10月18日上午，河北省滄州市鹽山縣，重大成套技術(shù)裝備——世界首套五萬噸熱擠壓機(jī)組正在緊張有序的工作。其8.5米開口尺寸是目前全球唯一的大開口壓機(jī)，巨大的擠壓能力處于國內(nèi)領(lǐng)先、世界先進(jìn)水平。
河北宏潤核裝備科技股份有限公司（以下簡稱“宏潤核裝”）總經(jīng)理劉強(qiáng)向中國工業(yè)報(bào)記者介紹，500MN垂直擠壓鋼管機(jī)組，配套了完備的加工檢測設(shè)備設(shè)施，能夠擠壓最大直徑1320mm無縫管。可替代進(jìn)口鋼管產(chǎn)品，滿足超超臨界電廠P91、P92等多種高材質(zhì)大口徑鋼管、100萬千瓦核電站一級不銹鋼波動管、航空用高溫材料和鈦合金、銅材、鋁合金等材料的產(chǎn)品需求。
在山東鄆城，作為630℃示范機(jī)組管道選料，G115耐高溫鋼也正首次應(yīng)用于大唐山東鄆城630℃超超臨界二次再熱示范項(xiàng)目，成為全球火電材料領(lǐng)域首個自主研發(fā)的國產(chǎn)材料。
據(jù)大唐鄆城發(fā)電有限公司工程設(shè)備部副主任姜海峰介紹，該項(xiàng)目主體工程已于2023年8月份實(shí)現(xiàn)全面建設(shè)，目前現(xiàn)場現(xiàn)有施工人員2000余人，大型機(jī)械110余臺。10月23日，項(xiàng)目煙囪筒壁順利結(jié)頂，標(biāo)志著該公司“百日攻堅(jiān)”專項(xiàng)行動打響勝利“第一槍”。
依托G115、P92等耐高溫鋼的市場化應(yīng)用，大口徑鋼管國產(chǎn)化正在提速。
國產(chǎn)G115耐高溫鋼首次工程應(yīng)用 大唐鄆城項(xiàng)目穩(wěn)步建設(shè)
在“十二五”“十三五”“十四五”的國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃支持下，我國先進(jìn)超超臨界電站材料技術(shù)研發(fā)成果顯著。G115的研發(fā)成功，首次使我國在該領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)從跟蹤仿制到創(chuàng)新領(lǐng)跑的巨大跨越。作為630℃示范機(jī)組管道主選材料，G115將首次應(yīng)用于大唐山東鄆城630℃超超臨界二次再熱示范項(xiàng)目。G115大口徑厚壁管的研制應(yīng)用，成功打破我國高端耐熱大口徑厚壁無縫管長期依賴進(jìn)口的被動局面，也首次使得我國在該領(lǐng)域達(dá)到國際領(lǐng)先水平。
2023年8月31日，世界首臺630℃大唐鄆城2×100萬千瓦超超臨界二次再熱燃煤發(fā)電機(jī)組主體工程在山東鄆城全面啟動。該項(xiàng)目首次將國家重大科技創(chuàng)新成果G115耐高溫鋼應(yīng)用到煤電機(jī)組，將汽輪機(jī)進(jìn)氣蒸汽溫度提升至631℃，金屬壁溫達(dá)到650℃，首次將燃煤機(jī)組發(fā)電熱效率提升到50%以上。
據(jù)姜海峰介紹，大唐鄆城國家電力示范項(xiàng)目，規(guī)劃建設(shè)兩臺百萬千瓦超超臨界二次再熱燃煤機(jī)組，核心設(shè)備參數(shù)為35.5MPa/616℃/631℃/631℃，采用自主G115高溫材料，全廠熱效率首破50%，關(guān)鍵指標(biāo)達(dá)世界領(lǐng)先。兩臺機(jī)組于2017年11月30日、2020年8月29日獲得核準(zhǔn)。
國產(chǎn)新型高溫材料的應(yīng)用，推動自主化水平再創(chuàng)新高。大唐鄆城項(xiàng)目較常規(guī)超超臨界機(jī)組蒸汽參數(shù)更高，原用于600℃參數(shù)超超臨界鍋爐的T/P92材料，已超過其使用上限620℃。新型耐熱鋼G115，具有優(yōu)異的組織穩(wěn)定性能、更高的許用應(yīng)力、良好的抗氧化性能，是大口徑管和集箱等厚壁部件的理想材料，也是目前全世界可工程上用于650℃蒸汽溫度的唯一馬氏體耐熱鋼。
寶武特種冶金有限公司（以下簡稱“寶武特冶”）是寶武特冶（馬鞍山）高金科技有限公司（以下簡稱“寶特高金”）的母公司，是中國寶武鋼鐵集團(tuán)有限公司（以下簡稱“中國寶武”）的一級子公司。從2007年開始，寶武特冶（寶特高金）會同鋼鐵研究總院、宏潤核裝等多家單位，歷經(jīng)39輪次試制，投入上億元資金，實(shí)現(xiàn)了G115大口徑厚壁管的工業(yè)化試制。
截至2023年11月，在15年的時(shí)間里，寶武特冶共工業(yè)化煉鋼800余噸，開展G115鋼管工業(yè)化研制生產(chǎn)47輪次，其中大口徑厚壁管合計(jì)41輪次，中國寶武投入研發(fā)費(fèi)用逾2億元。宏潤核裝研發(fā)制管23次，也投入了大量資金。“為實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目的早日建成，我們正加緊生產(chǎn)交付G115鋼管。”寶武特種冶金有限公司高級工程師趙海平表示。
據(jù)悉，G115耐高溫鋼將首次應(yīng)用于大唐鄆城項(xiàng)目主蒸汽、一二次再熱熱段的集箱、管道、旁路管、疏水管、管道管件、旁路閥、高溫疏水閥、支吊架卡塊等、管座等部位。
“大唐鄆城項(xiàng)目作為國產(chǎn)G115材料首次工程應(yīng)用的載體，將打破耐高溫材料長期依賴進(jìn)口的局面，對推進(jìn)火電管道國產(chǎn)化高質(zhì)量發(fā)展具有重要意義，同時(shí)可以借此打造‘強(qiáng)國重器’，加快國產(chǎn)制造裝備自主化進(jìn)程、進(jìn)一步推動火電全產(chǎn)業(yè)鏈的高質(zhì)量發(fā)展。”姜海峰說。
10月18日，在由中電傳媒股份有限公司主辦，河北宏潤核裝備科技股份公司、寶特高金科技有限公司協(xié)辦的“推進(jìn)火電管道（P92、G115）國產(chǎn)化高質(zhì)量發(fā)展座談會”上，中國能源研究會特邀副理事長陳進(jìn)行表示，中國寶武、中國鋼研總院、宏潤核裝等相關(guān)單位聯(lián)合研發(fā)的G115耐高溫鋼，是我國第一個原創(chuàng)型、具有完全自主知識產(chǎn)權(quán)的電站用鋼，代表著中國耐高溫鋼的最高水平。相信下一步，G115耐高溫鋼在煤電機(jī)組的廣泛應(yīng)用，將極大推動煤炭清潔高效利用水平。
P92亟待批量工程化應(yīng)用 大口徑厚壁無縫鋼管達(dá)先進(jìn)水平
近年來，火電廠內(nèi)鍋爐、汽輪機(jī)和發(fā)電機(jī)“三大主機(jī)”的國產(chǎn)化取得重要進(jìn)展，已完全能夠自主設(shè)計(jì)制造，但高端閥門和四大管道這些被喻為我國超超臨界火電技術(shù)國產(chǎn)化“最后一公里”的設(shè)備及材料卻一直存在瓶頸，依賴進(jìn)口。
火電機(jī)組四大管道是指連接鍋爐與汽輪機(jī)之間的主蒸汽管道、再熱蒸汽熱段、再熱蒸汽冷段、主給水管道以及相應(yīng)旁路管道，主要材料為大口徑厚壁無縫鋼管。推進(jìn)四大管道的國產(chǎn)化，已成為超（超）臨界火電技術(shù)進(jìn)步的必然要求。
因優(yōu)異的綜合性能，P92鋼管成為目前600℃超超臨界電站機(jī)組四大管道及其他關(guān)鍵部位的成熟材料。大力發(fā)展高效火電，實(shí)現(xiàn)P92鋼管穩(wěn)定批量工程化應(yīng)用，對于提高發(fā)電效率、保障長期安全穩(wěn)定運(yùn)行，具有重要意義。
記者獲悉，寶特高金和宏潤核裝以示范項(xiàng)目配套G115大口徑厚壁管合作研發(fā)生產(chǎn)為基礎(chǔ)，圍繞我國火電領(lǐng)域的關(guān)鍵產(chǎn)品——P92大口徑鋼管開展了合作。
據(jù)趙海平介紹，2005年寶武特冶開始P91電站高壓鍋爐用鍛制管坯的研發(fā)與生產(chǎn)，到2013年與河北宏潤重工簽訂戰(zhàn)略合作協(xié)議，共同開展大口徑高等級鋼管的研發(fā)與制造，至今，已生產(chǎn)P91/P92管坯數(shù)萬噸，最大規(guī)格為Φ930mm。
作為國內(nèi)較早推進(jìn)電廠四大管道國產(chǎn)化的裝備企業(yè)，宏潤核裝早在2006年就開始對四大管道用的P91進(jìn)行開發(fā)，并于2011年通過了國家機(jī)械工業(yè)聯(lián)合會發(fā)電設(shè)備中心組織的P91鋼管產(chǎn)品鑒定。據(jù)河北宏潤核裝科技股份有限公司董事長劉春海介紹，當(dāng)前，石化、煉化工程已大量使用P91大口徑鋼管。在P91成功研制的基礎(chǔ)上，通過成分優(yōu)化、工藝優(yōu)化，宏潤核裝于2013年成功開發(fā)出P92耐熱鋼管后，在2015年通過了國家發(fā)電設(shè)備中心組織的P92鋼管產(chǎn)品鑒定。P92鋼是新型鐵素體耐熱合金鋼，具有較強(qiáng)的高溫強(qiáng)度和抗蠕變性能，可代替P91等其他鋼種，用于超臨界、超超臨界電站鍋爐和電站汽水管道上。
二十一世紀(jì)，發(fā)展高參數(shù)、大容量火力發(fā)電機(jī)組已成為世界各國火力發(fā)電的共同發(fā)展趨勢。超超臨界機(jī)組以其熱效率高，節(jié)能環(huán)保的特點(diǎn)，愈來愈得到國內(nèi)外各大鍋爐廠的青睞。目前，國內(nèi)三大鍋爐廠開發(fā)600Mw、1000Mw超臨界和超超臨界鍋爐，鍋爐蒸汽參數(shù)25-28MPa,605/603℃，其過熱器、再熱器(高溫出口)聯(lián)箱，以及主蒸汽管道、再熱蒸汽管道均需采用P92鐵素體型高合金耐熱鋼。國家本輪3個8000萬的建設(shè)項(xiàng)目需求量很大，據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)近幾年P(guān)92大口徑厚壁無縫鋼管每年的需求量在10萬噸以上。
P92的研發(fā)成功，標(biāo)志著我國高合金馬氏體不銹鋼大口徑厚壁無縫鋼管的制造達(dá)到世界先進(jìn)水平，實(shí)現(xiàn)了國產(chǎn)化，為國家節(jié)約大量的外匯，同時(shí)降低了采購成本和供貨周期，拉動了內(nèi)需。
資料顯示，P92鋼管是本世紀(jì)初引入中國，一直進(jìn)口，直到近幾年才開始國產(chǎn)化。國內(nèi)可生產(chǎn)P92鋼管的企業(yè)最早是北方重工，以及國際鋼管巨頭法國瓦盧瑞克集團(tuán)在常州的公司。
中國鋼結(jié)構(gòu)協(xié)會鋼管分會一份落款時(shí)間為2024年7月12日的建議顯示，應(yīng)盡快試用宏潤核裝與寶鋼聯(lián)合體制造的P92產(chǎn)品，發(fā)揮聯(lián)合體的優(yōu)勢，抓住火電、核電有序發(fā)展的機(jī)遇，抓住國家工業(yè)轉(zhuǎn)型期、新材料與高端擠壓成型制造的建設(shè)期，更好地為我國火電綠色低碳發(fā)展提供優(yōu)質(zhì)、可靠的產(chǎn)品。
值得一提的是，作為一家民營企業(yè)，宏潤核裝至今并未納入“五大六小”電力及中煤電力的合格供方及采購名單。P92鋼管全部替代進(jìn)口，實(shí)現(xiàn)完全國產(chǎn)化，仍需各方繼續(xù)努力。
責(zé)任編輯： 江曉蓓
標(biāo)簽：大口徑鋼管國產(chǎn)化提速
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