根据国家“十一五”电力发展规划, 2010 年中国发电装机容量将达到 6 亿 kW ,其中火电装机容量将达到 4.7~5.0 亿 kW ,意味着 2004~2010 年间,每年新增火电装机容量将达 3 000 万 kW 。如果加上国家规划以外的地方政府及企业行为,则每年新增火电装机容量远不止 3 000 万 kW 。从国内火力发电机组的发展趋势来看,目前在建的火电项目以 60 万 kW 超临界机组及 60 万、 30 万 kW 亚临界机组较多,根据国家产业政策, 60 万 kW 超临界机组甚至 100 万 kW 超超临界机组将成为未来几年的主流机组。
“十一五”期间,按每年新增火电装机容量 3 000 万 kW ,则需新增 60 万 kW 超临界火电机组 30 台, 60 万、 30 万 kW 亚临界火电机组 15 台、 10 台共 25 台。大型火电发电机组配套阀门以其所在部位和功能不同,其品种结构、型号规格多种多样,按照结构形式可分为闸阀、截止阀、止回阀、蝶阀、安全阀、调节阀等等,品种繁多。对于常规低中压阀门,国内完全有能力配套,在此不再赘述。火电发电系统中高工作参数、高技术含量的阀门主要分布在四大管路系统中,即主蒸汽管道、主给水管道、再热器冷段、热段管道、汽机各段抽汽管道,另外还有高低压旁路系统。
一台 60 万 kW 超临界火电机组仅四大管道阀门全部进口需 6 000~9 000 万元人民币,如果全部国产化只需 3 000 多万元人民币;一台 60 万或 30 万 kW 亚临界火电机组四大管道用阀门全部进口需 5 000~7 000 万元人民币,如果全部国产化只需 2 000 多万元人民币。按目前火电发电站建设情况,每年新建 60 万 kW 超临界机组 30 台,超临界火电机组配套阀门全部进口;每年新建 60 万、 30 万 kW 亚临界机组 25 台计算,亚临界机组部分进口,仅四大管道进口阀门需 20~30 多亿元人民币以上。
目前在建的 60 万、 30 万 kW 亚临界机组四大管道系统配套阀门,经过“七五”、“八五”期间,国家组织阀门行业各骨干企业从国外技术引进和国产化攻关,已全部实现国产化。
但目前亚临界火电机组配套阀门产品进口情况仍十分严重,进口量达 50% 以上。对于 60 万 kW 超临界机组,在“七五”、“八五” 引进国外先进技术和国产化攻关的基础上,除了主蒸汽管道系统和主给水管道系统部分阀门以外,大部分配套阀门产品(约占 80% 左右)已基本可以实现国产化。剩余 20% 的配套阀门产品,经过国内电站阀门骨干企业多年攻关,已有一定的技术基础,国产化工作在近期可以实现。但是从业主定位以及各设计院选型都明确提出四大管道阀门全部进口是不必要的。
60 万 kW 超临界机组四大管道系统进口阀门中,按口径分:口径在 50mm 以下的主要是抽汽管道、主汽等系统疏水阀,占四分之一左右,其他均为大口径的主管道用阀;按系统分:高、低压旁路装置各一台套;给水泵最小流量装置共 3 台套;抽汽系统 25 台套;主给水系统 12 台套;主汽及再热系统 21 台套;其他 27 台套;按阀类分:闸阀 19 台套、截止阀 3 台套、止回阀 14 台套、高加三通阀 3 台套、疏水阀 32 台套、调节阀 30 台套。
在主蒸汽管道系统和主给水管道系统,由于其主蒸汽管道和主给水管道参数比亚临界参数机组有较大提高,国际上发达国家主蒸汽管道、再热热段管道普遍采用 P91 和 T91 钢管道,主给水管道普遍采用 WB36 高强度钢管道。随着新材料的应用给配套阀门提出了新的要求,与其配套的阀门还需要进一步的技术攻关和产品研制。为此国内阀门生产企业积极应对,开封高阀于 2001 年已开展了 C12A ( P91 对应的铸材牌号)的冶炼攻关,到目前为止已基本完成钢种研制,并制造出了几种样机。目前 C12A 阀门铸钢件试样通过国家钢铁研究总院检测:材料化学成份、杂质含量、残余气体含量、力学性能、金相组织、高倍电镜金相分析完全符合 ASTM A217-1999 标准要求。材料的高温蠕变、高温持久强度试验鉴定正在西安热工研究院进行。对于 WB36 铸钢阀门,开封高阀也已着手调研、攻关和开发研制。这两个项目完成后,将全面解决超临界机组主蒸汽管路系统、主给水管路系统阀门配套问题, 60 万 kW 超临界机组配套阀门产品将百分之百实现国产化。