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前言
2026年1月12日,能源界掀起巨浪!国家电力示范工程迎来关键节点——两台630℃超超临界二次再热燃煤发电机组顺利完成发电机转子装配,标志着项目建设进入最后冲刺阶段。
更令人振奋的是,该机组的发电热效率首次跨越50%大关,刷新世界燃煤发电能效新高!
我国由此实现从技术追随到行业引领的历史性转变,每年可节约标准煤21.79万吨,减少二氧化碳排放逾58万吨,真正走出一条节能与环保并重的发展之路。
这项尖端技术何时能够在全国范围内的火电系统中全面铺开?你如何看待它的推广前景?
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50%效率刷新纪录
一提到燃煤发电,许多人脑海中浮现的仍是黑烟弥漫、能耗惊人、污染严重的画面。不可否认,传统燃煤机组长期受限于“热能利用率低”的瓶颈。
过去无论是国内还是国际上的常规设备,煤炭燃烧产生的热量仅有45%-48%被转化为电能,其余超过一半的能量或随高温烟气逸散,或通过冷却水流失,既浪费了宝贵的化石资源,也加剧了生态环境压力。
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此次我国建成的630℃超超临界二次再热燃煤发电机组,成功将发电热效率提升至50%以上,一举打破全球燃煤发电效率的最高纪录。
这一突破究竟意味着什么?我们不妨用通俗方式算一笔账。
以往需要燃烧100吨煤炭才能完成的发电任务,在新技术加持下,仅需不到80吨即可达成,直接节省出20多吨煤!
别小看这20%的降幅,若换算成两台大型机组全年运行的数据,相当于节约21.79万吨标煤,等同于关停一座中型煤矿的年产量,这一成果足以让全球能源领域为之震动。
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有人或许会问:同样是烧煤,为何这项技术如此高效?
答案藏在“超超临界二次再热”这八个字之中。首先,“超超临界”指的是机组运行参数远高于水的临界点状态。
在常压下,水加热到100℃沸腾变为蒸汽;但在超超临界条件下,水不再经历明显的汽液相变过程,而是直接转变为高密度、低黏度的流体,这种介质具备更强的做功能力,能更有效地驱动汽轮机运转。
普通超临界机组的工作温度普遍维持在600℃左右,而我国此次将主蒸汽温度提升至630℃,更高的温度带来更高的能量转化率,成为提效的核心突破口。
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尤为关键的是“二次再热”工艺,这是本次技术飞跃的关键所在。
传统机组通常采用一次再热流程,即蒸汽在汽轮机中做功后抽出回炉加热一次,再次用于发电。而二次再热则实现了双重能量回收。
第一次膨胀做功后的蒸汽并未直接排出,而是重新送入锅炉再热器进行第二次升温,随后进入后续汽轮机继续释放能量发电。
如此循环利用,使蒸汽中的热能得到近乎彻底的榨取,几乎不留浪费空间,从而显著拉升整体发电效率。
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为实现这一目标,科研团队付出了巨大努力。
必须指出,630℃的极端高温搭配35.5兆帕的超高压力,相当于在机组内部构建了一个持续运行的“高温高压熔炉”,常规金属材料根本无法承受如此严苛工况,极易出现蠕变变形甚至结构破裂。
此时,我国自主研发的G115耐热合金钢发挥了决定性作用。
这种材料堪称机组的“钢铁战甲”,可在630℃和35.5兆帕环境下长期稳定服役,无惧氧化腐蚀与机械疲劳。
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除核心材料外,精密焊接技术与智能控制系统的协同配合同样不可或缺。
锅炉与汽轮机作为巨型装备,其构件庞大复杂,焊缝质量稍有偏差,便可能引发高温高压蒸汽泄漏,酿成严重安全事故。
我国工程师攻克难关,开发出新型自动化焊接工艺,将焊缝精度控制在微米级,极大提升了密封可靠性。
同时,智能控制系统如同整套装置的“神经中枢”,实时监测上百项运行参数,包括温度场分布、压力波动、功率输出等,一旦检测异常立即自动调节,确保机组始终处于最优工况。
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正是凭借这些核心技术的集成创新,我国才得以在燃煤发电赛道实现弯道超车,牢牢掌握全球能效制高点。
此前世界先进水平尚未突破49%,我国此次跨过50%门槛,看似仅提升一个百分点,实则凝聚着无数科研人员昼夜攻关的心血,更是我国高端装备制造实力的一次集中展现。
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系统全链条国产化
630℃超超临界二次再热机组的成功,并非偶然事件,而是我国数十年深耕发电装备产业厚积薄发的结果。
从基础材料研发到核心部件制造,从焊接工艺到安装调试,整个技术链已实现完全自主可控,这也是我们敢于挑战全球顶尖水平的根本底气。
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以G115耐热钢为例,在此之前,高性能耐热合金长期被欧美企业垄断,我国采购不仅价格高昂,还需支付专利费用,且面临供应链断供风险。
为摆脱被动局面,国内科研院所联合钢铁龙头企业展开联合攻关,历经多年探索,终于研制出拥有完全自主知识产权的G115耐热钢。
其性能表现如何?
可在630℃环境中连续运行数万小时不发生性能退化,抗拉强度与抗氧化能力均优于国际同类产品,制造成本却比进口材料降低近三成。
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G115耐热钢的问世,不仅破解了超超临界机组的材料瓶颈,还带动了我国特种钢材产业链的整体升级。
如今该材料已广泛应用于核电反应堆容器、航空发动机热端部件等领域,实现跨行业赋能。
数据显示,目前我国G115耐热钢年产能占全球总量超30%,已成为全球最大的高端耐热钢生产国之一。
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在焊接工艺方面,本项目同样取得重大进展。
超超临界机组的锅炉壳体厚度超过100毫米,全机组焊缝累计长度达上百公里,焊接质量直接关系到运行安全。
以往此类作业依赖人工操作,存在效率低下、一致性差等问题。
如今我国采用自主研发的机器人智能焊接系统,结合激光定位与AI路径规划,实现全流程自动化作业。
相较传统方式,焊接效率提升五倍以上,缺陷率降至0.1%以下,达到国际领先水准。
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智能控制系统则是保障高效运行的“智慧大脑”。
这套由我国独立开发的控制系统融合大数据分析、人工智能算法与物联网感知技术,可实时采集温度、压力、流量、振动等多项运行数据,并动态优化控制策略。
当燃煤品质波动时,系统自动调整风煤配比,维持最佳燃烧状态;
当电网负荷变化时,又能快速响应,精准调控汽轮机转速,确保电力平稳输出。
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尤为突出的是,该系统具备强大的预测性维护能力。
通过对历史运行数据建模分析,系统可提前识别潜在故障趋势,如轴承磨损加剧、管道壁厚减薄等,并发出预警提示,指导运维团队实施预防性检修,有效避免非计划停机。
据测算,得益于该系统支持,机组年可用小时数可达8000小时以上,较传统机组多运行500余小时,大幅提高发电收益。
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从材料科学到制造工艺,从硬件设施到软件平台,本次项目的成功充分彰显了我国在高端能源装备领域的综合竞争力。
过去我们需要全套引进国外技术和设备,如今不仅能实现自主研发,还可向海外输出成套解决方案。
这种由“引进来”转向“走出去”的战略转型,正是我国科技创新能力跃升的真实写照。
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年省10亿成本
630℃超超临界二次再热机组的技术突破,带来的不仅是技术层面的领先地位,更有实实在在的经济价值与生态红利,堪称“降本增效+绿色转型”的典范之作。
先来看经济效益,这笔账清晰明了,令人振奋。
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两台机组每年节约21.79万吨标煤,按当前市场价每吨500元估算,直接节省燃料开支超10亿元!
这对发电企业而言,相当于新增一笔巨额净利润。
同时,煤耗下降也意味着运输、仓储、装卸等配套成本同步缩减,进一步压缩整体运营支出。
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更重要的是,低成本电力将惠及社会各个层面。
电力是国民经济的基础支撑,电价水平直接影响企业生产成本与居民生活负担。
随着高效机组逐步推广,我国火力发电单位成本有望持续走低,有助于减轻工业企业用电压力,降低家庭电费支出。
专家预测,若全国燃煤机组全部升级为此类高效机型,年节煤量将突破1亿吨,节约资金超500亿元,经济效益极为可观。
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环保效益同样不容忽视。煤炭燃烧是二氧化碳、二氧化硫、氮氧化物的主要来源,这些物质正是温室效应与大气污染的罪魁祸首。
由于煤耗大幅削减,污染物排放也随之锐减。
数据显示,两台机组每年可减少二氧化碳排放58.83万吨,相当于1.6万公顷森林一年的碳吸收能力。
1.6万公顷是什么概念?
约等于22000个标准足球场的绿化面积,足以覆盖一座中小型城市全域。
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与此同时,二氧化硫与氮氧化物排放量亦下降30%以上。
前者是酸雨形成的关键因子,后者易引发光化学烟雾,对生态系统与人体呼吸系统构成严重威胁。
排放量的降低,意味着酸雨频率减少、雾霾天数下降,蓝天白云将成为常态。
对于长期受空气污染困扰的城市而言,这项技术的大规模应用无疑是重大利好。
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在全球推进碳中和的大趋势下,这项技术的战略意义更加凸显。各国正积极制定减排路线图,应对气候变化挑战。
我国作为全球最大发展中国家,郑重承诺2030年前实现碳达峰、2060年前达成碳中和。
而燃煤发电是我国碳排放的主要贡献源之一,减排任务艰巨。
超超临界二次再热机组的诞生,为实现双碳目标提供了强有力的技术路径。
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不仅如此,该技术还可为全球能源转型贡献中国方案。
当前仍有大量发展中国家依赖燃煤发电,虽有减排意愿,但缺乏先进技术支撑。
我国该项技术不仅效率领先、排放更低,且建设与运维成本显著低于欧美同类系统,非常适合在新兴市场推广应用。
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通过技术输出与合作共建,我国不仅能助力他国实现清洁低碳转型,还能增强在全球能源治理体系中的话语权,推动构建公平包容的全球气候治理新格局。
可以说,630℃超超临界二次再热机组的突破,是一项集技术创新、经济增益、环境友好于一体的系统性成就。
它不仅改写了我国发电技术格局,也为全球可持续发展注入新动能。
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结语
630℃超超临界二次再热燃煤发电机组的技术突破,是我国能源科技自主创新进程中的又一座丰碑。
从打破国外技术封锁到创造世界能效纪录,从年节约十亿元成本到减排近六十万吨二氧化碳,这项技术用硬核实力诠释了“传统能源也能走向高效清洁”的全新可能。
展望未来,随着该技术在全国范围加速落地,我国将在能源安全保障、经济高质量增长与生态环境保护之间找到理想平衡点,为全球能源变革提供更多中国智慧与中国范式,开启绿色发展的崭新篇章。
你认为这项革命性技术能否在未来几年内实现全国火电厂的普及?欢迎分享你的看法。
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