我國是一個電力大國,發電設備裝機容量和年發電量均居世界第二位,但我國的發電設備制造水平還相當落后,還不能獨立制造超臨界機組,而世界上超臨界機組已經運行了近半個世紀;我國是一個產鋼大國,鋼材產量連續數年超億噸,列世界第一位,但我國的發電設備材料還不能完全立足國內,亞臨界機組材料的一些關鍵品種,如大口徑管、特厚板等還只能依靠進口,超臨界機組材料還沒有研制規劃,而世界上己經在研制蒸汽參數為37.5MPa、700℃的超超臨界機組材料,這種現象是多么不相稱。
我國在“九五”期間新增裝機容量1.06億千瓦,到2000年底,全國累計發電設備裝機容量達3.16億千瓦。其中火電約占75%。我國的發電設備裝機容量雖然居世界第二,但人均裝機容量只有0.25千瓦,不到世界平均水平的一半,為經濟發達國家的1/10~1/6。據世界銀行《世界發展報告1999/2000》統計,人均國民生產總值,世界發達國家平均為4890美元,世界中等收入國家為2950美元,中國只有800美元。我國的人均國民生產總值只有世界發達國家平均值的16%,世界中等收入國家的27%。由此可見,我國要實現社會主義現代化、進入世界中等發達國家行列、趕超世界先進水平,國民經濟需要長期快速發展。這必將帶來電力工業的快速發展,發電設備裝機容量至少要翻二番以上。保守估計,到2025年要新增10億千瓦的發電設備裝機容量,以后還會繼續增加,這是多么巨大的一個市場,這樣巨大的市場是決不能拱手讓給國外的。占領這個市場,可以解決多少就業人員,可以為國家創造多少財富!反之,國家要化巨資去進口發電設備。
能源安全是國家經濟安全的保障和重要組成部分,能源必須立足國內。我國是多煤、少油氣的國家,一次能源的結構,決定了我國的電力以火電為主,火電以煤電為主。電力的發展要走持續的,與經濟、環境協調發展的道路。因此,必須發展效率高、污染小的超臨界、超超臨界機組和燃氣-蒸汽聯合循環機組。提高火力發電機組效率的關鍵是提高蒸汽或燃氣的參數,而提高參數的前提是要有能夠在高參數下工作的性能穩定的材料。因此,發展先進機組,材料是關鍵。要發展先進的機組,必須首先發展先進的材料。我國在第十個五年計劃中強調要大力振興裝備制造業。加快發展裝備工業,對提高國民經濟整體素質,增強我國經濟的國際競爭力,保障經濟安全運行具有重要意義。特大型水電機組、大型火電機組等發電設備屬于裝備制造業的重點振興范圍。我國應該化大力氣,盡快振興發電設備制造業。從國外引進技術,與外國公司合作制造先進機組是需要的,但這是一種途經,絕不能成為依賴,必須以我為主發展超臨界、超超臨界機組和燃氣輪機技術,必須掌握核心技術,否則永遠落后。振興發電設備制造業,材料是基礎,發電設備材料的研制、性能試驗研究的周期很長,需要10~20年的時間,因此,制造先進的發電設備,進口一些材料是需要的,相當一段時間內還是必須依靠進口,但我們的目標是國產化。發電設各材料作為基礎,必須立足國內。 發展發電設備材料需要解決的幾個問題 (1)制訂發電設備材料的發展規劃
發電設備材料的開發研制與性能試驗研究是一項周期長、耗資大的基礎性工作。首先要把材料開發研制出來,然后進行各種常規試驗和需進行數年的高溫長時性能試驗,有的還需進行疲勞和斷裂力學等試驗。根據各種試驗結果進行分析研究,提出適用范圍和設計所需的許用應力,再進行試用或運行考核試驗。通過之后,才能正式使用。這一周期需要10~20年的時間。這樣的一項耗資大、長期性的基礎工作,要靠企業自發進行是難以完成的,需要國家產業政策的支持,需要政府職能部門組織有關領導和專家制訂發展規劃,明確目標和任務。歐洲、美國、日本等國家都有發電設備材料的發展規劃.如歐洲的Thermie研究計劃,從1998年開始預定花17年時間完成參數為37.5MPa、700℃的超超臨界機組材料的開發、研制。
由于發電設備材料的特殊性,決不能等到依托工程落實后再開始開發研制,否則,我國發電設備材料將永遠無法滿足發電設備制造的需要。
(2)落實發電設備材料的開發、研究經費
發電設備材料開發、研究時間長、耗資大,經費全由企業自籌是難以實現的,特別是材料的長時性能試驗,是不產生直接經濟效益的,而且它是一項長期性、經常性的試驗研究。美國ASME規范規定材料的各種性能數據,至少要有三個爐次以上的試驗,這就要求冶金產品研制成功后,要不斷地完善性能數據。這是一項基礎性很強的公用技術研究,歐洲、美國、日本都有國家財政資助。如日本的金屬材料技術研究所和中央電力研究所,每年都有數百億日元的研究經費。冶金產品研制成功后,可作為產品銷售,有一定經濟效益,企業可自籌部分資金,國家資助一部分。對進行性能試驗研究的研究院所,因材料的性能數據不產生直接經濟效益,其研究經費應由國家財政資助。發電設備材料在國內有很大的市場需求,國家資助的研究經費完全可以從以后的冶金產品銷售的稅收中收回。解決經費的另一個途經,是國家從電費收入中按一定比例提取,用于發電設備材料的開發研究。
(3)建立發電設備材料開發、研究的機制
在計劃經濟年代.承擔發電設備材料開發、研究任務的都是冶金部、機械部、電力部所屬的科研院所、大型國企及部分高校的科研人員組成課題或項目組,所有人員的工資都有國家承擔,任務由國家直接下達,開發、研究經費由國家撥款,部與部之間由國家計委和各部的有關司局協調,各單位只要完成國家下達的生產和科研任務,與個人和單位的經濟效益沒有關系。進入市場經濟后,這種格局和機制被打破,上述三部在國務院機構改革中已撒消,科研院所由事業單位轉制為科技型企業,大型國企實施改革,人員工資不再由國家承擔,各單位的工作都與經濟效益掛鉤。進入“九五”以來材料的開發、研究工作幾乎停滯,與世界上先進國家的差距又被拉大,這對振興我國的裝備制造業極為不利,急需建立發電設備材料開發、研究的新機制。
發電設備材料不同于一般的冶金產品,它除了一般結構材料所要求的具有良好的綜合力學性能、良好的工藝性外,特別要求在高溫長期服役條件下具有穩定的力學性能,需要進行高溫長時性能試驗,根據試驗結果外推的10萬小時性能數據是設計的依據。為評估發電設備長期運行后的剩余壽命,還要對各種材料長期運行過程中的組織、性能變化規律進行研究。日本金屬材料技術研究所最長的試驗已經連續做了34年,(近30萬小時),已有數十個15萬小時以上的試驗數據。發電設備材料的開發、研制單位要由發電設備制造廠、冶金產品制造廠。長期從事發電設備材料研究的科研院所組成,需要時可請高校參加。發電設備制造廠主要負責提出對需開發、研制材料的性能要求,研制成功的冶金產品(如鑄件、鍛件、管、板、棒材)的工藝試驗(如焊接工藝試驗等)研究和冶金產品的試用;冶金產品制造廠主要負責冶煉、鍛造、軋制和冶金產品制造工藝的研究,提供冶金產品;研究院所主要負責材料的組織、性能試驗研究,特別是高溫長時性能和其它特殊要求的性能試驗研究,提供試驗研究結果。研究院所要在完善發電設備材料性能數據方面長期發揮作用。
發電設備材料開發、研究項目可采取招、投標制,項目組須由上述三方面的單位組成,對項目要有嚴格的考核制度。
(4)樹立為發電設備材料立足國內多作貢獻的理念
經常聽人說,國外某某公司的職工用的都是自己公司的產品,到某某國家看到路上開的都是國產車,很少看到進口車的。那是因為人家把愛公司、愛祖國的理念體現在日常消費中,并非因為這家公司的產品、這個國家的車子質量最好。我們也都愛祖國,愛企業,但常有人為自己擁有進口家電、進口轎車、進口貨而自豪,也常有人羨慕別人擁有進口貨.盡管國產的許多家電,質量都不錯,價格也便宜,但還是常有人喜歡出高價買進口家電,認為進口家電質量好。我們沒有指責喜歡進口貨的國人的意思,畢竟買哪國誰家的產品是個人自由,我們想表明的是不同的人在理念上的差異。
我們希望電力行業多選用國產機組,多選用國產材料(當然產品要合格),發電設備制造廠更要多選用國產材料,并要做好說服客戶的工作。這是對發電設備材料立足國內的最大支持。國內能生產了,國外相同產品的價格就會下降,國內不能生產的,進口的價格會居高不下。
冶金廠要努力提高產品質量,讓用戶放心,對試制的新產品,在用戶不怎么放心時,可采取降級使用,價格優惠的辦法,促進材料的國產化。
發電設備材料立足國內,需要多方面的共同努力,讓我們共同為振興我國的發電設備造業多作貢獻。 |