直接空冷系统“国产化”及发展模式探讨

　第３０卷第４期华电技术Ｖｏｌ．３０　Ｎｏ．４　　　２００８年４月ＨｕａｄｉａｎＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙＡｐｒ．２００８　　直接空冷系统“国产化”及发展模式探讨Ｄｉｓｃｕｓｓｉｏｎｏｎｌｏｃａｌｉｚａｔｉｏｎａｎｄｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｍｏｄｅｏｆｄｉｒｅｃｔａｉｒｃｏｏｌｉｎｇｓｙｓｔｅｍ刘海锋１，张薇２，陈俊丽１ＬＩＵＨａｉｆｅｎｇ１，ＺＨＡＮＧＷｅｉ２，ＣＨＥＮＪｕｎｌｉ１（１．中国华电工程（集团）有限公司，北京　１０００４４；２．华北水利水电学院环境与市政工程学院，河南郑州　４５００１１）（１．ＣｈｉｎａＨｕａｄｉａｎＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＣｏｒｐｏｒａｔｉｏｎＬｉｍｉｔｅｄ，Ｂｅｉｊｉｎｇ．１０００４４，Ｃｈｉｎａ；２．ＳｃｈｏｏｌｏｆＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌａｎｄＭｕｎｉｃｉｐａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＮｏｒｔｈＣｈｉｎａＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＷａｔｅｒＣｏｎｓｅｒｖａｎｃｙａｎｄＨｙｄｒｏｅｌｅｃｔｒｉｃＰｏｗｅｒ，Ｚｈｅｎｇｚｈｏｕ４５００１１，Ｃｈｉｎａ）摘　要：：论述了火电厂直接空冷系统国产化的重要意义和应用前景，直接空冷系统的“国产化”必须通过企业自主创新才能实现。直接空冷系统的“国产化”包括自主设计、系统集成和设备制造３个方面。结合国内市场和实际项目，介绍了直接空冷系统“国产化”的发展模式和技术路线。关键词：直接空冷系；国产化；发展模式中图分类号：ＴＫ２６４．１　　　文献标识码：Ａ　　　文章编号：１６７４－１９５１（２００８）０４－００１５－０４Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｄｉｒｅｃｔａｉｒｃｏｏｌｉｎｇｓｙｓｔｅｍｉｎｆｏｓｓｉｌ－ｆｉｒｅｄｐｏｗｅｒｐｌａｎｔｉｓｏｆｇｒｅａｔｉｍｐｏｒｔａｎｃｅａｎｄｈａｓａｂｒｏａｄａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｆｕｔｕｒｅ．Ｔｈｅｌｏｃａｌｉｚａｔｉｏｎｏｆｄｉｒｅｃｔａｉｒｃｏｏｌｉｎｇｓｙｓｔｅｍｉｎｃｌｕｄｅｓｔｈｒｅｅａｓｐｅｃｔｓ，ｗｈｉｃｈａｒｅｉｎｄｅｐｅｎｄｅｎｔｄｅｓｉｇｎ，ｓｙｓｔｅｍｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎａｎｄｅｑｕｉｐｍｅｎｔｍａｎｕｆａｃｔｕｒｅ．Ｂａｓｅｄｏｎｄｏｍｅｓｔｉｃｍａｒｋｅｔａｎｄａｃｔｕａｌｐｒｏｊｅｃｔｓ，ｔｈｅｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｍｏｄｅａｎｄｔｅｃｈｎｉｃａｌｒｏｕｔｅｆｏｒｌｏｃａｌｉｚａｔｉｏｎｏｆｄｉｒｅｃｔａｉｒｃｏｏｌｉｎｇｓｙｓｔｅｍｉｓｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｄｉｒｅｃｔａｉｒｃｏｏｌｅｄｓｙｓｔｅｍ；ｌｏｃａｌｉｚａｔｉｏｎ；ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｍｏｄｅ收稿日期：２００８－０２－１５基金项目：中国华电工程（集团）有限公司“直接空冷系统设计开发研究”项目资助（ＣＨＥＣＫＪ－２００７－０１）０　引言空冷是“富煤缺水”地区火电厂的主要冷却方式，它改变了原来“以水定电”的被动局面，在水资源日益紧张的今天，具有重要的意义［１］。直接空冷系统只能通过自主研发才能实现真正的“国产化”，国家已出台和颁布诸多支持和鼓励空冷“国产化”的相关政策。然而，什么是空冷系统“国产化”？如何判断“国产化”程度？目前国内还有很多争论。尤其是在项目招、投标阶段，对国家相关政策的解读和争论显得异常激烈。“国产化”与“本土化”、“本地化”有什么区别？什么是真正意义上的直接空冷的“国产化”？“国产化率”应如何计算？直接空冷系统“国产化”有哪些发展模式和技术路线？本文根据对国家相关政策的理解，对上述问题进行探讨。１　直接空冷系统“国产化”的意义［２］１．１　直接空冷的意义电力工业是资源消耗大户，提高电力的生产和使用效率，降低资源消耗，特别是节约和降低水资源及石油资源的消耗，对我国重要战略资源的节约和优化配置具有重要意义。山西、陕西、宁夏、内蒙古西部是煤炭资源富集区，也是水资源缺乏地区。由于缺乏水资源，常规的水冷式火力发电厂建设模式，导致这些地区电源点布局不尽合理，矿区和坑口电站的开发建设相对迟缓，造成了有煤发不出电的被动局面。直接空冷冷却方式作为一种节水技术，解决了“富煤缺水”电源点建设的困难，改变了传统“以水定电”的被动局面。直接空冷ＡＣＣ（ＡｉｒＣｏｏｌｅｄＣｏｎｄｅｎｓｅｒ）技术是指　·１６·华电技术第３０卷　汽轮机的排汽通过金属壁面与空气进行热交换的冷却技术，其工艺流程为汽轮机排汽通过粗大的排汽管道进入室外的空冷凝汽器，轴流冷却风机强制通风使空气外掠空冷凝汽器，通过金属壁面与蒸汽进行换热，将排汽冷凝成水，凝结水再经泵送回汽轮机的回热系统。直接空冷系统主要包括空冷凝汽器系统、空气供应系统、钢结构系统、排汽管道系统、仪表和控制系统、凝结水系统、清洗系统、抽真空系统等。直接空冷系统“国产化”关键技术涉及多个子系统和设备［３］。１．２　空冷国产化的意义２００３年前后，大型电站空冷市场在国内全面启动，３年来已招标开工的３００ＭＷ机组以上的直接空冷项目绝大多数被国外基伊埃（ＧＥＡ）公司和斯必克斯（ＳＰＸ）公司所瓜分。由于空冷技术被国外公司垄断，直接空冷系统大都采用整岛招标的方式，国家不得不花费大量的外汇进口国外技术和设备。针对空冷市场的现状，国家和行业内空冷技术“国产化”的呼声越来越高。为了能够独立承担空冷系统工程，近几年来，电力规化设计总院和国内一些制造厂商分别与ＧＥＡ公司和ＳＰＸ公司商谈技术转让，但均遭到拒绝，因此，直接空冷系统只能通过自主研发才能实现真正的“国产化”。国家十分重视直接空冷系统的“国产化”和“产业化”，它涉及直接空冷系统的优化、设计、系统集成和制造等方方面面，有关方面出台和颁布诸多相关鼓励政策。近年来，由国家发改委、中国电力企业联合会、中国电机工程学会火电分会空冷专业委员会等机构主办的各类技术研讨活动十分活跃，旨在推动我国大型电站空冷系统国产化。１．３　应用前景“十一五”期间，国家将积极开发大型煤电基地，建设坑口大机组并初步形成规模，坑口电站比例达到４７％。对于燃煤火电，采用空冷机组等节水措施，将在很大程度上解决坑口电站的发电缺水问题。电站空冷技术的应用领域除了燃煤火力发电厂外，已扩大到燃气－蒸汽循环电站、垃圾电站、工业企业自备电站等。电站空冷技术不仅能应用于沙漠干旱地区，而且还可以应用于水源充沛地区；不仅可应用于炎热地区，而且还可应用于寒冷地区。火电厂直接空冷技术在这些地区存在广阔的应用前景。２　直接空冷系统“国产化”的内涵２．１　国家重视企业自主创新能力的建设科学技术是现代生产力中最活跃的因素，是社会进步的主要推动力，是增强企业经济效益的决定性因素。近年来，国家非常重视科学和技术创新，尤其是自主创新能力和创新型国家的建立。国务院关于实施《国家中长期科学和技术发展规划纲要（２００６－２０２０年）》（国发［２００５］４４号）若干配套政策指出：营造激励自主创新的环境，推动企业成为技术创新的主体，努力建设创新型国家。发挥财政资金对激励企业自主创新的引导作用。创新投入机制，整合政府资金，加大支持力度，激励企业开展技术创新和对引进先进技术的消化吸收与再创新。要引导和支持大型骨干企业开展竞争前的战略性关键技术和重大装备的研究开发，建立具有国际先进水平的技术创新平台；加强面向企业技术创新的服务体系建设。加大对科技型中小企业技术创新基金等的投入力度，鼓励中小企业自主创新。２．２　“自主创新”不是“自我创新”科技部部长万钢指出：“自主创新”并不等于“自我创新”，重新回到“闭关锁国”的状态。在全球经济和科技一体化的今天，更要“坚持对外开放和自主创新相结合”。《国务院关于加快振兴装备制造业的若干意见》也指出：鼓励企业着眼于前沿领域，积极扩大开放，在引进国外先进技术的基础上，实现消化吸收再创新；建立产、学、研、用相结合的技术创新体系。鼓励企业通过自主开发、引进技术消化吸收以及国际合作、并购、参股国外先进的研发、制造企业等方式掌握核心技术。工程项目重大技术装备需要引进技术的，承接技术转让的单位必须具有消化吸收、研发创新能力和实施产业化的基本条件。２．３　企业“自主创新”是直接空冷系统“国产化”的关键企业的自主科技创新是科学与技术的创新，包括设计、系统集成和设备制造的创新。企业“自主创新”是直接空冷系统“国产化”和“产业化”的关键。空冷国产化，正如《国家发展改革委办公厅关于船舶等领域自主创新基础能力建设工作的通知》强调指出的，要“围绕大型空冷机组等清洁高效煤电设备的自主设计、制造和系统集成方面，开展研究工作”。打破国外公司在关键技术上的垄断，实现真正意义上的“国产化”。空冷系统的“国产化”离不开企业“自主创新”能力的建设。直接空冷系统“国产化”包括自主设计、系统集成和设备制造３个方面。（１）对于直接空冷系统来说，自主设计来说尤　第４期刘海峰，等：直接空冷系统“国产化”及发展模式探讨·１７·　为重要，是直接空冷系统的核心和关键技术，它包括环境风速和风向对空冷凝汽器换热性能影响研究、空冷系统选型和优化设计技术研究、空冷凝汽器热力性能和空气动力性能研究、直接空冷系统排汽管道及平台架构设计研究以及直接空冷系统自动控制技术的研究等。（２）作为工程建设项目，直接空冷电厂和系统的建设离不开直接空冷系统设计和系统集成，它涉及到直接空冷系统的总承包和空冷电厂的总承包。因此，需要建立空冷系统各种设备的合格供货商、产品性能参数和价格数据库。（３）直接空冷系统设备制造的国产化［４］。以直接空冷系统的核心和关键设备———直接空冷凝汽器为例，其基本换热元件包括单排管、双排管和三排管。单排管的主要特点是蒸汽侧流通面积大、阻力小、冬季防冻性能好；空气侧阻力小；传热系数高，是未来的发展方向。单排管的供应商主要包括德国基依埃公司（ＧＥＡ）、美国斯必克斯冷却技术有限公司（ＳＰＸ）、北京龙源冷却技术有限公司、哈尔滨空调股份有限公司（ＨＡＣ）、江苏双良空调设备股份有限公司、四川川空换热器有限公司等。目前，ＧＥＡ和ＳＰＸ分别在廊坊和天津建立了单排管生产基地，实现了空冷凝汽器生产的“本土化”或“本地化”。但是，单排管基管板材（钢铝复合板）的制造还完全依赖进口，单排管基管加工也依赖国外进口。少数国内厂商可进行单排管基管加工，但平整度较差。因此，基管板材和基管加工是空冷凝汽器制造的核心和关键技术。只有在空冷凝汽器生产的上游有所作为，在单排管基管板材的制造和加工上有所突破。才能实现真正意义上的设备“国产化”，而非目前国内设备制造的“本土化”或“本地化”。一般采用“国产化率”的大小来判断直接空冷系统或设备“国产化”程度的高低，以及是否实现真正意义上的“国产化”。国产化率的计算按照中华人民共和国国务院（［１９９９］２０号文）和国家计委（［１９９９］４２８号文、计产业［２００１］５６４号文）的规定执行。国产化率按以下公式计算Ｃ＝［（Ａ－Ｂ）／Ａ］×１００％，式中，Ｃ为国产化率；Ａ为设备（含软件）和材料＋备品备件价格＋专用工具及测试设备价格＋技术服务的费用（国内部分的出厂价或国外提供部分的ＣＩＦ价，不含安装费）；Ｂ为Ａ中进口部分ＣＩＦ价格；ＣＩＦ为成本＋保险费＋运费。３　直接空冷系统“国产化”的技术路线国外厂商在打入中国市场时，一般都以产品或设备为先导，垄断系统方案、优化设计和施工图设计。在生产建设初期，施工图设计一般由国内相关设计单位完成。随着项目数量的增加和配合的深入，国外厂商为降低成本，逐步将优化方案和设计转让给国内的专业公司，变成了纯粹的设备供应厂商。然而，空冷项目则是个例外，外商根本不考虑技术转让。系统的优化离不开设备的基本性能参数，作为国外公司核心技术，设备选型只能通过国外“专有程序”才能完成。对于直接空冷系统国产化而言，国内产品制造商、工程公司、设计院、咨询公司、科研院所等在发展初期都离不开国内外设备供应商的支持。由于目前空冷系统大都采用整岛招标的形式，他们根据自身实际情况，选择了不同的空冷岛总承包的发展模式。概括起来包括以下３个方面。（１）以设备制造商为主的总承包模式。国内设备厂家研制开发设备和设计国产化。为了完全摆脱国外厂商的牵制，国内一些专业公司逐渐开发和生产出替代产品，成为能自主完成系统方案、优化设计、施工图设计、设备供货并能与国外厂商抗衡的企业。由国内公