為了滿足電力工業(yè)發(fā)展要求，火電機組日趨向大容量、高參數(shù)發(fā)展。目前300MW、600MW火電機組已成為我國火電的主力機組。高效、節(jié)能、低污染、自動化水平高、運行人員少、建設周期短，已成為大機組的特點。
　　哈爾濱600MW機組是按引進技術制造的，第1、2套機組安裝在平圩電廠，作為考核機組。機組考核試驗后，我公司對引進技術進行優(yōu)化、完善，至今已完成訂貨7套(鍋爐9套)，生產(chǎn)6套，投入運行4套。為適應電力工業(yè)發(fā)展，我們將不斷通過優(yōu)化設計，改進管理，提高產(chǎn)品性能與質(zhì)量，并做好服務，使哈爾濱600MW火電機組達到水平。
1　哈爾濱引進優(yōu)化型600MW火電機組的開發(fā)與發(fā)展
1.1　引進技術
　　70年代后期，在黨的改革開放方針指引下，人們從發(fā)展電力是依靠設備，還是引進技術武裝自己的思考中認識：需引進國外技術，提高國內(nèi)設計制造水平，加快我國電力工業(yè)現(xiàn)代化發(fā)展。從而國家作出重大決策，開始引進技術調(diào)查與談判。由中國對外經(jīng)濟合作公司(CMIC)和中國電工設備總公司(CMEEC)出面，從美國西屋公司(WH)和美國燃燒工程公司(CE)引進大型亞臨界火電機組制造技術。技術轉讓合同分別于1981年2～3月生效。
　　合同主要內(nèi)容：大型亞臨界火電機組設計、標準、計算機程序、制造技術、試驗研究、生產(chǎn)技術管理、質(zhì)量保證、人員培訓、技術咨詢；還包括考核機組安裝、調(diào)試、運行方面人員培訓和咨詢等內(nèi)容。合同有效期為15a。我公司先后選派300多名技術人員赴美培訓，成為消化吸收引進技術、開發(fā)和優(yōu)化新產(chǎn)品的骨干力量。
　　在消化、吸收引進技術基礎上，首臺600MW考核機組于1986年制造完畢，安裝于平圩電廠。首臺引進優(yōu)化型600MW火電機組于1991～1992年完成制造。安裝于哈爾濱第三發(fā)電廠。目前我公司已形成了批量生產(chǎn)600MW機組的能力。
1.2　考核機組：
　　為了驗證引進技術的可靠性，由美方設計，中方參加(鍋爐是美方負責性能設計)，中方制造300MW、600MW機組各1套，定義為考核機組。當時原機械、電力2部確定600MW考核機組由哈爾濱三大動力廠制造。第1套機組裝于安徽省平圩電廠，已于1989年11月4日投入運行，1990年5月4日移交生產(chǎn)。當年運行5188h，1992年運行7007h，發(fā)電量34.27億kW.h，等效可用系數(shù)91.5。運行以來，啟動可靠性100，高壓加熱器投入率100。　　　
　　用戶的評價：“這臺600MW機組同國內(nèi)同類型機組相比，自動化程度高、運行穩(wěn)定、經(jīng)濟性和可靠性好、機組的應變能力和變工況適應性強。”調(diào)試隊認為：機組通過帶負荷及試運行的動態(tài)考驗，鍋爐受熱面、承壓部件、熱膨脹、燃燒可控性，輔機溫升及振動等皆良好。汽輪發(fā)電機組運行特性基本穩(wěn)定，軸系平衡與振動優(yōu)良，調(diào)節(jié)系統(tǒng)穩(wěn)定。
1.3　考核試驗
　　1990年11月27日～12月2日，受2部委托，西安熱工所和哈爾濱電站設備成套設計研究所共同負責完成了平圩電廠600MW考核機組的性能考核試驗，試驗結果為：
　　(1)額定負荷(600MW)，汽輪機熱耗8005.01kJ/(kW.h)［保證值為8003.63kJ/(kW.h)］。
　　(2)TMCR出力試驗，VWO 1.63超壓，汽輪機出力為633.622MW。修正到5超壓，出力可達660.622MW(保證值為648.175MW)。
　　(3)BCR試驗結果為2028t/h(修正到設計參數(shù))，保證值為2008t/h，高出1。
　　(4)鍋爐在600MW負荷時，鍋爐效率為89.02(高位發(fā)熱值)；93.04(低位發(fā)熱值)，超過了BWCR工況下保證值87.93(高位發(fā)熱值)；92.2(低位發(fā)熱值)，也超過了額定負荷時88.11(高位發(fā)熱值)；92.27(低位發(fā)熱值)。
　　(5)空氣預熱器漏風率試驗結果為7.84，低于保證值8.00。
　　(6)NOx排放量在90MCR工況下，測試結果為0.12mg/kJ，低于MCR工況的保證值0.26mg/kJ。
　　(7)發(fā)電機合同要求在出廠前進行全面考核試驗，試驗結果各項指標都優(yōu)于保證值。
　　如：定子繞組溫升29.8K　　　　　(限值50K)
　　轉子繞組溫升50.5K　　　　　　　(限值64K)
　　鐵芯溫升30.4K　　　　　　　　　(限值84K)
　　軸振動值0.033～0.053mm　　　　(限值0.127mm)
　　上述考核試驗結果表明：汽輪機、鍋爐、發(fā)電機性能均達到設計保證值，鍋爐和發(fā)電機效率都超過了保證值。
　　1992年3月，這套引進型600MW火電發(fā)電機組成套設備獲國家重大技術裝備特等獎。汽輪機、鍋爐、發(fā)電機3大主機，汽輪機冷凝器、鍋爐強制循環(huán)泵電機分別獲國家重大技術裝備一等獎。
1.4　國產(chǎn)化和優(yōu)化
1.4.1　國產(chǎn)化
　　在消化吸收引進技術試制考核機組的過程中，我們一直認為國產(chǎn)化工作是關系到引進技術的應用和發(fā)展的重要措施，是降低機組造價，盡快形成生產(chǎn)能力以滿足我國電力工業(yè)發(fā)展需要的重要措施。
　　國產(chǎn)化的原則：(1)設備性能高于引進機組；(2)結合國情；(3)在消化吸收基礎上，遵循科學性，修改不合理的設計。經(jīng)過多年各方努力，國產(chǎn)化工作取得了明顯效果。詳見表1所列。
表1　　600MW機組國產(chǎn)化率情況
機　　組鍋　　爐汽輪機發(fā)電機3大主機平均
考核機組70595464.6
平圩2號機88847584.8
哈三3號機90879088.9
哈三4號機91879089.8


　　從上表可看出：主機廠本身制造的部件基本上國產(chǎn)化了。我們認為：不一定片面追求100的國產(chǎn)化率，為機組的性能可靠性，某些質(zhì)量要求高的配套件也可采用件。
1.4.2　優(yōu)化
　　從1981年引進國外技術以后，我們以全面消化吸收引進技術為重點，結合國內(nèi)大機組發(fā)展的成熟經(jīng)驗和跟蹤國外技術發(fā)展，對600MW機組進行了優(yōu)化設計，600MW優(yōu)化機組從哈爾濱第三發(fā)電廠3號機組開始。
　　優(yōu)化的原則：(1)將可靠性放在第1位，凡在考核機組發(fā)生的問題必須改正。(2)凡是在消化吸收引進技術中發(fā)現(xiàn)的不合理的設計必須改正。(3)機組性能在優(yōu)化設計中必須立足于高起點，跟蹤國外技術發(fā)展，瞄準當代水平。
　　優(yōu)化的主要內(nèi)容：
　　(1)鍋爐方面：在消化吸收引進技術的基礎上，優(yōu)化后600MW鍋爐機組在產(chǎn)品性能和結構都大大優(yōu)于考核機組。①考慮我國燃料政策，逐步配齊各種煤的爐型。600MW機組現(xiàn)設計有燃用煙煤，褐煤爐型。②為適應各煤種良好經(jīng)濟燃燒，在燃燒技術上采用了WR、CFS(同心圓燃燒器)等燃燒器結構。③分隔屏將大屏式結構改為小屏式結構，降低了各屏管間溫差，改善了運行特性。④過熱器系統(tǒng)減溫噴水由1級改為2級，減少了過熱器左右偏差及汽溫調(diào)節(jié)的延遲性。
　　(2)汽輪機方面：①汽輪機通流部分采用控制渦方法設計。②靜、動葉片均采用扭葉片。③動葉片采用變截面葉片，并采用自帶圍帶成圈連接結構。④新設計末級葉片為900mm和1000mm2種。目前已運行機組采用的是1000mm末葉片。⑤軸向推力采用二元法計算。⑥油系統(tǒng)在冷油器出口增加了自清洗油裝置。
　　經(jīng)過優(yōu)化后，600MW汽輪機熱耗由8003.63kJ/(kW.h)降至7827.82/(kW.h)。
　　(3)發(fā)電機方面：①擴大了發(fā)電機的容量，機組的出力從原考核機組的600MW提高到654MW，使機、爐、電的容量匹配更為合理。②提高了發(fā)電機的效率，由98.77提高到98.94。③提高勵磁頂值電壓，從1.69倍提高到2.00倍。④降低發(fā)電機的運行氫壓，從0.517MPa降至0.400MPa。⑤機組在額定負荷運行時，轉子繞組溫升由74.0℃降至53.8℃。⑥發(fā)電機的冷卻系統(tǒng)由原多級高壓同扇、軸向徑向通風冷卻系統(tǒng)，優(yōu)化為單級風扇、氣隙取氣、氫氣內(nèi)部冷卻系統(tǒng)。
　　優(yōu)化效果：優(yōu)化后600MW機組的主要性能和技術指標將達到：
　　機組年平均可用率　　　　　　　　　≥85
　　強迫停機率　　　　　　　　　　　　≤25
　　機組熱耗［kJ/(kW.h)］　　　　　　7827.8
　　可帶基本負荷，也可調(diào)峰
　　負荷變化率　　　　　　　　　　5/min
　　功率　　　　　　　　　　　　　654MW
2　哈爾濱引進優(yōu)化型600MW火電機組的運行業(yè)績
　　引進技術后，當時按2部安排，哈爾濱三大動力廠負責生產(chǎn)首臺600MW考核機組。第1、2套600MW機組安裝在平圩電廠，1、2號機組分別于1989年11月4日和1992年12月25日投運。對引進技術消化吸收、優(yōu)化設計，第1臺優(yōu)化600MW機組安裝在哈爾濱第三發(fā)電廠(3號機組)，于1996年1月27日投運。4號600MW機組正在安裝，預計1999年下半年投運。燃燒褐煤的600MW機組安裝在元寶山電廠，于1998年投運。元寶山電廠3號600MW褐煤機組通過制造廠和安裝公司共同努力，一次轉機成功，各瓦振均為優(yōu)秀。機組投運后，電廠和制造廠不斷總結，通過檢修，機組的運行穩(wěn)定性和經(jīng)濟性達到了較好的水平，供電煤耗不斷下降。平圩電廠1號機組在1997年度全國火電大機組競賽中榮獲一等獎，參賽機組9臺中有7臺為國外機組。國產(chǎn)600MW機組可以與機組。哈三電廠3號600MW機組經(jīng)過擴大性小修，機組運行穩(wěn)定性和經(jīng)濟性明顯提高，供電煤耗不斷下降，目前已達340g/(kW.h)。
　　平圩電廠1號機組從1992～1998年年運行小時一直在7000h左右，7a年均運行小時7056.2h，年均等效可用系數(shù)81.93(全國平均為77.12)，其間，1996年實現(xiàn)連續(xù)運行3189h的記錄。
3　不斷總結、改進和優(yōu)化，使哈爾濱600MW機組達到水平
3.1　進一步完善、優(yōu)化，提高機組的總體水平
　　我們在哈三、元寶山600MW優(yōu)化機組的設計、制造和運行中，不斷總結，不斷完善改進。在盤山600MW機組中提出更新的優(yōu)化目標。盤山工程2×600MW機組，從合同簽訂一直到機組168h運行，實行全面質(zhì)量控制，按ISO9001標準實施合同評審、設計評審、保證產(chǎn)品性能、制造質(zhì)量、交貨期、售后服務等方面滿足用戶要求，把盤山2×600MW機組建成我公司亞臨界600MW樣板機組。
　　盤山工程2×600MW機組的主要性能指標：
　　鍋爐的連續(xù)出力　　　　　　　2023t/h
　　鍋爐的熱效率(按低位熱值)　　　　93
　　機組額定電功率　　　　　　　　　600MW
　　機組標稱工況熱值(保證值)　　　　7876kJ/(kW.h)
　　汽輪機凝汽器壓力　　　　　　　　0.0052MPa
　　發(fā)電機效率　　　　　　　　　　　98.9
　　發(fā)電機短路比　　　　　　　　　　0.542
　　發(fā)電機負序承載能力連續(xù)　　　　　I2/IN≥8
　　發(fā)電機負序承載能力短時　　　　　(I2/IN)2t≥10s
3.2　吸收國外新技術，完善優(yōu)化，逐步達到水平
　　盤山600MW機組性能優(yōu)化改進的項目主要有：(1)鍋爐結構設計作了重大改進，減少了鍋爐汽溫偏差，降低了過熱器、再熱器的阻力；采用從國外新引進半模式雙密封結構，降低了空氣預熱器漏風率。(2)汽輪機氣動設計采用了三維控制渦；可靠性設計采用了整圈聯(lián)接調(diào)頻。(3)發(fā)電機增加定子繞組溫度監(jiān)測的可靠性等5項改進。
3.3　不斷提高管理水平，產(chǎn)品質(zhì)量
　　不斷改進產(chǎn)品設計、制造技術的同時，也要不斷改進管理。管理水平上臺階就能把產(chǎn)品的改進落到實處，使產(chǎn)品質(zhì)量和管理提高，向用戶提供滿意的產(chǎn)品。(1)切實鍵全工廠質(zhì)量管理體系，認認真真按ISO9001體系運作，從設計、制造，一直到投入運行。(2)按系統(tǒng)工程，落實盤山600MW專項生產(chǎn)計劃，并開展創(chuàng)名牌產(chǎn)品活動。
3.4　創(chuàng)造條件，搞好用戶監(jiān)造，產(chǎn)品質(zhì)量
　　為保證產(chǎn)品質(zhì)量，除制造廠加強制造過程中質(zhì)量控制外，實施用戶代表在制造現(xiàn)場對制造過程進行質(zhì)量監(jiān)造(見證)來控制和產(chǎn)品質(zhì)量。這樣可以使檢查中發(fā)現(xiàn)的缺陷及時消除在制造廠內(nèi)，供給用戶一個產(chǎn)品。
3.5　作好服務，加強安裝過程中的質(zhì)量監(jiān)控工作，創(chuàng)建工程
4　結束語
　　引進優(yōu)化型600MW火電機組已生產(chǎn)了多臺，經(jīng)濟、技術水平有了較大提高，可用率也取得了較大改善，但與國外90年代水平相比，仍有一定的差距，我們將不斷聽取用戶的意見，吸收用戶的建議，不斷改進技術，提高設計、制造水平，為加快我國電力工業(yè)現(xiàn)代服務。