《中国制造2025》电力装备领域重点任务

经过改革开放30多年，我国电力装备制造业取得了翻天覆地的变化，形成了门类较为齐全、规模较大、具有一定技术水平的产业体系，为国家能源战略实施和国家重大工程建设提供了技术保障和装备支撑。

一、创新体系建设

电力装备制造业是装备制造业的重要支柱之一，是实现能源安全稳定供给和国民经济持续健康发展的基础，对相关产业具有较强的辐射和带动能力作用。

经过改革开放30多年，我国电力装备制造业取得了翻天覆地的变化，形成了门类较为齐全、规模较大、具有一定技术水平的产业体系，为国家能源战略实施和国家重大工程建设提供了技术保障和装备支撑。

以大型火电和水电成套装备、特高压输变电成套设备为代表的重大技术装备技术性能达到国际领先水平，我国已经成为名副其实的电力装备制造大国。

因此，建立国家高端电力装备制造业创新中心（以下简称“创新中心”），是推进结构调整和转型升级的关键选项，是创新体系建设的有效抓手，是实现电力装备制造强国的必然选择。

二、重大技术开发

（1）新疆准东（高钠高钾）煤燃烧技术

准东煤田预测储量达3900亿吨，是我国最大的整装煤田。此类煤种属高热值燃料，但碱土金属含量很高（灰中Na2O含量为5%～10%；CaO含量为20%～40%），具有极强的结渣和沾污特性，以往锅炉在燃用准东煤时出现了严重的结渣和沾污问题，影响锅炉的安全可靠运行，极大地制约了准东煤在煤电领域的使用。该技术的自主开发可为新疆准东煤电基地建设提供重要支撑，对保障国家能源安全、促进新疆煤炭资源有效利用、推动新疆产业布局合理化和经济快速发展意义重大。

（2）更高效率、趋零排放清洁煤电技术

我国能源以煤炭为主，减少煤炭利用污染事关我国可持续发展。推广应用煤炭加工、转化、燃烧的清洁生产技术，大力发展先进超超临界发电，继续深入研究整体煤气化联合循环发电（IGCC）技术。掌握更高效率、趋零排放清洁煤电技术。

（3）高水分褐煤取水技术

我国褐煤储量巨大，高达2118亿吨，约占全国煤炭总资源量的13%。但由于褐煤煤化度低，含水量在25%～40%之间、热值低、灰熔点低、易结渣，如直接参与燃烧，大量的水分在燃烧气化的过程中吸收大量热量，使得锅炉效率大大降低。同时褐煤煤质特性决定了燃煤机组厂用电率偏高、锅炉体积庞大，极大地限制了褐煤超大型锅炉在我国的发展。“褐煤取水技术”应用于燃煤机组，一方面可提高褐煤的能量密度和机组效率，实现降低煤耗并减少污染物排放的目的。另一方面对于富煤缺水地区的电源基地建设具有非常显著的经济效益与环境效益，对缺水地区的生态保护意义深远。

（4）1000MW级巨型水电机组技术

关键技术如下：

1）水轮机水力性能研究以水力稳定性研究为重点，提高机组稳定性。

2）转轮可靠性及防裂纹研究，转轮应力分析计算，转轮材料化学成分、热处理与机械性能及水下疲劳试验研究转轮自动焊接工艺和材料研究，焊缝强度及残余应力消除技术研究。

3）现场测试技术研究，发电机、水轮机各项性能测试技术研究，机组重要部件刚强度、轴系动平衡、稳定性测试技术研究，水轮机转轮叶片动态应力测试技术研究。

4）发电机通风冷却技术研究，包括蒸发冷却技术研究，推力轴承测试技术研究；24～26kV定子线棒主绝缘和防电晕结构研究。

5）调速、励磁等配套自主动控制系统研究。

6）机组动态监测保持系统研究，适应状态检修和远程故障诊断系统。

（5）大型贯流、超高水头和可变速抽水蓄能、冲击式水轮发电机组技术

要加强贯流式机组的研发工作，推进模型试验台、模型试验装置等与模型开发相关的关键技术研究，研发高性能水轮机转轮，研制更大容量的径轴向推力轴承，解决大容量贯流式机组的通风冷却等问题。研制75MW级及以上灯泡贯流式机组，并针对潮汐发电开展海水条件下的结构和材料防腐、防盐、防海生物等研究。

在抽水蓄能机组方面，深入研究大容量高水头水泵水轮机水力设计、结构优化及刚强度分析，转轮动态特性及可靠性分析技术，水泵水轮机工况转换与过渡过程研究，大容量双向推力轴承设计和制造，发电电动机调速技术和大型双轴承励磁发电电动机的研制，水泵水轮机密封材料和结构研究，大型高压球阀关键技术研究等。大型抽水蓄能水电机组的研制需要在以上方面取得突破，以提高我国抽水蓄能机组的技术水平，创造更大的经济和社会效益。

（6）工业余热余压利用技术

实现节能减排、提高能源利用率的目标主要依靠工业领域。处在工业化中后期阶段的中国，工业是主要的耗能领域，也是污染物的主要排放源。我国工业领域能源消耗量约占全国能源消耗总量的70%，主要工业产品单位能耗平均比国际先进水平高出30%左右。因此，深入研究工业余热余压利用技术意义重大。在余热利用方面重点研究热交换技术、热功转换技术、余热制冷制热技术。工业的余压利用主要用螺杆膨胀机来实现余压的回收利用。余热余压资源利用潜力仍很巨大，企业要深度挖掘节能潜力，提升能效水平。

（7）城镇废弃物无害化处理技术

政府主导，社会参与。强化政府责任，加大公共财政投入，完善财税优惠政策；引入市场机制，充分调动社会资金参与城镇废弃物无害化处理设施建设和运营的积极性。因地制宜，科学引导。考虑不同地区的实际情况，加强分类指导，坚持集中处理与分散处理相结合。按照“减量化、资源化、无害化”的原则，因地制宜选择先进适用的技术。

（8）能源装备领域电力电子应用技术

电力电子技术已广泛应用在输配电领域，目前，由于缺乏基础性、共性技术研究，制约了高端产业发展，因此，建立电力电子装置级基础研发平台很有必要。研发平台旨在建立面向输配电领域电力电子装置的基础性、共性技术研发，形成底层技术、核心技术、外围技术构架的标准、专用技术模块，配备可视化的开发环境，结合电源侧、负荷侧的特点，智能裁剪技术模块，形成专有产品。平台技术有利于缩短研发周期、提升产品质量，适宜在行业内推广，提升行业的整体水平，引领企业向高端装备发展。

（9）超导材料在能源装备行业应用技术

超导材料给能源装备行业带来了质的飞跃，加快研究超导材料在能源装备行业的应用，将会使得许多过去无法实现的电工设备由于采用超导技术而成为现实。应深入研究超导材料在超导输电电缆、超导变压器、超导电动机、超导发电机、超导故障限流器等领域的应用。

（10）基于实时监测的设备运维技术、全寿命周期资产管理技术

建立面向高压输变电设备在线运维管理的信息模型；基于先进传感技术的监测装置，实现监测数据的标准化传输；开发基于物联网技术的设备实时状态监测和运维管控平台，实现高压输变电设备实时在线监测、状态分析、故障诊断、风险评估、维修决策等功能，实现高压输变电设备的在线运行的智能化管理，提升电网设备的运维一体化、检修专业化、状态管理精益化水平。

采用数字监测传感技术，获取加工过程中的各类工件质量信息和工况物理数据。建立完善的监测工序模型与质量控制模型。实现对各种质量信息和工况信息的准确获取和描述。构建工艺系统的仿真模型，建立制造过程质量预测模型，通过质量预监控技术对预测模型进行监控，实现制造过程的事前预控制。研究质量信息在设计、制造、试验和运行全生命周期各阶段演化、耦合和传播的规律，采用质量数据关联分析手段，进行质量信息的全生命周期追溯与制造过程动态调整，实现输变电产品制造过程闭环数字化质量控制。

（11）数字化制造下的质量管理技术

深入研究数字化制造业的质量管理技术，分析数字化制造技术对制造业产生的改变，通过仿真、3D等先进技术实现产品技术创新；通过并行工程、信息平台的利用，提高生产效率；通过数字化智能化制造，提升质量管理水平，提高产品质量。

要以计算机技术和数据库技术为手段，覆盖产品全生命周期、全过程的质量信息，通过对质量信息的采集、存储、整理、分析，来监督、控制和决策各个部门的质量行为，实现全面质量管理，从而保证产品质量。制造一个产品的信息量远远超过产品本身。如何收集数据，收集什么样的数据，如何利用数据，是数字化制造时代质量管理要研究的主要内容。数据管理是质量信息管理的基础，是进行技术标准管理、生产过程管理、顾客关系管理等一系列管理的前提。

（12）输变电设备数字仿真

现有的仿真工具可以有效辅助产品某个功能单元的设计任务，能够很好地解决大部分单学科的分析评估问题，却很难处理涉及多学科交互的复杂仿真问题。

目前, 面向输变电设备产品设计的仿真技术已逐步从局部应用( 单学科、单点）扩展到系统应用（多学科、全生命周期） ,并相应地产生了许多用于指导应用的新技术和新理论, 仿真技术为复杂产品的设计开发提供了强有力的工具和手段。

当前各应用领域对仿真技术提出了许多新的要求，主要表现在以下方面：

1）提高仿真的逼真性、可靠性和精确性；

2）提高建模与仿真的效率；

3）改进仿真系统的体系结构。

为解决以上要求，需要重点发展：系统仿真，主设备结构、电磁、流体、多物理场仿真，电子设备及电力电子设备的动态仿真，产品性能仿真优化。

（13）能源装备行业智能制造、绿色制造技术

目前电工电器行业的过剩产能已经达到了市场需求的一倍以上。严重的产能过剩导致市场竞争加剧，行业盈利能力大幅度下降。如何增强行业核心竞争力，如何增大行业的盈利能力，从而保证行业良性发展，需要提高电工电器产品核心技术和制造水平。主要包括以下几个方面的内容：

1）高性能化。智能制造装备性能将不断提高，即表现为高速度、高精度、高功能性，并便于操作和维修。

2）智能化。智能化是智能制造装备的重要发展趋势，主要表现在装备能根据用户要求完成制造过程的自动化，并对制造对象和制造环境具有高度适应性，实现制造过程的优化。

3）集成化。智能制造装备正向技术集成、系统集成的方向发展，主要体现在生产工艺技术、硬件、软件与应用技术的集成及设备的成套，同时还体现在生物、纳米、新能源、新材料等跨学科高技术的集成，从而使装备得到不断提高和升级，甚至发生深刻变化。

4）绿色化。资源、能源的压力，使装备必须考虑从设计、制造、包装、运输、使用到报废处理的全生命周期中，对环境负面影响极小，资源利用率极高，并使企业经济效益和社会效益协调优化。绿色制造是提高智能制造装备资源循环利用效率和降低环境排放的关键途径。

三、试验能力建设

1）建立大型煤燃烧试验台。

2）建立660MW/25.4MPa /600℃/600℃机组用安全阀试验台。

3）建立300MW F 级重型燃气轮机试验验证平台。

4）建立第三代核电设备试验验证及安全性鉴定平台。

5）建立500kV及以上大容量变压器突发短路试验装置。

6）建立电器设备三高、湿热、地震等特殊环境试验平台。

7）多端直流工程技术与装备的开发、研制及应用等。

8）完善与行业发展相适应的能源装备标准、检测、认证体系。

四、结束语

高质量是制造业由大变强的主要途径，也是重要标志之一。质量从市场竞争的角度反映出国家的整体实力，它既是企业和产业竞争力的体现，也是国家和民族文明程度的表征；既是科技创新、管理能力、劳动力素质等因素的集成，又是法治环境、文化教育、诚信建设等方面的综合反映。

强调实施质量强国在实现“三步走”的战略目标中具有重要的意义，质量在建设质量强国进程中发挥着决定性的作用：质量升级是产业结构优化、经济发展升级的重要途径。我国制造业面临国内外“双重挤压”的形势，要求由数量速度型向质量效益型转变，其核心是要推动我国经济实现“质”的跨越。扩大内需，稳定消费是经济增长的基础，伴随着需求的变化，对质量的要求与日俱增。增强竞争能力，质量是赢得国际市场的根本途径。市场经济是竞争的经济，竞争主要靠产品、价格和服务等，因此，产品在市场竞争中的竞争归根到底是质量的竞争。制造质量是提高生活质量的物质基础与保障，关系人民群众的切身利益，经济社会的发展史实质上就是质量不断提高的奋斗史。综上所述，质量在实现中华民族伟大复兴的中国梦中将起决定性作用。