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前言

2026年1月12日，能源界掀起巨浪！國家電力示范工程迎來關(guān)鍵節(jié)點——兩臺630℃超超臨界二次再熱燃煤發(fā)電機組順利完成發(fā)電機轉(zhuǎn)子裝配，標志著項目建設(shè)進入最后沖刺階段。

更令人振奮的是，該機組的發(fā)電熱效率首次跨越50%大關(guān)，刷新世界燃煤發(fā)電能效新高！

我國由此實現(xiàn)從技術(shù)追隨到行業(yè)引領(lǐng)的歷史性轉(zhuǎn)變，每年可節(jié)約標準煤21.79萬噸，減少二氧化碳排放逾58萬噸，真正走出一條節(jié)能與環(huán)保并重的發(fā)展之路。

這項尖端技術(shù)何時能夠在全國范圍內(nèi)的火電系統(tǒng)中全面鋪開？你如何看待它的推廣前景？

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50%效率刷新紀錄

一提到燃煤發(fā)電，許多人腦海中浮現(xiàn)的仍是黑煙彌漫、能耗驚人、污染嚴重的畫面。不可否認，傳統(tǒng)燃煤機組長期受限于“熱能利用率低”的瓶頸。

過去無論是國內(nèi)還是國際上的常規(guī)設(shè)備，煤炭燃燒產(chǎn)生的熱量僅有45%-48%被轉(zhuǎn)化為電能，其余超過一半的能量或隨高溫?zé)煔庖萆ⅲ蛲ㄟ^冷卻水流失，既浪費了寶貴的化石資源，也加劇了生態(tài)環(huán)境壓力。

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此次我國建成的630℃超超臨界二次再熱燃煤發(fā)電機組，成功將發(fā)電熱效率提升至50%以上，一舉打破全球燃煤發(fā)電效率的最高紀錄。

這一突破究竟意味著什么？我們不妨用通俗方式算一筆賬。

以往需要燃燒100噸煤炭才能完成的發(fā)電任務(wù)，在新技術(shù)加持下，僅需不到80噸即可達成，直接節(jié)省出20多噸煤！

別小看這20%的降幅，若換算成兩臺大型機組全年運行的數(shù)據(jù)，相當于節(jié)約21.79萬噸標煤，等同于關(guān)停一座中型煤礦的年產(chǎn)量，這一成果足以讓全球能源領(lǐng)域為之震動。

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有人或許會問：同樣是燒煤，為何這項技術(shù)如此高效？

答案藏在“超超臨界二次再熱”這八個字之中。首先，“超超臨界”指的是機組運行參數(shù)遠高于水的臨界點狀態(tài)。

在常壓下，水加熱到100℃沸騰變?yōu)檎羝?；但在超超臨界條件下，水不再經(jīng)歷明顯的汽液相變過程，而是直接轉(zhuǎn)變?yōu)楦呙芏取⒌宛ざ鹊牧黧w，這種介質(zhì)具備更強的做功能力，能更有效地驅(qū)動汽輪機運轉(zhuǎn)。

普通超臨界機組的工作溫度普遍維持在600℃左右，而我國此次將主蒸汽溫度提升至630℃，更高的溫度帶來更高的能量轉(zhuǎn)化率，成為提效的核心突破口。

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尤為關(guān)鍵的是“二次再熱”工藝，這是本次技術(shù)飛躍的關(guān)鍵所在。

傳統(tǒng)機組通常采用一次再熱流程，即蒸汽在汽輪機中做功后抽出回爐加熱一次，再次用于發(fā)電。而二次再熱則實現(xiàn)了雙重能量回收。

第一次膨脹做功后的蒸汽并未直接排出，而是重新送入鍋爐再熱器進行第二次升溫，隨后進入后續(xù)汽輪機繼續(xù)釋放能量發(fā)電。

如此循環(huán)利用，使蒸汽中的熱能得到近乎徹底的榨取，幾乎不留浪費空間，從而顯著拉升整體發(fā)電效率。

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為實現(xiàn)這一目標，科研團隊付出了巨大努力。

必須指出，630℃的極端高溫搭配35.5兆帕的超高壓力，相當于在機組內(nèi)部構(gòu)建了一個持續(xù)運行的“高溫高壓熔爐”，常規(guī)金屬材料根本無法承受如此嚴苛工況，極易出現(xiàn)蠕變變形甚至結(jié)構(gòu)破裂。

此時，我國自主研發(fā)的G115耐熱合金鋼發(fā)揮了決定性作用。

這種材料堪稱機組的“鋼鐵戰(zhàn)甲”，可在630℃和35.5兆帕環(huán)境下長期穩(wěn)定服役，無懼氧化腐蝕與機械疲勞。

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除核心材料外，精密焊接技術(shù)與智能控制系統(tǒng)的協(xié)同配合同樣不可或缺。

鍋爐與汽輪機作為巨型裝備，其構(gòu)件龐大復(fù)雜，焊縫質(zhì)量稍有偏差，便可能引發(fā)高溫高壓蒸汽泄漏，釀成嚴重安全事故。

我國工程師攻克難關(guān)，開發(fā)出新型自動化焊接工藝，將焊縫精度控制在微米級，極大提升了密封可靠性。

同時，智能控制系統(tǒng)如同整套裝置的“神經(jīng)中樞”，實時監(jiān)測上百項運行參數(shù)，包括溫度場分布、壓力波動、功率輸出等，一旦檢測異常立即自動調(diào)節(jié)，確保機組始終處于最優(yōu)工況。

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正是憑借這些核心技術(shù)的集成創(chuàng)新，我國才得以在燃煤發(fā)電賽道實現(xiàn)彎道超車，牢牢掌握全球能效制高點。

此前世界先進水平尚未突破49%，我國此次跨過50%門檻，看似僅提升一個百分點，實則凝聚著無數(shù)科研人員晝夜攻關(guān)的心血，更是我國高端裝備制造實力的一次集中展現(xiàn)。

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系統(tǒng)全鏈條國產(chǎn)化

630℃超超臨界二次再熱機組的成功，并非偶然事件，而是我國數(shù)十年深耕發(fā)電裝備產(chǎn)業(yè)厚積薄發(fā)的結(jié)果。

從基礎(chǔ)材料研發(fā)到核心部件制造，從焊接工藝到安裝調(diào)試，整個技術(shù)鏈已實現(xiàn)完全自主可控，這也是我們敢于挑戰(zhàn)全球頂尖水平的根本底氣。

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以G115耐熱鋼為例，在此之前，高性能耐熱合金長期被歐美企業(yè)壟斷，我國采購不僅價格高昂，還需支付專利費用，且面臨供應(yīng)鏈斷供風(fēng)險。

為擺脫被動局面，國內(nèi)科研院所聯(lián)合鋼鐵龍頭企業(yè)展開聯(lián)合攻關(guān)，歷經(jīng)多年探索，終于研制出擁有完全自主知識產(chǎn)權(quán)的G115耐熱鋼。

其性能表現(xiàn)如何？

可在630℃環(huán)境中連續(xù)運行數(shù)萬小時不發(fā)生性能退化，抗拉強度與抗氧化能力均優(yōu)于國際同類產(chǎn)品，制造成本卻比進口材料降低近三成。

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G115耐熱鋼的問世，不僅破解了超超臨界機組的材料瓶頸，還帶動了我國特種鋼材產(chǎn)業(yè)鏈的整體升級。

如今該材料已廣泛應(yīng)用于核電反應(yīng)堆容器、航空發(fā)動機熱端部件等領(lǐng)域，實現(xiàn)跨行業(yè)賦能。

數(shù)據(jù)顯示，目前我國G115耐熱鋼年產(chǎn)能占全球總量超30%，已成為全球最大的高端耐熱鋼生產(chǎn)國之一。

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在焊接工藝方面，本項目同樣取得重大進展。

超超臨界機組的鍋爐殼體厚度超過100毫米，全機組焊縫累計長度達上百公里，焊接質(zhì)量直接關(guān)系到運行安全。

以往此類作業(yè)依賴人工操作，存在效率低下、一致性差等問題。

如今我國采用自主研發(fā)的機器人智能焊接系統(tǒng)，結(jié)合激光定位與AI路徑規(guī)劃，實現(xiàn)全流程自動化作業(yè)。

相較傳統(tǒng)方式，焊接效率提升五倍以上，缺陷率降至0.1%以下，達到國際領(lǐng)先水準。

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智能控制系統(tǒng)則是保障高效運行的“智慧大腦”。

這套由我國獨立開發(fā)的控制系統(tǒng)融合大數(shù)據(jù)分析、人工智能算法與物聯(lián)網(wǎng)感知技術(shù)，可實時采集溫度、壓力、流量、振動等多項運行數(shù)據(jù)，并動態(tài)優(yōu)化控制策略。

當燃煤品質(zhì)波動時，系統(tǒng)自動調(diào)整風(fēng)煤配比，維持最佳燃燒狀態(tài)；

當電網(wǎng)負荷變化時，又能快速響應(yīng)，精準調(diào)控汽輪機轉(zhuǎn)速，確保電力平穩(wěn)輸出。

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尤為突出的是，該系統(tǒng)具備強大的預(yù)測性維護能力。

通過對歷史運行數(shù)據(jù)建模分析，系統(tǒng)可提前識別潛在故障趨勢，如軸承磨損加劇、管道壁厚減薄等，并發(fā)出預(yù)警提示，指導(dǎo)運維團隊實施預(yù)防性檢修，有效避免非計劃停機。

據(jù)測算，得益于該系統(tǒng)支持，機組年可用小時數(shù)可達8000小時以上，較傳統(tǒng)機組多運行500余小時，大幅提高發(fā)電收益。

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從材料科學(xué)到制造工藝，從硬件設(shè)施到軟件平臺，本次項目的成功充分彰顯了我國在高端能源裝備領(lǐng)域的綜合競爭力。

過去我們需要全套引進國外技術(shù)和設(shè)備，如今不僅能實現(xiàn)自主研發(fā)，還可向海外輸出成套解決方案。

這種由“引進來”轉(zhuǎn)向“走出去”的戰(zhàn)略轉(zhuǎn)型，正是我國科技創(chuàng)新能力躍升的真實寫照。

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年省10億成本

630℃超超臨界二次再熱機組的技術(shù)突破，帶來的不僅是技術(shù)層面的領(lǐng)先地位，更有實實在在的經(jīng)濟價值與生態(tài)紅利，堪稱“降本增效+綠色轉(zhuǎn)型”的典范之作。

先來看經(jīng)濟效益，這筆賬清晰明了，令人振奮。

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兩臺機組每年節(jié)約21.79萬噸標煤，按當前市場價每噸500元估算，直接節(jié)省燃料開支超10億元！

這對發(fā)電企業(yè)而言，相當于新增一筆巨額凈利潤。

同時，煤耗下降也意味著運輸、倉儲、裝卸等配套成本同步縮減，進一步壓縮整體運營支出。

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更重要的是，低成本電力將惠及社會各個層面。

電力是國民經(jīng)濟的基礎(chǔ)支撐，電價水平直接影響企業(yè)生產(chǎn)成本與居民生活負擔。

隨著高效機組逐步推廣，我國火力發(fā)電單位成本有望持續(xù)走低，有助于減輕工業(yè)企業(yè)用電壓力，降低家庭電費支出。

專家預(yù)測，若全國燃煤機組全部升級為此類高效機型，年節(jié)煤量將突破1億噸，節(jié)約資金超500億元，經(jīng)濟效益極為可觀。

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環(huán)保效益同樣不容忽視。煤炭燃燒是二氧化碳、二氧化硫、氮氧化物的主要來源，這些物質(zhì)正是溫室效應(yīng)與大氣污染的罪魁禍首。

由于煤耗大幅削減，污染物排放也隨之銳減。

數(shù)據(jù)顯示，兩臺機組每年可減少二氧化碳排放58.83萬噸，相當于1.6萬公頃森林一年的碳吸收能力。

1.6萬公頃是什么概念？

約等于22000個標準足球場的綠化面積，足以覆蓋一座中小型城市全域。

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與此同時，二氧化硫與氮氧化物排放量亦下降30%以上。

前者是酸雨形成的關(guān)鍵因子，后者易引發(fā)光化學(xué)煙霧，對生態(tài)系統(tǒng)與人體呼吸系統(tǒng)構(gòu)成嚴重威脅。

排放量的降低，意味著酸雨頻率減少、霧霾天數(shù)下降，藍天白云將成為常態(tài)。

對于長期受空氣污染困擾的城市而言，這項技術(shù)的大規(guī)模應(yīng)用無疑是重大利好。

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在全球推進碳中和的大趨勢下，這項技術(shù)的戰(zhàn)略意義更加凸顯。各國正積極制定減排路線圖，應(yīng)對氣候變化挑戰(zhàn)。

我國作為全球最大發(fā)展中國家，鄭重承諾2030年前實現(xiàn)碳達峰、2060年前達成碳中和。

而燃煤發(fā)電是我國碳排放的主要貢獻源之一，減排任務(wù)艱巨。

超超臨界二次再熱機組的誕生，為實現(xiàn)雙碳目標提供了強有力的技術(shù)路徑。

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不僅如此，該技術(shù)還可為全球能源轉(zhuǎn)型貢獻中國方案。

當前仍有大量發(fā)展中國家依賴燃煤發(fā)電，雖有減排意愿，但缺乏先進技術(shù)支撐。

我國該項技術(shù)不僅效率領(lǐng)先、排放更低，且建設(shè)與運維成本顯著低于歐美同類系統(tǒng)，非常適合在新興市場推廣應(yīng)用。

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通過技術(shù)輸出與合作共建，我國不僅能助力他國實現(xiàn)清潔低碳轉(zhuǎn)型，還能增強在全球能源治理體系中的話語權(quán)，推動構(gòu)建公平包容的全球氣候治理新格局。

可以說，630℃超超臨界二次再熱機組的突破，是一項集技術(shù)創(chuàng)新、經(jīng)濟增益、環(huán)境友好于一體的系統(tǒng)性成就。

它不僅改寫了我國發(fā)電技術(shù)格局，也為全球可持續(xù)發(fā)展注入新動能。

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結(jié)語

630℃超超臨界二次再熱燃煤發(fā)電機組的技術(shù)突破，是我國能源科技自主創(chuàng)新進程中的又一座豐碑。

從打破國外技術(shù)封鎖到創(chuàng)造世界能效紀錄，從年節(jié)約十億元成本到減排近六十萬噸二氧化碳，這項技術(shù)用硬核實力詮釋了“傳統(tǒng)能源也能走向高效清潔”的全新可能。

展望未來，隨著該技術(shù)在全國范圍加速落地，我國將在能源安全保障、經(jīng)濟高質(zhì)量增長與生態(tài)環(huán)境保護之間找到理想平衡點，為全球能源變革提供更多中國智慧與中國范式，開啟綠色發(fā)展的嶄新篇章。

你認為這項革命性技術(shù)能否在未來幾年內(nèi)實現(xiàn)全國火電廠的普及？歡迎分享你的看法。