从中国代表性火电机组看技术进步_风闻

​

解放前中国不具备制造火力发电设备的能力

解放前，国民政府资源委员会曾经分别引进了瑞士BBC 公司0.2万千瓦中压机组和美国西屋电气公司1万千瓦及以下汽轮发电机组的制造技术，并培训了一批技术人员。

但是，民国时期的两次技术引进最终都未能形成生产能力，中国的火力发电机组基本上全部都是从国外进口的。

1949年，全中国的发电装机容量仅有185万千瓦（其中火电169万千瓦），年发电量仅有43亿千瓦时。

上海制造的中压6000千瓦火电机组

新中国的第一套国产火力发电机组是上海发电设备制造基地制造的中压6000千瓦机组。

1952年，上海发电设备制造基地从捷克引进了中压0.6~1.2万千瓦火电设备制造技术。

这套火电技术的主要指标：

锅炉的蒸汽参数是3.82MPa和450℃；

汽轮机的蒸汽参数是3.43MPa和435℃。

1954年，上海发电设备制造基地完成了中压6000千瓦火电机组的研制，开创了新中国制造火力发电设备的先河。

1956年，首台6000千瓦中压火电机组在安徽淮南电厂成功投运。

国产第一台6000千瓦机组投产后，接着又陆续投产了第二、三、四台6000千瓦机组，淮南电厂也逐步发展成为华东地区的骨干火电厂。

在淮南电厂工人的精心操作和精心维护下，国产第一台6000千瓦机组一直运行至1993 年才退役，服役时间长达37年，累计发电13.6亿千瓦时。

哈尔滨制造的高压5万千瓦火电机组

哈尔滨发电设备制造基地是在苏联援助下建成的。

哈尔滨锅炉厂、哈尔滨汽轮机厂、哈尔滨电机厂汽轮发电机车间三个项目都属于苏联援建的“156项工程”中的项目。

哈尔滨发电设备制造基地从苏联引进了中压0.6~2.5万千瓦和高压2.5~5.0万千瓦火电设备制造技术。

苏联援助火电技术的主要指标：

锅炉的蒸汽参数是9.80MPa和540℃；

汽轮机的蒸汽参数是8.83MPa和535℃。

1958年哈尔滨发电设备制造基地先后成功制造出了2.5万千瓦和5.0万千瓦高压火电机组。

1959年首台5.0万千瓦高压火电机组在辽宁电厂成功投运。

中国自主发展的20万千瓦超高压火电机组

在掌握捷克、苏联火力发电技术的基础上，中国的电力设备制造企业也在努力提升火力发电技术。主要是两个方向：

第一，提高锅炉和汽轮机的蒸汽温度和压力，从高压（9.80MPa）提升至超高压（13.7MPa）水平；

第二，提高单台机组的发电能力，从5万千瓦提高至10万~30万千瓦。

1969年制成12.5万千瓦中间再热式超高压火电机组，在上海吴泾热电厂投运。

1970年制成20.0万千瓦超高压火电机组，1972年在辽宁朝阳电厂投运。

1971年制成30.0亚临界中间再热式火电机组，1975年在江苏望亭电厂投运。

自行研制的20万千瓦超高压火电机组，从1964年开始设计到1979年鉴定定型共花了15年时间，其中设计2年、制造6年、安装1年、完善化6年。

20万千瓦超高压火电机组的主要指标：

锅炉的蒸汽参数是13.7MPa和540℃；

汽轮机的蒸汽参数是13.7MPa和540℃。

在独立自主发展火力发电技术上，我国电力设备制造业取得了一定的成绩，但是也存在不少问题：

1、我国大容量火力发电设备的安全性低，在可靠性方面与国外先进水平相比差距很大，达不到安全、稳发、满发的要求。

2、我国大容量火力发电设备的经济性能低，发电煤耗高于国外机组。

例如河南平顶山姚孟电厂30万千瓦机组发电煤耗为360g标准煤/度电，而美国西屋公司同类机组的发电煤耗为317g标准煤/度电。

两者相比，一台机组一年要多烧3万多吨标准煤。

我国火力发电设备的技术水平与国外先进水平存在很大的差距。

30万千瓦和60****万千瓦亚临界机组

1980年一机部分别同美国西屋电气和燃烧工程公司签订了技术转让协议，从西屋公司引进汽轮机和发电机的设计制造技术，从燃烧工程公司引进锅炉的设计制造技术。

电力部同时从美国依柏斯库工程公司引进了电站设计技术。

30万和60万千瓦亚临界火电机组的主要指标：

锅炉的蒸汽参数是18.28MPa和541℃；

汽轮机的蒸汽参数是16.67MPa和537℃。

30万千瓦机组由上海电气联合公司负责，组织上海汽轮机厂、电机厂和锅炉厂试制。

60万千瓦机组由哈尔滨电站设备成套公司负责，组织哈尔滨汽轮机厂、电机厂和锅炉厂试制。

东方汽轮机厂、锅炉厂和电机厂则进行协作配合。

30万千瓦考核机组安装于山东石横电厂，60万千瓦考核机组安装于安徽平圩电厂。

30万千瓦考核机组主机于1985年12月20日在上海试制完成，1987年6月30日在山东石横电厂投入运行发电。

60万千瓦考核机组主机于1987年12月17日在哈尔滨试制完成，1989年11月4日在安徽平圩电厂投入运行发电。

 ​

东方电气虽然没有承担引进型发电设备的制造，但是自主研发了30万千瓦亚临界发电机组，并成功投入生产。

30万千瓦和60万千瓦亚临界火力发电机组是我国2000年前建设的主力发电机组，为提高我国的发电装机容量做出了重要贡献。

2000年中国的发电量达到1.37万亿千瓦时，是1980年发电量的3006亿千瓦时的4.6倍。

60****万千瓦超临界火电机组

在掌握亚临界火力发电技术的基础上，中国在2000年后开始发展超临界和超超临界火力发电技术。

60万千瓦超临界火电机组的主要指标：

锅炉的蒸汽参数是24.2MPa和566℃；

汽轮机的蒸汽参数是24.2MPa和566℃。

为了支持国产超临界机组的发展，国家决定，最早开始的几台超临界机组研制时，国内企业可寻找国外合作伙伴，以中方名义参与招投标，由外方负责机组性能保证。

哈尔滨、上海、东方三大电气集团按国家计委和电力部门的要求，都各自寻找了国外合作伙伴，以中方的名义参与了河南沁北、江苏常熟、江苏镇江等电厂的60万千瓦超临界火电机组的招投标，由外方负责机组性能保证并提供对性能有重大影响的关键部件。

河南沁北电厂项目由哈尔滨电气集团中标（汽轮发电机组由哈尔滨电气集团制造，国外合作伙伴是日本三菱公司；锅炉由东方锅炉厂制造，国外合作伙伴是日本日立公司）；

常熟电厂项目由东方电气集团中标（国外合作伙伴是日本日立公司）；

镇江电厂项目由上海电气集团中标（国外合作伙伴是德国西门子公司）。

2002年，确定华能集团河南沁北电厂一期两台60万千瓦超临界火电机组为国产首台示范工程。由哈尔滨电气集团供货的河南沁北电厂的我国第一、第二台60万千瓦超临界火电机组分别于2004年11月23日和12月13日投运发电。

随后，东方电气集团供货的常熟电厂60万千瓦超临界火电机组和上海电气集团供货的镇江电厂60万千瓦超临界火电机组也分别于2005年3月和2005年7月投运发电。

100****万千瓦超超临界火电机组

2003年下半年，在制造超临界机组的基础上，我国开始了超超临界火电机组的研制。

在对机组参数、容量进行分析与专家论证后，国家决定100万千瓦超超临界火电机组的主要指标：

锅炉的蒸汽参数是26.25MPa和600℃；

汽轮机的蒸汽参数是26.25MPa和600℃。

哈尔滨、上海、东方三大电站设备制造集团分别从日本三菱、法国阿尔斯通、德国西门子、日本日立等公司引进100万千瓦超超临界技术，并通过由国外公司保证性能和质量的合作方式，开始制造100万千瓦级超超临界机组。

首台机组以华能集团浙江玉环电厂为依托工程，于2006年11月18日正式投运，上海汽轮机厂、哈尔滨锅炉厂、上海电机厂分别制造了汽轮机、锅炉和汽轮发电机。

2006年12月，山东邹县电厂参数为25MPa600℃/600℃的100万千瓦级超超临界火电机组投运，东方电气集团承担了三大主机设备的制造。

2007年12月，江苏泰州电厂参数为25MPa、600℃/600℃的100万千瓦级超超临界火电机组投运，哈尔滨电气集团制造了三大主机设备。

我国制造的100万千瓦超超临界火电机组经西安热工研究院和上海发电设备成套设计研究院性能测试，热耗约为7260kJ/千瓦时，供电煤耗为285g/千瓦时，达到了国际先进水平。

在掌握引进技术的基础上，我国以后又陆续设计制造了多台全球最先进的超超临界火力发电机组。

由于掌握了技术，中国的发电量在2000年后保持了快速增长，并在2010年超过美国成为全球发电量最多的国家。

总结和启示

火力发电技术的核心技术指标是：蒸汽压力、蒸汽温度、机组容量。

从新中国代表性火电机组的变化可以看出，随着技术进步火电机组的蒸汽压力和蒸汽温度不断上升，发电机组的容量也不断扩大，最终的发展结果就是单台机组发电量的增加和发电成本的下降（度电煤耗）。

这就是所有技术进步共同的结果：产量增加、成本下降！

在中国火电技术的发展上，我们清楚的看到了这个结果。

淮南平圩电厂更是发电技术进步的典型代表。

1956年，平圩电厂第一台火电机组的装机容量只有6000千瓦。

1989年，平圩电厂安装的最新火电机组的装机容量达到60万千瓦，是发电装机容量是第一台机组的100倍！

不仅装机容量更大，而且发电的煤耗也大幅减少！

这就是技术进步的威力。

中国的发展也为落后国家如何工业化提供了经验和样本——如何进行技术追赶。

从捷克和苏联引进中亚和高压火电技术开始，中国开始了漫长的技术追赶之路。

引进技术，掌握技术，研发先进技术——这就是中国的技术追赶之路，也是中国工业化之路。

技术基础越强大，掌握引进技术、研发新技术需要的时间就越短。

消化和掌握亚临界技术，我国的电力设备制造企业花费了差不多20年左右的时间。

其中首台30万千瓦机组的制造和安装用时近10年，首台60万千瓦亚临界机组的用时近12年。

从亚临界到超临界，从国家决策时间算起到首台机组安装，仅用时两三年的时间；从超临界到超超临界，用时也不过两年时间。

为什么用时越来越短？

因为通过前期的努力，我们掌握了火力发电技术，因此发展超超临界技术就不再是白手起家。

所以中国的发展有一个加速的过程：2000年后中国经济的各项指标不论是钢铁产量、发电量、化纤产量、汽车产量等都显著加快。

根本原因就是我们掌握了越来越多的技术，这些产业的发展速度就越来越快。

中国的发电量早已达到全球第一，而且大幅领先于美国。

中国不仅在发电总量上领先，而且在技术上也实现了领先。

2022年，中国的人均发电量超过了5000千瓦时/人，基本达到了西欧和日本等发达国家的水平，在主要经济体中仅落后于美国。

中国的发电量不仅在总量上取得了领先，而且在人均水平上相比西方发达国家也毫不逊色，这是中国在面临国际竞争中的底气。

参考资料：

1、《中国电器工业发展史》

2、《中国重大技术装备史话-中国火力发电设备制造》

3、《中国电气工程大典-火力发电工程》