10月18日上午，河北省滄州市鹽山縣，重大成套技術裝備——世界首套五萬噸熱擠壓機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，巨大的擠壓能力處于國內領先、世界先進水平。
河北宏潤核裝備科技股份有限公司（以下簡稱“宏潤核裝”）總經理劉強向中國工業(yè)報記者介紹，500MN垂直擠壓鋼管機組，配套了完備的加工檢測設備設施，能夠擠壓最大直徑1320mm無縫管。可替代進口鋼管產品，滿足超超臨界電廠P91、P92等多種高材質大口徑鋼管、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、鋁合金等材料的產品需求。
在山東鄆城，作為630℃示范機組管道選料，G115耐高溫鋼也正首次應用于大唐山東鄆城630℃超超臨界二次再熱示范項目，成為全球火電材料領域首個自主研發(fā)的國產材料。
據大唐鄆城發(fā)電有限公司工程設備部副主任姜海峰介紹，該項目主體工程已于2023年8月份實現全面建設，目前現場現有施工人員2000余人，大型機械110余臺。10月23日，項目煙囪筒壁順利結頂，標志著該公司“百日攻堅”專項行動打響勝利“第一槍”。
依托G115、P92等耐高溫鋼的市場化應用，大口徑鋼管國產化正在提速。
國產G115耐高溫鋼首次工程應用 大唐鄆城項目穩(wěn)步建設
在“十二五”“十三五”“十四五”的國家重點研發(fā)計劃支持下，我國先進超超臨界電站材料技術研發(fā)成果顯著。G115的研發(fā)成功，首次使我國在該領域實現從跟蹤仿制到創(chuàng)新領跑的巨大跨越。作為630℃示范機組管道主選材料，G115將首次應用于大唐山東鄆城630℃超超臨界二次再熱示范項目。G115大口徑厚壁管的研制應用，成功打破我國高端耐熱大口徑厚壁無縫管長期依賴進口的被動局面，也首次使得我國在該領域達到國際領先水平。
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)電機組主體工程在山東鄆城全面啟動。該項目首次將國家重大科技創(chuàng)新成果G115耐高溫鋼應用到煤電機組，將汽輪機進氣蒸汽溫度提升至631℃，金屬壁溫達到650℃，首次將燃煤機組發(fā)電熱效率提升到50%以上。
據姜海峰介紹，大唐鄆城國家電力示范項目，規(guī)劃建設兩臺百萬千瓦超超臨界二次再熱燃煤機組，核心設備參數為35.5MPa/616℃/631℃/631℃，采用自主G115高溫材料，全廠熱效率首破50%，關鍵指標達世界領先。兩臺機組于2017年11月30日、2020年8月29日獲得核準。
國產新型高溫材料的應用，推動自主化水平再創(chuàng)新高。大唐鄆城項目較常規(guī)超超臨界機組蒸汽參數更高，原用于600℃參數超超臨界鍋爐的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39輪次試制，投入上億元資金，實現了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47輪次，其中大口徑厚壁管合計41輪次，中國寶武投入研發(fā)費用逾2億元。宏潤核裝研發(fā)制管23次，也投入了大量資金。“為實現項目的早日建成，我們正加緊生產交付G115鋼管。”寶武特種冶金有限公司高級工程師趙海平表示。
據悉，G115耐高溫鋼將首次應用于大唐鄆城項目主蒸汽、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。
“大唐鄆城項目作為國產G115材料首次工程應用的載體，將打破耐高溫材料長期依賴進口的局面，對推進火電管道國產化高質量發(fā)展具有重要意義，同時可以借此打造‘強國重器’，加快國產制造裝備自主化進程、進一步推動火電全產業(yè)鏈的高質量發(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“推進火電管道（P92、G115）國產化高質量發(fā)展座談會”上，中國能源研究會特邀副理事長陳進行表示，中國寶武、中國鋼研總院、宏潤核裝等相關單位聯(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權的電站用鋼，代表著中國耐高溫鋼的最高水平。相信下一步，G115耐高溫鋼在煤電機組的廣泛應用，將極大推動煤炭清潔高效利用水平。
P92亟待批量工程化應用 大口徑厚壁無縫鋼管達先進水平
近年來，火電廠內鍋爐、汽輪機和發(fā)電機“三大主機”的國產化取得重要進展，已完全能夠自主設計制造，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國產化“最后一公里”的設備及材料卻一直存在瓶頸，依賴進口。
火電機組四大管道是指連接鍋爐與汽輪機之間的主蒸汽管道、再熱蒸汽熱段、再熱蒸汽冷段、主給水管道以及相應旁路管道，主要材料為大口徑厚壁無縫鋼管。推進四大管道的國產化，已成為超（超）臨界火電技術進步的必然要求。
因優(yōu)異的綜合性能，P92鋼管成為目前600℃超超臨界電站機組四大管道及其他關鍵部位的成熟材料。大力發(fā)展高效火電，實現P92鋼管穩(wěn)定批量工程化應用，對于提高發(fā)電效率、保障長期安全穩(wěn)定運行，具有重要意義。
記者獲悉，寶特高金和宏潤核裝以示范項目配套G115大口徑厚壁管合作研發(fā)生產為基礎，圍繞我國火電領域的關鍵產品——P92大口徑鋼管開展了合作。
據趙海平介紹，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，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P91/P92管坯數萬噸，最大規(guī)格為Φ930mm。
作為國內較早推進電廠四大管道國產化的裝備企業(yè)，宏潤核裝早在2006年就開始對四大管道用的P91進行開發(fā)，并于2011年通過了國家機械工業(yè)聯(lián)合會發(fā)電設備中心組織的P91鋼管產品鑒定。據河北宏潤核裝科技股份有限公司董事長劉春海介紹，當前，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)電設備中心組織的P92鋼管產品鑒定。P92鋼是新型鐵素體耐熱合金鋼，具有較強的高溫強度和抗蠕變性能，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，發(fā)展高參數、大容量火力發(fā)電機組已成為世界各國火力發(fā)電的共同發(fā)展趨勢。超超臨界機組以其熱效率高，節(jié)能環(huán)保的特點，愈來愈得到國內外各大鍋爐廠的青睞。目前，國內三大鍋爐廠開發(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8000萬的建設項目需求量很大，據不完全統(tǒng)計近幾年P92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到世界先進水平，實現了國產化，為國家節(jié)約大量的外匯，同時降低了采購成本和供貨周期，拉動了內需。
資料顯示，P92鋼管是本世紀初引入中國，一直進口，直到近幾年才開始國產化。國內可生產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在常州的公司。
中國鋼結構協(xié)會鋼管分會一份落款時間為2024年7月12日的建議顯示，應盡快試用宏潤核裝與寶鋼聯(lián)合體制造的P92產品，發(fā)揮聯(lián)合體的優(yōu)勢，抓住火電、核電有序發(fā)展的機遇，抓住國家工業(yè)轉型期、新材料與高端擠壓成型制造的建設期，更好地為我國火電綠色低碳發(fā)展提供優(yōu)質、可靠的產品。
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鋼管全部替代進口，實現完全國產化，仍需各方繼續(xù)努力。
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