的推進(jìn)，超臨界、超超臨界火電機(jī)組因其單位發(fā)電量能耗低、節(jié)能減排的優(yōu)越性，成為我國火電裝備的主流。能否提供在高溫等苛刻環(huán)境下運(yùn)行的特種金屬材料，成為超超臨界火電機(jī)組推廣應(yīng)用的關(guān)鍵因素。
美國于上世紀(jì)60年代初完成世界首臺(tái)超超臨界火電機(jī)組的設(shè)計(jì)和制造，后經(jīng)過20余年努力，用材體系不斷完善，掌握了大型鑄鍛件制造技術(shù)，超超臨界火電機(jī)組逐漸得以推廣應(yīng)用。我國此類機(jī)組的關(guān)鍵大型部件，如汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子、葉片、鍋爐管等，長(zhǎng)期依賴進(jìn)口且供貨得不到保障，已成為制約現(xiàn)代重大裝備制造業(yè)發(fā)展的瓶頸，盡早攻克電站關(guān)鍵用材和大型鑄鍛件制造技術(shù)已成為國家和上海中長(zhǎng)期科學(xué)技術(shù)發(fā)展規(guī)劃綱要的重要內(nèi)容。
為此，上海市科委組織專家開展了上海現(xiàn)代裝備用關(guān)鍵材料技術(shù)現(xiàn)狀與發(fā)展方向的調(diào)研，并在此基礎(chǔ)上，于2005年將“電站裝備用特種材料研究與開發(fā)”列入上海市科委重大科技攻關(guān)項(xiàng)目，由上海發(fā)電設(shè)備成套設(shè)計(jì)研究院牽頭，組織上海多家企業(yè)，聯(lián)手上海交通大學(xué)和上海大學(xué)等高校，開展產(chǎn)學(xué)研合作攻關(guān)。聯(lián)合攻關(guān)團(tuán)隊(duì)解決了高溫持久蠕變等多道技術(shù)難題，取得了系列成果。
由上海重型機(jī)器廠有限公司等負(fù)責(zé)的高中壓缸體試制，形成了冶煉、鑄造、熱處理、焊補(bǔ)等成套生產(chǎn)工藝，產(chǎn)品已用于600MW汽輪機(jī)。高壓轉(zhuǎn)子的研制工作經(jīng)歷了多次失敗，終于解決了低硅、低鋁的高合金鋼冶煉難題，開發(fā)了氮?dú)獗Ｗo(hù)電渣重熔技術(shù)，成功試制出高壓轉(zhuǎn)子一根、在制產(chǎn)品轉(zhuǎn)子兩根。
由寶山鋼鐵股份有限公司特殊鋼分公司負(fù)責(zé)，上海鍋爐廠有限公司參與開發(fā)的奧氏體不銹鋼管，國產(chǎn)管的冶金質(zhì)量已相當(dāng)于進(jìn)口材料的水平，在650℃的高溫下持久強(qiáng)度可達(dá)99MPa。
由上海汽輪機(jī)有限公司等負(fù)責(zé)開發(fā)的葉片和螺栓用高溫高強(qiáng)度材料已實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化，年產(chǎn)約600噸。安裝有該部件的山東黃島和安徽宿縣等電廠發(fā)電機(jī)組已投入正常運(yùn)行。由上海新閔重型鍛造有限公司等負(fù)責(zé)開發(fā)的汽輪發(fā)電機(jī)用高強(qiáng)度穿心螺桿材料，已成功用于1000MW級(jí)發(fā)電機(jī)。
此次課題攻關(guān)匯聚了上海科技和產(chǎn)業(yè)優(yōu)勢(shì)，實(shí)現(xiàn)了超超臨界火電機(jī)組關(guān)鍵部件國產(chǎn)化，開展了關(guān)鍵制造工藝以及系統(tǒng)的材料性能評(píng)定研究，形成具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的成套熱加工制造技術(shù)。
據(jù)專家估算，待該項(xiàng)目全部完成后，超超臨界機(jī)組的造價(jià)可下降一半。上海發(fā)電設(shè)備成套設(shè)計(jì)研究院院長(zhǎng)嚴(yán)宏強(qiáng)評(píng)價(jià)說：“這一項(xiàng)目的完成，也是對(duì)上海產(chǎn)學(xué)研聯(lián)合攻關(guān)、發(fā)揮轉(zhuǎn)制院所在上海的產(chǎn)業(yè)技術(shù)發(fā)展和自主創(chuàng)新中的獨(dú)特作用的有益探索。”
據(jù)悉，一個(gè)以攀登更高目標(biāo)的長(zhǎng)效產(chǎn)學(xué)研“攻關(guān)聯(lián)合體”正在醞釀形成之中。
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