电力工业发展需要先进可靠的装备

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电力工业发展需要先进可靠的装备  
张晓鲁 （国家电力公司科技环保部）
3 y! u0 R4 o6 u; W9 S: b' t
4 P* y! [8 K5 Q9 G; F7 r- g7 @   一、电力工业的发展与装备制造业的发展休戚相关
$ i$ T# `: q6 X( J3 d" o! @3 v   作为最清洁和使用最方便的二次能源，电力工业在推进社会经济进步，提高人民生活质量方
3 R5 E& J" H3 J! `$ c. h9 v: m% y+ J面发挥着越来越重要的作用。尤其是近10年来，在国际范围内电力工业围绕进一步提高能源利用
效率和供电可靠性，加强对生态环境的保护从而实现可持续发展，在许多技术领域取得了重大进
6 F8 v! u/ a3 T9 ?' \步。例如，高效率燃气轮机技术正在得到广泛应用，容量为400MW等级，燃气温度为1430℃，效率
达到58％的燃气联合循环机组已经投入运行；在洁净煤发电技术研究开发与应用方面，已相继建
: `' k; [% k1 {( o3 v- i成示范电厂并开始商业运营；大容量。超临界。超超临界机组迅速发展，正在逐步成为燃煤火力
发电厂的主力机组；广泛采用新技术加强对有害排放物。电磁波。放射性污染的治理；高电压。
大容量。远距离交直流输电技术和电力系统理论与技术的继续进展与提高；分散型电，热。冷三
6 m) s( c: E% n" f( b+ q8 w0 Q) B联供装置和大幅度提高电力用户终端效率的各种新技术。新装置的相继出现，以及计算机技本和
信息网络技术在电力工业中的应用等等，正在明显地改变电力工业的技术状况。
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   在世界各国电力科学技术发展和管理体制变革的同时，中国电力工业在90年代取得了突飞猛
进的发展，从1996年下半年起，由于电力需求趋缓，全国大多数地区电力供需基本平衡，结束了
持续20多年全国性缺电的局面，基本上满足了在国民经济发展和人民生活水平提高方面对电力的
( F" U/ D) h% g2 c0 G; R需求。目前在全国已形成了7个跨省网的大型区域电网和5个独立省级电网，其中最大的跨区电网
华东电网装机容量已达5198．64万千瓦，最大的省网广东电网装机容量也达到3033．37万千瓦，
全国电网的覆盖率已达到96．4％。中国的电网已进入了跨大区、跨独立省（区）电网互联的阶
/ _2 B1 y8 H. J; Q5 K; O& m段，并正在走向全国联网的超高压。高度自动化的现代化电力系统的新阶段。

   电力工业是装备性的行业，其技术进步和产业结构的调整都离不开装备制造业的技术创新，
在电力工业蓬勃发展的同时，电力装备制造业也得到长足的发展。可以说电力工业发展同电力装
备制造业的发展休戚相关。

   从“六五”开始，机械，电力两大行业经过共同努力，通过引进消化吸收，在较短的时间内
完成了300MW、600MW机组的国产化工作，顺利实现了火电机组的大型化，并有所创新。成功研制
9 a7 w. K' W! a& G了葛洲坝125MW和170MW大型轴流式机组；结合引进、消化吸收，合作生产了二滩550MW大型混流式
* x8 D( D& u5 d% R( q7 z6 q7 T机组、水口210MW轴流式机组；开展了发电机新型冷却方式的研究，成功地将蒸发冷却技术用于李
+ m& V6 R. s/ m) X) T家峡电站400MW水轮发电机。目前正在共同开展500MW超临界机组的国产化研制，通过技贸结合方
式引进300MW CFBC、300或400MW IGCC技术和三峡工程的700MW的水轮发电机组及其实现国产化
+ S9 G! M$ D# [" @等。

4 D& X7 }+ n' C   中国是个大国，电力的发展靠引进国外设备是无法办到的，只有立足国内装备制造业的发
展，电力工业才能发展，这是一个不争的事实。电力和机械有着良好的合作基础，相互依赖，互
; Z# d$ q( [: L4 w6 j相促进，这种合作还会随着电力工业和装备制造业的发展继续进行下去。

   二、我国电力工业面临的发展机遇和挑战

* X' Y! E. y, A6 B   尽管我国电力工业己取得了十分巨大的成绩，但就全国来说，人均用电水平仍然相当低。到
1999年底，全国人均占有装机容量仅有0． 234千瓦，占有的发电量只有980千瓦时，这一水平不
到世界平均水平的一半，仅为发达国家的1／6到1／10。我国是发展中国家，随着国民经济的发
. F2 N. I5 }5 }, R$ W, p7 e* D1 I展，我国电力还会在结构调整，产业升级的条件下持续快速健康发展。根据：‘十五”及以后十
年间电力工业发展的总目标： 2005年发电装机容量将达到3． 55亿千瓦， 2010年和2015年将分
别达到4．5和5．5亿千瓦， 2005年发电量达到16140亿千瓦时。到2015年，形成以三峡为中心的
- S' \" p" h! i8 {6 r/ o6 m$ |1 `全国联网和比较合理电源结构，使我国电力工业的总体技术达到国际水平。
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- u. y6 ]7 T7 u: ^8 w$ d   环境保护是我国的一项基本国策。我国政府对电力生产、输送和使用中的环保问题十分重
6 J' s: |2 |, ]. b, i3 B. Q视。初步形成了电力环境保护法律法规体系。这些法规对电力生产提出了明确而严格的环保要
8 k& k4 `4 t4 H, o求。特别是2000年4月29日通过的新的《中华人民共和国大气污染防治法》，将污染物超标排放界
1 s, |3 s1 T% F+ h/ y) O' M- P* V定为违法行为，违法者将被罚款、限期整改或关闭。

- K+ |$ V! l% l- R9 G6 L7 g   从电力发展的历史可见，随着经济的发展、人民生活水平的提高。国家环保法规的严格，要
求电力工业进行相应的结构调整井研究、开发和应用新的电力技术。中国一次能源结构以煤炭为
* i  I8 p8 h9 p. t0 U主的格局在短期内不会发生根本的改变，大量燃烧煤炭对环境所造成的影响，已引起政府和能源
9 V- r9 a5 L$ n# o  ?! \企业的高度重视，国家电力公司将解决环境污染问题确定为制订可持续发展战略的重点，提出调
整电力结构、促进电力持续发展的基本方针是加强电网建设、推进全国联网；调整电源结构，发
, u$ Z* t6 f( W% L: s& b7 [- T% f展水电和坑口大机组火电，压缩小火电，适度发展核电，发展新能源和可再生能源；实行开发与
& j  c8 h6 m7 s# {$ F: V节约并重，，高度重视环保，努力提高能源利用率。在改革方面，要积极稳妥地深化电力体制改
& Y- L) G! \& ^/ ?# D6 a% ]革。
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2 J6 h% M6 L" N7 E   三、电力工业发展的方针和重点

   调整电力结构。发展电力的基本方针是“重点发展电网，积极发展水电，优化发展火电，适
8 \9 A; `  t% F7 x- l* M" v当发展核电，因地制宜发展新能源发电，开发与节约并重，高度重视环保，努力提高能源的利用
+ ]2 ]. p9 b# o, w率。”
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3 X* x4 v: D, `" q, m     重点发展电网 首先是加快以三峡电网建设为核心的全国联网建设，实施西电东送南北互联。
2005年前完成向广东送电1000万千瓦， 2010一2015年将实现全国联网，为建立全国电力市场和实
4 Q% f" y6 C( v5 K% F7 l* g8 f现全国资源优化配置创造有利条件。除三峡电网建设外，还要重点抓紧华北一东北联网工程及华
$ _8 T$ B6 ?( J; M/ N5 L' Y东一福建，华中一广东，华北一华中及华北一山东等大区之间与省网之间的联网工程的建设。近
期，向广东送电的多项交直流输电工程和水火电站建设项目陆续开工兴建。
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   与此同时，在全国范围内正在进行规模宏大的城乡电网的建设与改造，按照城市化战略和发
展小城镇战略，加强配电网的建设以开拓电力市场，提高供电质量，降低损耗，彻底解决目前城
! H. f4 e  y4 W# g% c9 X乡电网中存在的结构薄弱，设备陈旧，容载比偏低，线损偏高，元功补偿不足，缺乏调节和调度
- n# q1 _! P/ [" C, n5 ]管理手段等问题。
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   大力发展水电 中国水能资源十分丰富，其中可开发的资源为3．8亿千瓦，占全世界可开发水
" `& ~" E0 q# c能总量的16，7% ，居世界第一。目前已开发利用的仅占19% ，到2000年水电装机达到7500万千
瓦，占电力总装机比重24％。按照西部大开发的战略部署，抓紧西北地区黄河上游公伯峡、拉西
" }: y2 s1 w  Q9 O0 J瓦的水电开发，西南的金沙江、大渡河、红水河、澜沧江、乌江上的龙滩、小湾、景洪、洪家
渡、三板溪等水电站的建设，以及东部电网调峰用抽水蓄能电站的建设。预计到2005年水电装机
将达到9500万千瓦，占电力总装机比重的27qc ；到2015年水电装机将达到15000万千瓦，占电力
总装机的比重为281，届时水能资源开发程度将达40% ，为此，将尽最大的努力增加对水电的投
入，加快水电的开发，降低燃煤发电的比重。
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   优化火电结构 优化火电结构主要围绕节能。节水与环保这个主题进行，当前我们所做的主要
工作有：第一，关停效率低，污染严重的小火电机组，改造200MW和一批老的300MW机组，这对节
约能源和改善环境会起到明显的效果。与此同时，进一步发展大容量、高参数坑口火电机组；第
二，在生产亚临界30- 60万千瓦机组的基础上，通过引进技术和合作制造，加快研制。开发超临
界机组的步伐，逐步实现国产化和规模化，逐渐提高超临界机组在火电装机中的比重；第三,推动
洁净煤技术的发展是中国优化火电结构的既定目标，现已制定了长远发展规划，瞄准当前国际上
先进的洁净煤发电技术，力争在较短的时间内，赶上国际先进水平，实现在这一新技术发展领域
1 t* V3 {4 l* j! ?0 D  i9 b上的跨越。我国已经建成10万千瓦CFBC示范电站，目前正积极准备建设30万千瓦cFBC示范机组和
/ U) e9 U! J# |/ f一座30万千瓦或40万千瓦级1GCC的试验研究和工业化应片工作也在进展之中；第四，充分利用国
际和国内的天然气资源，发展天然气的燃气联合循环发电。发展以燃用天然气的大型燃气轮机联
合循环发电机组以改变发电能源结构。改善环境、提高电网调峰灵活性。

   因地制宜发展新能源 发电目前重点在积极推动风力发电的发展。中国风能资源很丰富，可开
发利用的风能源为2．53亿千瓦。近几年来，风力发电的发展得到各方面的重视，目前已有装机
  f3 P6 G8 D0 B$ P26．7万千瓦，到2005年，风电的装机规模要达到100万千瓦。
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) c9 {9 j, d& \; d/ l4 [   四、几个重要问题的研究
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/ `* A" \! B/ O  |   超临界机组中国要发展超临界机组并实现国产化已形成共识。对国产化中涉及的几个关键问
# `' g$ `  D! k. e' _. {题，我们的看法供大家讨论。
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6 @9 I: C+ z* v9 w   1．超临界机组的价格比同容量的亚临界机组高多少，业主心中没有底。如果机组效率的提高
所产生的效益足以补偿电站造价的提高，这就会有竞争力。国外制造厂声称超超临界机组的价格
! \. N8 N) r* L" D! E$ K. l8 h6 }: T比同容量的亚临界机组大约高3％～5％，而机组效率可以提高4～5个百分点。因此，在超临界机
/ I1 x0 c  H! X* a9 X% r. ~; d, [组的造价上一定要下功夫。
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   2．超临界机组的参数选择，压力采用24． 2Mpa，蒸汽温度为566／566℃，比现在生产的
亚；临界机组是高了一个等级，但仍属于国外80年代的水平。欧洲目前比较多地采用28- 30Mpa，
蒸汽温度为580～600℃，日本最近投入的超临界机组用25Mpa，593一610cC的参数。因此我国目前
采用566／566℃是符合国情的，将来还要向更高参数发展。
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   3．超超临界机组是今后超临界机组的一个发展方向。中国发展超临界机组不能走国外发展的
' H8 ?' ~0 e$ w3 }/ |老路，要充分利用国外先进的技术，采购国外的材料j口快发展步伐。因此，要抓紧超超临界机组
关键技术的研究，争取实现从24． 2Mpa／566／566℃直接向31Mpa／593／593℃过渡。有条件时
6 A" [% a# }% G1 B将考虑建设超超临界机组的示范工程。
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   燃气轮机发电由于近期我国沿海和西部地区开发形势较好，再加上引进国外的LNc和俄罗斯及
中亚的天然气，到2005年利用天然气发电可达1000万千瓦的容量。这样就形成一个燃气轮机的大
; J% c; }- @" `- c* i市场，这是促进我国燃气轮机发电大发展的大好机遇，也是促进燃气轮机国产化的大好机遇。
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# d5 I! P9 G1 H0 {   从目前市场情况看，除西部地区的天然气价格相对较低外，沿海地区天然气价格都比较高，
每个业主必然要考虑到燃气轮机发电的电价。从降低造价、节省气耗的角度考虑，必然会选择大
容量、高水平的机组。大家比较集中地想到燃机功率300MW等级，相当于“广系列的机组，与“广
系列相比较，“广系列燃机功率从33．4％提高到38％，联合循环效率从47％提高到57％，燃机出
力从100MW提高到250MW等级，造价可以降低25％左右。因而近期规划中的几座大型燃机联合循环
电厂都希望采用“F” Fa”系列的机组。我们认为，推进燃机国产化应与这些项目结合起来，当
* V# U- O  \/ B5 D然，这里涉及引进技术的问题。根据我们的了解，只要有足够的容量与国产化相配合，与国外的
, y3 a7 a$ u' |4 m+ J1 L合作还是有可能的。

   关于更高一级电压 的研究国外研究表明，电压等级是系统容量的函数，一般认为，系统容量
. c/ B% v1 P# Y/ |5 a翻两番，需引进一个新的电压等级。2000年全国发电装机容量已超过3亿千瓦，按照规划，到2010
年与2020年将分别达到5．5亿和8亿千瓦。系统装机容量的增大，不仅对系统主网架线路的传输容
' F- [; M) v% S5 L量要求相应提高，而且系统短路容量增大，以至已有的设备不能满足系统安全运行的要求；另一
方面，高一级电压等级比低一级电压等级表现出更大的优越性，这种优越性最突出的表现是它明
显的经济性。
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5 _" l0 t! h: `# K   中央提出了实施西部大开发的发展战略，加快西北地区的经济发展速度，作为西部重要资源
# n; [) R! A/ a3 x  a/ d" a优势的水电资源开发将进入快速发展时期，但目前西北电网的主网架330KV电压等级不能适应这一
发展战略的需要，根据规划，“十五”末期将会首先在西北电网出现更高一级的电压。
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9 p0 I& _: ?: B, |; R2 u   国家电力公司于1997年研究“西北电网高一级电压选择”课题，从研究成果和西北大开发战
略的需要看，西北电网采用更高一级的电压是迫切的。黄河上游水电站群装机容量大（特别是拉
* X4 c1 E4 n$ x) O9 `" F3 J西瓦最终装6200MW），送电距离长达800一900Km；线路走廊十分紧张。西北地区目前已有的最高
电压等级为330KV，无论是在技术，还是经济上都已不能适应西北地区电网发展的需要，不能满足
黄河上游大型水电站输电工程的要求。
* ~2 Q7 @! \( H: w. h$ W( @6 H
% g, _5 W: M2 I& O" ^   从技术上看选择750KV电压等级是可行的。在现有330KV基础上选择750KV电压等级较为合理。
在世界上750KV是一项成熟的技术，美国。加拿大，前苏联等国已经具有30年的运行实践经验；从
" H. v" x3 h; ]9 H1 Q长远看，西北电网采用750KV有利于简化网络结构，提高系统运行的安全稳定性。

3 S$ c# @8 O" s5 ~7 \   从经济技术性能比上看选择750KV是合适的。西北电网规划电网服务面积，主要负荷集中在陕
西关中及兰州～西宁一带，能源基地至负荷中心及各负荷中心之间的距离较远，东西部水火电补
偿调节潮流大，采用750KV具有较高的技术经济优势。

, E# O. Y3 _, h6 Z- r- i3 W   面对西北750KV电压等级，必然会涉及到相关设备的国产化问题，根据我们的了解，制造系统
已做好了准备。
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, D' d4 N+ W4 H' b   关于提高500千伏榆电线路输送能力的研究
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   自1981年我国第一条500KV输电线平武线投入运行，经过18年的发展，截止到1999年底，
/ ~7 X; X5 q5 x500KV线路长度已达27，773公里，占220KV及以上输电线总长度的19％，目前，华北、东北、华
中、华东己形成了500KV跨省电网，广东、广西、云南和贵州通过500KV输电线路联系成南方四省
9 I( l, `* }& l2 g6 B; \联营电网，四川、山东和福建也出现了500KV线路。我国500KV电网正在形成井将逐步成为我国电
网的主网架。
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    我国500KV电网是随着长距离。大容量输电而出现和逐步形成的。输电距离长、供电范围大
是其发展过程中的主要特点。由于500KV电网还未形成较为坚强的网状结构，电网发展初期的长距
离链形结构或专厂专送在一些地方还存在，如山西阳城电厂向江苏送电工程、天广交流输电工
程、二滩输电工程等，这使得我国500KV线路的输电能力与国外先进水平相比尚有一定差距。这主
要是由于我国500KV电网目前的发展水平与国外先进水平有一定差距，也是电网发展过程中的问
题。目前我国500KV长距离输电线的输送能力主要取决于线路的稳定极限。80年代我国500KV输电
线的输电能力在60一90万千瓦，随着电网建设的加强目前已达80～100万千瓦左右。

! l  o& h+ O3 u  a& b6 d   根据对我国电网远期规划的计算结果分析：到2010年，我国一些主要电网500KV输电线的输电
! N5 M& z3 ~$ |0 I5 z- O# L能力将达到或超100万千瓦；到2020年，我国大部分500KV输电线的输电能力将达到100一150万千
! ]2 p9 r: d6 b  C瓦（一些长距离输电工程需要采用串补、灵活交流输电等技术），一些重载短线其正常潮流最大
  n; W  e5 X: J" ?  p- o将达200万千瓦，事故后方式下将接近300万千瓦。
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   为了达到上述目标，提高我国500KW输电线路的整体输电能力，除了不断加强电网结构外，还
- a2 k* z8 o  d! Q需要加大对输电新技术的推广应用。如串并联补偿。紧凑型线路、动态元功补偿技术。大截面耐
  G* X; I- W7 [( p; z& }热导线以及新型安全自动装置等。

   关于直流输电设备国产化的研究 随着我国电网的不断发展和全国范围内电力资源优化配置的
/ b; K# ~: W  I% t进行，以及西部开发战略的实施，高电压，大容量。长距离的送电工程和联网工程正在不断出
现。作为解决高电压、大容量、氏距离的送电和异步联网重要手段的直流输电技术愈来愈得到广
泛的应用，继葛洲坝——上海上500千伏直流输电工程之后，天生桥——广东直流输电工程于2000
年底投入运行，三峡——华东的直流输电工程将于2003年建成。“十五”期间，我国还将建设三
峡——华东二回，三峡——广东，贵州——广东的直流输电工程和华中——广东的直流联网等工
$ z' v* K5 \" v4 d  b程。“十五”期间还将建设云南——广东的直流输电工程。从目前情况看，我国直流输电技术应
用的速度在加快，直流输电工程在我国电网建设中将发挥着愈来愈重要的作用，然而，由于ABB、
SIEMENS等国外公司在直流输电技术方面处于垄断地位，进口设备成本太高，工程后期运行维护和
备品备件困难，国产化问题己成为直流输电技术应用的制约因素。为满足我国电网发展的需要，
加强直流装备国产化工作势在必行。我们对于直流国产化的工作待积极的态度，只要产品能够确
保工程质量和按期投产，能够满足系统安全稳定运行的要求，我们都积极采用。

摘自（机电商会通讯）2001年NO.1[

caballo

电力工业发展需要先进可靠的装备

^_^

学习了，谢谢分享～～～～

onetwo

不说别的，对节能减排就得有多大的贡献啊

国产007

原帖由 onetwo 于 2007-10-31 13:03 发表

, ~' U) o2 I" V. t% |% j5 t8 H: y                               
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3 ~+ p# Q+ j6 R) q不说别的，对节能减排就得有多大的贡献啊 !!

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