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    我國發(fā)電設(shè)備材料的發(fā)展
    我國的發(fā)電設(shè)備制造業(yè)在上世紀五十年代從捷克引進6MW 火電設(shè)備制造技術(shù)開始起步，發(fā)電設(shè)備材料(本文僅指火電材料〕的研制工作也從那時開始，至今有近半個世紀的歷程。大致可分為四個階段:起步階段、獨創(chuàng)為主階段、中西結(jié)合階段、體制轉(zhuǎn)軌階段。

    (1)起步階段(上世紀50年代中~60年代初)。這個階段，我國先從捷克引進中壓機組制造技術(shù)，接著從原蘇聯(lián)引進高壓機組制造技術(shù)，相繼生產(chǎn)出6MW、12MW、 25MW、50MW的中、高壓火電機組，參數(shù)為3.5MPa/435℃和9.OMPa/535℃，這些機組的用鋼為碳鋼和低合金鋼，主要從捷克和原蘇聯(lián)等國進口。我國在這個階段組建了發(fā)電設(shè)備材料的研究隊伍，金屬試驗室在有關(guān)研究院所和工廠相繼建成，高溫強度試驗室也在有關(guān)研究院所建成，開始對引進的部分鋼號進行復核試驗研究，對引進材料在我國的適用性進行分析。這個階段為我國發(fā)電設(shè)備材料的研制和開發(fā)莫定了基礎(chǔ)。

    (2)獨創(chuàng)為主階段(上世紀60年代初~70年代末)。六十年代初，中蘇關(guān)系惡化，國際上對我國實施禁運。為使發(fā)電設(shè)備材料立足國內(nèi)，開始獨立開發(fā)、研制國產(chǎn)鋼種。在這期間共開發(fā)研制了28個鋼號，每個鋼號都是由發(fā)電設(shè)備制造廠、冶金廠、發(fā)電廠、研究院所、高等院校等單位共同協(xié)作研制完成的。由于當時我國鎳鉻資源短缺和受極左思潮的影響，片面強調(diào)“外國有的我們要有，外國沒有的我們也要有”，盲目執(zhí)行當時提出的“硅錳釩欽硼，適量用鎢鋁，節(jié)掉鎳和鉻，大量用稀土”的元素政策。研制的28個鋼號中有許多是無鉻無鎳耐熱鋼，結(jié)果違反了客觀規(guī)律，很多材料不是力學性能不穩(wěn)定，就是工藝性能不好，或組織穩(wěn)定性差。大部分鋼號只是被試用或少量采用，曾被大量采用的只有七個鋼號，至今仍在使用的只有四個鋼號，它們是管子用鋼12Cr2MoWVTiB(鋼102)，螺栓用鋼20CrlMolVNbTiB (1鋼)和20CrlMolVTiB (2鋼)、焊接轉(zhuǎn)子用鋼25Cr2NiMoV。盡管如此，這個階段的電站材料開發(fā)、研制的機制是有效的，是能夠出成果的，對這個階段自行設(shè)計制造125MW、20OMW超高壓機組起到了積極的推動作用。

    在這個階段，我國的材料工作者雖然進行了大量的發(fā)電設(shè)備材料研制工作，作出了巨大的努力，也研制成功了一些優(yōu)良的鋼種，但由于當時環(huán)境和元素政策的影響，沒有達到預期的效果。這個階段又是我國的文革期間，生產(chǎn)不正常，冶金質(zhì)量難以得到保證，鋼材的數(shù)量、品種不能滿足發(fā)電設(shè)備制造的需要。在后期，隨著國際禁運的松動，我國大量從德國進口發(fā)電設(shè)備材料，使用了一批德國牌號的鋼材，如St45.8、 13CrMo44、1OCrMo910、F11(X20CrMoWV121)、F12(X20CrMoVl21)、19Mn5、 BHW38、 BHW35等，此外還使用了瑞典的HT7 (9Cr-1Mo鋼)、瑞士的17CrMolV(瑞士牌號為St560TS)。

    在這個階段，我國投運了按原蘇聯(lián)圖紙生產(chǎn)的l00MW 高壓機組、自行設(shè)計制造的125MW、20OMW超高壓機組和30OMW亞臨界機組。

    (3)中西結(jié)合階段(上世紀80年代初一90年代中)。這個階段是我國以經(jīng)濟建設(shè)為中心，全面實行改革開放的時期，各行業(yè)積極引進西方技術(shù)。在發(fā)電設(shè)備制造方面，80年代初引進了美國CE和WH公司的300MW和600MW亞臨界機組制造技術(shù)。隨著機組制造技術(shù)的引進，美國的一批發(fā)電設(shè)備材料也引入我國。這次引進與50年代那次引進不同，不是全部照搬引進機組的材料，而是中西結(jié)合。根據(jù)我國當時的發(fā)電設(shè)備用材情況，在引進型機組中采用了一些經(jīng)多年使用考核證明各種性能良好的成熟鋼種。引進的這些鋼種主要有：水冷壁、過熱器、再熱器管子用鋼SA210C、TP304H、TP347H,，管道用鋼SA106B、汽包厚板用鋼SA299、高中壓轉(zhuǎn)子用鋼30CrlMolV，低壓轉(zhuǎn)子用鋼30Cr2Ni4MoV，螺栓和葉片用鋼C-422、 AISI403、17-4PH、高中壓內(nèi)外缸用鑄鋼ZGCr2Mo1和ZG15Cr1Mo等。

    這個階段，我國進行了大量的引進機組材料的性能研究、引進機組材料與國內(nèi)原有相同用途材料的性能比較研究、引進機組材料的國產(chǎn)化研制、電站鍋爐用鋼和汽輪機用鋼的系列化研究。在此期間，國家化巨資建設(shè)大型現(xiàn)代化冶金企業(yè)，如寶山鋼鐵集團公司、天津鋼管公司等，許多冶金企業(yè)也進行技術(shù)改造，引進國外先進設(shè)備和技術(shù)。原機械部所屬的三大重機廠也先后建成了鋼包精煉爐，上重廠還建成了200噸電渣重熔爐。重機行業(yè)引進日本室蘭大鍛件制造技術(shù)，使我國的大鍛件生產(chǎn)有了突破性的進展。1988年1月在上海通過了一重、二重、上重生產(chǎn)的4根300MW汽輪機中壓轉(zhuǎn)子的鑒定，1989年8月在哈爾濱通過了二重廠生產(chǎn)的一套600MW機組大鍛件鑒定。這套大鍛件包括汽輪機高壓、中壓、低壓轉(zhuǎn)子、發(fā)電機轉(zhuǎn)子和護環(huán)。至此，我國己經(jīng)掌握了大型亞臨界機組用大鍛件的制造技術(shù)。與此同時，對引進的其它材料，如C-422、 AISI403、17-4PH、R-26、GH4145、TP304H、TP347H、ZG15Cr2Mol、ZG15CrlMo等進行了國產(chǎn)化研制，并取得成功。然而，發(fā)電設(shè)備材料國產(chǎn)化問題在這個階段仍沒有得到根本解決，有些國產(chǎn)化研制成功的品種也沒有形成批量生產(chǎn)或大批量生產(chǎn)，大口徑鋼管、汽包厚板幾乎全靠進口，汽輪機、發(fā)電機轉(zhuǎn)子鍛件也沒有完全立足國內(nèi)。

    在這個階段，我國投運了引進美國CE和WH公司技術(shù)生產(chǎn)的300MW、 600MW亞臨界機組。

    (4)體制轉(zhuǎn)軌階段(上世紀90年代中～現(xiàn)在)。這個階段，我國由計劃經(jīng)濟向市場經(jīng)濟大步邁進，國家政府機構(gòu)實施改革，原機械部、冶金部、電力部等國家機構(gòu)撤消，原部屬研究院所轉(zhuǎn)制，冶金企業(yè)、重型機器廠、發(fā)電設(shè)備制造廠等面臨困境，企業(yè)效益大幅度滑坡�！熬盼濉钡某�臨界機組項目因依托工程不能落實而擱淺。原有的由國家各部委組織、行業(yè)歸口所牽頭、國家撥經(jīng)費、下項目的科研體系被打破，市場經(jīng)濟下的發(fā)電設(shè)備材料國產(chǎn)化研制體系沒有形成，電站材料工作者面臨無經(jīng)費、無項目的馗尬境地，一些高溫長時試驗被迫停止，有的高溫試驗室已經(jīng)關(guān)閉。發(fā)電設(shè)備材料的研究和國產(chǎn)化工作處于低潮。這是改革中遇到的問題，相信會得到很好解決。

    在這個階段，所進行的發(fā)電設(shè)備材料方面的工作，一是對國家在 “八五”期間投資改造的六家冶金企業(yè)的產(chǎn)品進行評定，但評定后這些產(chǎn)品并未批量生產(chǎn)。二是超臨界機組終于在沁北電廠落實了依托工程，開始啟動超臨界機組材料的研究工作，但研究經(jīng)費少、研究機制存在問題。沁北超臨界鍋爐由日立出圖、東鍋制造，基本上都采用亞臨界機組材料。汽輪機由三菱提供高中壓部件，哈汽主要負責制造低壓部分。高中壓轉(zhuǎn)子仍采用亞臨界機組用的30CrlMo1V鋼鍛件，高中壓內(nèi)缸和主汽閥采用9-12%Cr鑄鋼和鍛鋼，高中壓葉片全部由三菱直接提供。依托工程雖然落實了，但真正需要研究的9^12%Cr鋼轉(zhuǎn)子等，連試驗用料都難以搞到。

    在這個階段，我國火電設(shè)備制造技術(shù)至今沒有明顯進步，仍停留在300MW、600MW亞臨界機組的水平上。而日本的25MPa、 600/610℃、1050MW機組已在運行，法國的30.5MPa、582/600℃機組和德國的29MPa、600/625℃機組即將在今明年投運。

    歐洲在20年以前，為實現(xiàn)600～620℃的超超臨界火力發(fā)電，制訂了COST50、COST501計劃，對12%Cr鋼進行研究。1998年開始實施COST522計劃，有15個國家參加，目標是30MPa、650℃超超臨界機組材料。以西部丹麥電力公司為中心的歐洲總部于1998年開始進行37.5MPa、700℃的超超臨界火電機組材料的研究，預計在2015年完成。德國政府從1999年開始實施MARCKO DE2計劃，對30MPa、700℃超超臨界機組材料進行研究。日本政府也已開始進行35MPa、650℃超超臨界機組材料的研究。