1 發(fā)電側設備
1．1 空冷設備
    傳統(tǒng)火電廠是通過開放式大水塔來實現(xiàn)循環(huán)水的冷卻，需要不斷地給水；而空冷電站則不需建水塔，用空氣來冷卻低壓蒸汽使之凝結為水，水的損耗少。目前多數(shù)火力發(fā)電廠采用水冷卻方式?？绽浞绞降膬?yōu)點是節(jié)水，缺點是造價高、運行費用高。一個2×60萬千瓦機組的空冷設備造價約1．7億元，而水冷設備只需要1．2億元；煤耗高，每年會多消耗電力6 000萬度，大約對應2 000萬元價值。但它也可節(jié)水約l 200～1 400萬噸。
    空冷設備按傳熱元件分類可以分為板式和管式兩大類。板式空冷器只能用于小型電站。另外，還可分為間接空冷和直接空冷系統(tǒng)。目前世界上廣泛采用的電站空冷器有三種技術形式：海勒系統(tǒng)福哥型空冷器、GEA系統(tǒng)直冷式空冷器、哈蒙系統(tǒng)間冷式空冷器。電站空冷設備的部件主要包括：翅片管束、鋼結構平臺、空冷風機、減速器、變頻電機(變頻器和電機)等，除鋼結構外，其它部件均有較大比重來自于國外進口，但哈空調(600202)等民族廠商已可以全部實現(xiàn)國產(chǎn)化。成本結構中(以2×60萬千瓦機組為例)，翅片管束占65％左右，鋼結構平臺占15％左右，空冷風機、減速器(齒輪箱)、變頻電機(變頻器和電機)各占4％左右。主要原材料為鋁材、無縫鋼管、容器鋼板、銅材。
    市場上的主要廠商有6家，中外各占一半，前三家是第一梯隊(市占率20％～25％，實力相近，含哈空調)，后三家是第二梯隊(市占率5％左右，實力也相近)。目前，市場仍有新廠商在進入。據(jù)參考文章(《中國電站空冷主設備供應商業(yè)績》)中的統(tǒng)計數(shù)據(jù)(作者不明)，到2008年6月3日止中國空冷電站已累計核準約5 000萬千瓦。主設備(空冷島管束或空冷三角)累計投運或完成招標8 000多萬千瓦，其中SPX、GEA、哈空調、龍源、IHW(含首航艾啟威冷卻技術北京有限公司)、江蘇雙良的累計市場份額分別約占39．0％、33．O％、15．6％、4．5％、3．5％、2．9％。僅就2007年而言，哈空調的市場占有率約為23％。
電站空冷市場近兩年增長速度快。2007年全國電站空冷設備市場銷售收入總額約為45億元，增長率約為25％～30％。裝機約1 700～1 900萬千瓦，營收總額增長率約為25％～30％。由于我國單機60萬千瓦機組比重大幅增加，再加上國產(chǎn)化提高，生產(chǎn)廠商數(shù)量增加、招標競爭激烈，故2007年價格普遍比2004年、2005年便宜30％～40％。
    2008年、2009年我們預計中國火電設備的年度投產(chǎn)裝機容量大約都在6 500～7 000萬千瓦左右(見表1)。相對于缺煤的沿海及南方，北方煤電基地建設提速，華北、東北、西北火電站新建比重可占50％～60%左右，其中按80％上空冷機組計算，則全國火電會有40％～50%上空冷。故假設2008年、2009年空冷比重分別大幅提高至35％～40％，則為2 275～2 800萬千瓦?？紤]到電站空冷設備市場競爭日趨激烈，單位造價一直有所下滑(由于國產(chǎn)化比重提高、大容量機組比重提高，2007年單位造價下滑了10％～15％左右)，預計全國電站空冷設備市場容量在2008年增速約為20％左右(其中，裝機容量上升25％～30％、平均單價下滑11％)。

1．2 大型循環(huán)硫化床鍋爐
    循環(huán)硫化床鍋爐是當今世界最先進的一種環(huán)保鍋爐，采用循環(huán)硫化燃燒技術，使煤炭充分燃燒，鍋爐溫度提升快，能實現(xiàn)爐內脫硫，有效杜絕致癌物質二惡英的排放，灰、渣均可綜合利用，具有節(jié)能、污染小等優(yōu)點，廣泛應用于大中型發(fā)電廠。
    長期以來，循環(huán)硫化床鍋爐的燃燒和大型化技術，一直為歐美等發(fā)達國家的企業(yè)所壟斷。我國從上世紀80年代開始引進國外的循環(huán)硫化床鍋爐技術。1997年，太原鍋爐集團與清華大學合作，運用具有自主知識產(chǎn)權的“定態(tài)設計”理論，先后研制出35t／h、75t／h、130t／h、220t／h和440t／h循環(huán)硫化床電站鍋爐。與國外產(chǎn)品相比，太原鍋爐集團生產(chǎn)的循環(huán)硫化床鍋爐煤種適應性廣，許多不可燃燒的物體比如煤矸石、中煤、次煤、泥煤等都能得到充分燃燒。
    2007年5月13日，太原鍋爐集團研制成功具有自主知識產(chǎn)權的國內最大的環(huán)保型鍋爐——l 000t／h循環(huán)硫化床鍋爐。l 000t／h循環(huán)硫化床鍋爐的研制成功，使太原鍋爐集團的綜合競爭力躍入我國鍋爐行業(yè)前四名之列，在國內循環(huán)硫化床鍋爐市場居領先位置。
    在大型循環(huán)流化床鍋爐領域，上市公司華光股份目前準備在惠聯(lián)熱電二期工程建設一臺20萬或者30萬千瓦的大型循環(huán)流化床鍋爐，并積極和美國Foster Wheeler公司合作開發(fā)30萬千瓦級別的循環(huán)流化床鍋爐。公司在30萬千瓦循環(huán)流化床鍋爐級別的合作單位Foster Wheeler公司是全球唯一具有30萬千瓦循環(huán)流化床鍋爐運行業(yè)績的公司。20萬千瓦和30萬千瓦循環(huán)流化床鍋爐是未來15年我國重點發(fā)展的節(jié)能環(huán)保型燃煤鍋爐品種。
1．3 超臨界和超超臨界火電機組
    超臨界機組是指主蒸汽壓力大于水的臨界壓力的機組，即壓力大于等于22．12MPa。習慣上又將主蒸汽壓力大于27MPa的機組(當然要有與之相配的蒸汽溫度)統(tǒng)稱為高效超臨界機組或超超臨界機組。所以對于超臨界機組可以分為2個層次：一是常規(guī)超臨界參數(shù)機組，其主蒸汽壓力一般為24MPa左右，主蒸汽和再熱蒸汽溫度為540～560℃；二是高效超臨界機組，通常也稱為超超臨界機組或高參數(shù)超臨界機組，其主蒸汽壓力為25～35MPa及以上，主蒸汽和再熱蒸汽溫度為580℃及以上。對于常規(guī)超臨界機組的效率可比亞臨界機組約高2％，而對于高效超臨界機組，其效率可比常規(guī)超臨界機組再提高4％左右。在環(huán)保方面，超超臨界機組加裝鍋爐尾部煙氣脫硫、脫硝和高效除塵裝置，可滿足嚴格的排放標準。同時，由于超超臨界機組提高了效率，相應地也節(jié)約了發(fā)電耗水量。
    近10多年來，我國已投運了12．60GW常規(guī)超臨界機組，這些機組具有較高的技術性能投運后不僅在提高發(fā)電煤炭利用率和降低污染方面發(fā)揮了一定的作用，而且通過這些機組的成功運行基本掌握了超臨界機組電廠的設計、調試、運行、檢修技術。積累了豐富的應用經(jīng)驗，為我國超臨界和超超臨界機組的應用奠定了基礎。
    我國已投運的超臨界機組主要參數(shù)見表2。

    華能玉環(huán)電廠位于浙江省玉環(huán)縣，是為配合國家引進的超超臨界機組技術，為國內制造企業(yè)牽頭，與國外合作，利用國外技術制造，逐步實現(xiàn)超超臨界機組國產(chǎn)化的依托工程。電廠規(guī)劃安裝4臺l 000MW級機組，一期工程建設2臺，2004年6月開工建設，于2007年和2008年投產(chǎn)。一期工程還將分別建設l座用于燃煤運輸?shù)?00kt級泊位專用碼頭和l座用于大件、燃油、石灰石運輸?shù)? 000t級綜合碼頭；二期工程連續(xù)建設，2008年和2009年各投產(chǎn)1臺。建成后，玉環(huán)電廠將是國內效率最高、單機容量最大、最潔凈的火力發(fā)電廠。其蒸汽壓力26．25MPa，蒸汽溫度600℃；單機容量l 000MW；發(fā)電效率44．86%；汽輪機為引進德國西門子技術，由上海汽輪機有限公司成套供貨；汽輪機型式為超超臨界、一次再熱、變壓、八級回熱抽汽、單軸、四缸四排汽(1146mm末級葉片)、雙背壓、凝汽式汽輪機；鍋爐為引進日本三菱技術，由哈爾濱鍋爐有限公司成套供貨；鍋爐型式為超超臨界、一次再熱、變壓、平衡通風、露天布置、固態(tài)排渣、全鋼構架、全懸吊結構、垂直管圈II型直流鍋爐。
    為支持華能玉環(huán)電廠超超臨界國產(chǎn)化示范工程的建設，原國家電力公司和中國華能集團公司共同主持承擔了國家“十五”863計劃“超超臨界燃煤發(fā)電技術研究”課題，并有電力、機械制造、設計、科研機構及高等院校等20多家產(chǎn)學研單位的共同參與?！俺R界燃煤發(fā)電技術研究”課題主要以華能玉環(huán)電廠2×1 000MW超超臨界發(fā)電機組為依托，重點研究和開發(fā)具有我國自主知識產(chǎn)權的超超臨界發(fā)電機組的鍋爐、汽輪機、電廠系統(tǒng)以及與機組相適應的煙氣凈化技術。并以此促進和提高我國發(fā)電設備的設計和制造水平，為電力工業(yè)提供清潔、高效的新一代大型發(fā)電機組。
1．4 煙氣脫硫設備
    煙氣脫硫，即通過脫硫裝置使鍋爐煙氣的二氧化硫排放達到國家的排放標準。我國已有脫硫工藝十多種，其中以石灰石一石膏濕法和煙氣循環(huán)流化床法脫硫最為普遍，脫硫設備的國產(chǎn)化率已達到90%以上，擁有自主知識產(chǎn)權的30萬千瓦級火電機組的煙氣脫硫技術。
    我國二氧化硫排放量的90％來自燃煤，而火電行業(yè)二氧化硫排放量又占全國總排放量的50％以上，所以火電廠是我國酸雨控制的關鍵行業(yè)?！笆濉蹦┢冢覈黜椊?jīng)濟建設指標都順利完成，惟獨環(huán)境指標——二氧化硫的減排量沒有達到。由于煤炭消費量增加了72％，盡管“十五”期間單位GDP二氧化硫排放量降低了30．3％，但是2005年全國二氧化硫排放量還是比2000年增加27％。有專家認為，高能耗導致的高增長模式很難一時改變，只能力爭在2008年控制住不增長，經(jīng)過2009年的鞏固，爭取到2010年達到減排20％的目標。
    根據(jù)中國電力企業(yè)聯(lián)合會對脫硫公司項目執(zhí)行情況的統(tǒng)計(見表3)，截至2007年底前，全國已簽訂的脫硫工程容量為4億千瓦，全國已投運的脫硫工程容量有2．7億千瓦，全國未交付脫硫合同容量有1．3億千瓦，按照150元／千瓦的造價，這部分已簽但未交付的市場容量有195億元。
    由于有了“十五”的前車之鑒， “十一五規(guī)劃綱要”提出“到2010年，全國二氧化硫排放總量比2005年減少10％”這個約束性指標。目前我國已安裝脫硫設施的火電裝機容量不到火電裝機總容量的1／4。隨著“十一五”期間我國電力投資創(chuàng)歷史新高以及對節(jié)能減排的要求越來越強烈，火電裝機容量和安裝脫硫設施的比例都會提高。根據(jù)《國家酸雨和二氧化硫污染防治“十一五”規(guī)劃》，到2010年底，全國脫硫燃煤機組裝機容量要達到4．6億千瓦左右(見圖1)。也就是說，到2010年底前，全國投運的脫硫工程容量會較2007年的2．7億千瓦增加1．9億千瓦，全國新簽脫硫工程容量會在2007年未交付合同1．3億千瓦的基礎上增加約0．6億千瓦，按照150元／千瓦的造價，這部分市場容量有90億元左右。

    我國現(xiàn)在有超過100家脫硫企業(yè)，企業(yè)眾多，相互壓價，行業(yè)的競爭也比較無序，一個表現(xiàn)就是脫硫項目的每千瓦造價已經(jīng)由最初的l 200元，降到現(xiàn)在的200元以下。

2 輸配電設備
2．1 非晶合金變壓器
    非晶合金材料又稱金屬玻璃，是一種無晶體原子結構的合金。該合金是由熔融狀態(tài)下的合金以百萬分之一秒的速度冷卻后得到的。它采用國際先進的超急冷技術將液態(tài)金屬以1×10-4℃／s冷卻速度直接冷卻形成厚度0．02～O．04mm的固體薄帶，得到原子排列組合上具有短程有序，長程無序特點的非晶合金組織，這種合金具有許多獨特性能特點，如優(yōu)異的磁性、耐蝕性、耐磨性、高硬度、高強度、高電阻率等。目前通常為鐵、鎳一鐵和鈷基合金，鐵磁體非晶合金比已知的另一些材料更易于磁化和消磁，它的磁性能已被確認在材料內部更易于磁性反轉。
    由于非晶合金材料優(yōu)良的性能，使用其作為鐵心材料的變壓器擁有良好的節(jié)能效果。據(jù)統(tǒng)計，非晶合金變壓器的空載損耗僅為S9型變壓器的20％～30%。有業(yè)內人士曾測算，一年一臺非晶合金變壓器較S9變壓器而言，可節(jié)省4 000元。據(jù)有關專家的測算，非晶合金變壓器與S9型變壓器的價格比接近1．3：1后，價差能夠在5年內收回，從第6年起，可享受非晶變壓器的超低損耗所帶來的收益。
    國家頒布的G1320052—2006((三相配電變壓器能效限定值及節(jié)能評價值》與DL／T985—2005《配電變壓器能效技術經(jīng)濟評價導則》中對非晶合金變壓器的節(jié)能效益作了極高的評價，并鼓勵電力部門使用非晶合金變壓器。置信電氣是國內唯一的非晶變壓器規(guī)?；a(chǎn)企業(yè)。公司引進美國通用電氣公司的設計原理，自主開發(fā)生產(chǎn)具有國際先進水平的非晶合金配電變壓器和非晶合金組合式變壓器，成為中國唯一獲得美國GE公司非晶合金變壓器技術許可、生產(chǎn)、銷售該類產(chǎn)品的公司。
2．2 高壓動態(tài)無功補償裝置(SVC)
    高壓動態(tài)無功補償裝置的功能是補償無功功率，具有降低線損的節(jié)能功效和穩(wěn)定電壓、改善電能質量功效。這些功效也就使該裝置在電網(wǎng)中補償、在工礦企業(yè)中局部補償?shù)确矫娴膽们熬皹O其廣闊。SVC在國內剛剛起步，屬于前景廣闊的幼稚產(chǎn)業(yè)，應用領域極其廣泛，因此很難量化產(chǎn)品的行業(yè)發(fā)展速度。
    在交流電路中，電源供給負載的功率分為有功功率和無功功率，有功功率與無功功率按照一定比例配合才能促使負載正常運轉。電能在電網(wǎng)中傳輸時，由于電網(wǎng)傳輸容量限制，無功功率不能過高，而終端無功功率不足會引起電壓的跌落，導致電源(電廠)跳閘，嚴重會引起整個電網(wǎng)癱瘓，無功功率在不同級別的電力系統(tǒng)中必須分級進行補償，SVC裝置就是基于此點發(fā)展起來。
    高壓動態(tài)無功補償裝置是目前最為成熟、國際上應用最廣的大功率高科技電力節(jié)能產(chǎn)品，廣泛應用于電力、冶金、煤炭、礦山、電氣化鐵道等輸配電系統(tǒng)，通過快速自動調整無功量，使系統(tǒng)功率因數(shù)從0．7左右提高到0．95以上，具有重大的節(jié)能作用。目前公司產(chǎn)品最主要的銷售領域是鋼鐵企業(yè)，主要是由于以下因素：功率因數(shù)提高到0．95，避免了電力部門的罰款。提高電壓使冶煉時間減少，電極消耗電能減少。穩(wěn)定電壓作用明顯，電壓閃變減少3～5倍。鐵路領域也是SVC應用比較大的領域，SVC可以補償無功消除諧波，按照全國鐵路變電站200個計算，每個變電站用此產(chǎn)品500萬，那么該領域的市場預計會在10億以上。電力系統(tǒng)是動態(tài)無功補償裝置應用最廣的領域，目前農網(wǎng)缺無功16．7Gvar，城網(wǎng)缺無功60Gvar。最保守預計現(xiàn)有市場存量可以達到40億元以上，如果加入新的電網(wǎng)建設市場空間會更大。
    國內各主要應用領域對SVC產(chǎn)品未來五年的需求情況見表4。

2．3 特高壓輸電
    2007年12月21日，四川復龍，國家電網(wǎng)±800kV四川一上海直流特高壓示范工程(下簡稱直流工程)開工，這是繼2006年6月1 000kV晉東南一南陽一荊門特高壓交流試驗示范工程(下簡稱交流工程)開工后，國家電網(wǎng)在推進特高壓戰(zhàn)略方面的又一大動作。兩年兩個工程、兩種特高壓輸電模式相繼開工建設，表現(xiàn)出國家電網(wǎng)加快建設特高壓電網(wǎng)的趨勢。實際上，早在2004年底，國家電網(wǎng)就已制訂出一個龐大的特高壓發(fā)展規(guī)劃，計劃在未來十五年內投入至少4 000億元，在全國范圍內建設特高壓電網(wǎng)，這相當于兩個以上三峽工程的投資規(guī)模。
    據(jù)國家電網(wǎng)提供的資料顯示，四川一上海直流特高壓示范工程起點四川復龍換流站，落點上海奉賢換流站，全程約2 000公里，途經(jīng)六省兩市，連接了華東華中兩大電網(wǎng)。這是到目前為止全世界電壓等級最高、功率最大、輸送容量最大、輸送距離最遠的輸電工程，工程動態(tài)投資達到l 80億元，將會在2010年投入運行。
    國家發(fā)改委目前同意先建設的特高壓示范工程還有南方電網(wǎng)公司的“云南楚雄一廣州穗東”±800千伏直流特高壓。按照國家電網(wǎng)特高壓戰(zhàn)略規(guī)劃，未來國家電網(wǎng)還將會配合國家的開發(fā)計劃，包括西藏水電和新疆火電的外送。為了使輸電更經(jīng)濟，現(xiàn)在國家電網(wǎng)正在抓緊研究將電壓增加到±1 000kV。劉澤洪告訴記者。國家電網(wǎng)特高壓正在多頭并進建設或計劃中。
    按照有關規(guī)劃，到2020年我國對特高壓電網(wǎng)的投入約為4 060億元，其中交流為2 560億元、直流為l 500億元，除去工程建設、環(huán)境保護、搬遷等費用外，總投資的60％左右將用于設備投入。特高壓電網(wǎng)的主要設備包括變壓器、可控電抗器、開關設備、套管、輸電線路、晶閘管、換流變等。
    按照國家能源辦戰(zhàn)略規(guī)劃組發(fā)布的《我國電力布局中輸煤輸電方式比較》研究報告認為，煤炭資源與經(jīng)濟發(fā)展在地域上的逆向分布，決定了我國能源的大規(guī)模、遠距離輸送不可避免。電力布局中輸煤與輸電的關系問題，是關系到國家能源布局、環(huán)境保護和區(qū)域經(jīng)濟協(xié)調發(fā)展的重要戰(zhàn)略問題。報告還根據(jù)不同輸電電壓與輸煤的損耗進行比較研究，認為對于相同熱值的電煤，在產(chǎn)銷地煤炭價差不變的情況下，輸電電壓等級越高，輸電損耗越小，輸電的經(jīng)濟距離越長。以“三西”及寧東地區(qū)至華東地區(qū)(輸電距離為l 500～l 860公里)為例，如果采用500kV交流輸電，損耗明顯高于輸煤損耗，只有通過特高壓輸電，損耗才能基本與輸煤持平。國家電網(wǎng)特高壓部認為，輸電有助于緩解輸煤所造成的交通壓力及對東部環(huán)境造成的壓力，而特高壓技術的發(fā)展，也使遠距離輸電成為可能，同時更具有經(jīng)濟性。
2．4 高壓變頻調速裝置
    變頻器是電動機系統(tǒng)節(jié)能中的重要部件。通常，我們把用來驅動1kV以上交流電動機的中、大容量變頻器稱為高壓變頻器。按照國際慣例和我國國家標準，當供電電壓大于或等于10kV時稱高壓，小于10kV時稱中壓。相應的變頻器分別稱為中壓變頻器和高壓變頻器。
    據(jù)國家《電動機調速技術產(chǎn)業(yè)化途徑與對策的研究》報告披露，中國發(fā)電總量的66％消耗在電動機上。而中國目前電動機裝機容量已超過4億千瓦，而高壓電機約占一半，高壓電機中近70％拖動的負載是風機、泵類、壓縮機，其中一半適合調速，即有約7 500萬千瓦的高壓電機處在浪費運行的狀態(tài)。從目前高壓變頻器的一般使用情況來看，平均節(jié)電可達30％，因而，無論是在新建項目中，還是在技改項目中，高壓變頻系統(tǒng)的投入和使用，其節(jié)能效果不言而喻。
    由于高壓變頻器的技術十分復雜性且價格高昂，所以在國內的應用一直很緩慢，而隨著市場的逐步發(fā)展，高壓變頻器正在被越來越廣泛的用戶認可，并逐步走向新的增長階段。中國的高壓變頻器市場目前正處于一個高速增長的時期，近幾年我國變頻器的市場一直保持著12％～15％的增長率，這個速度遠遠超過了同年度我國GDP增長水平，如果將同期變頻器價格下降4％～6％的因素納入考慮，我國變頻器市場的年增長率將近20％。其中高壓變頻器市場在2005年增長50％以上，2006年仍能保持50％左右的增長速度。我國目前使用高壓變頻節(jié)能的地方連全部需要配備的20％都不到，而發(fā)達國家已經(jīng)達到了80％～90％，說明國內高壓變頻器市場的潛力還是非常大的。種種跡象表明，我國高壓變頻器進入了快速成長期。高壓變頻器的市場增長未來幾年即便按照50％左右的增長率，至少在10年以后市場才能飽和并逐漸成熟。