上海超超临界机组关键材料技术研究获重大突破

    近日，上海连续刷新高温纪录，这是对申城用电负荷的严峻考验，发电机组几乎都是满负荷运转。超超临界火电机组以其高效运行、节能减排的优越性，成为火电装备的主流。能否提供在高温等苛刻环境下运行的特种金属材料，成为超超临界火电机组推广应用的关键因素。2008年7月9日，“电站装备用特种材料研究与开发”项目通过了上海市科委组织的专家验收，标志着上海超超临界机组关键材料技术研究取得重大突破。

    美国于上世纪60年代初完成世界上第一台超超临界火电机组的设计和制造，但运行后由于锅炉耐高温材料不适而频繁停机，被迫降低参数运行，后来经过20余年努力，用材体系不断完善，掌握了大型铸锻件制造技术，超超临界火电机组才得以推广应用。我国此类机组的关键大型部件，如汽轮机转子、叶片、锅炉管等，长期依赖进口且供货得不到保障，已成为制约现代重大装备制造业发展的瓶颈，尽早攻克电站关键用材和大型铸锻件制造技术已成为国家和上海中长期科学技术发展规划纲要的重要内容。
于是，上海市科委组织专家开展上海现代装备用关键材料技术现状与发展方向的调研。在此基础上，2005年将“电站装备用特种材料研究与开发”列入市科委重大科技攻关项目，由上海发电设备成套设计研究院牵头，组织多家单位开展科技攻关，取得了一系列成果。

    由上海重型机器厂有限公司等负责的高中压缸体试制，形成了冶炼、铸造、热处理、焊补等成套生产工艺，产品已用于600MW汽轮机。高压转子的研制工作经历了多次失败，终于解决了低硅、低铝的高合金钢冶炼难题，开发了氮气保护电渣重熔技术，成功试制出高压转子一根、在制产品转子两根。

    由宝山钢铁股份有限公司特殊钢分公司负责，上海锅炉厂有限公司参与开发的奥氏体不锈钢管，国产管的冶金质量已相当于进口材料的水平，在650℃的高温下持久强度可达99MPa。

    由上海汽轮机有限公司等负责开发的叶片和螺栓用高温高强度材料已实现产业化，年产约600吨。安装有该部件的山东黄岛和安徽宿县等电厂发电机组已投入正常运行。由上海新闵重型锻造有限公司等负责开发的汽轮发电机用高强度穿心螺杆材料，已成功用于1000MW级发电机。

    此次课题攻关与上海交通大学和上海大学等高校开展产学研合作，汇聚了上海科技和产业优势，实现超超临界火电机组关键部件国产化，开展关键制造工艺以及系统的材料性能评定研究，形成具有自主知识产权的成套热加工制造技术。