为了满足电力工业发展要求，火电机组日趋向大容量、高参数发展。目前300 MW、600 MW火电机组已成为我国火电的主力机组。高效、节能、低污染、自动化水平高、运行人员少、建设周期短，已成为大机组的显著特点。
　　哈尔滨600 MW机组完全是按引进技术制造的，第1、2套机组安装在平圩电厂，作为考核机组。机组考核试验后，我公司对引进技术进行优化、完善，至今已完成订货7套(锅炉9套)，生产6套，投入运行4套。为适应电力工业发展，我们将不断通过优化设计，改进管理，提高产品性能与质量，并做好服务，使哈尔滨600 MW火电机组达到国际先进水平。

1　哈尔滨引进优化型600 MW火电机组的开发与发展

1.1　引进技术
　　70年代后期，在党的改革开放方针指引下，人们从发展电力是依靠进口设备，还是引进技术武装自己的思考中认识：需引进国外先进技术，提高国内设计制造水平，加快我国电力工业现代化发展。从而国家作出重大决策，开始引进技术调查与谈判。由中国对外经济合作公司(CMIC)和中国电工设备总公司(CMEEC)出面，从美国西屋公司(WH)和美国燃烧工程公司(CE)引进大型亚临界火电机组制造技术。技术转让合同分别于1981年2～3月生效。
　　合同主要内容：大型亚临界火电机组设计、标准、计算机程序、制造技术、试验研究、生产技术管理、质量保证、人员培训、技术咨询；还包括考核机组安装、调试、运行方面人员培训和咨询等内容。合同有效期为15 a。我公司先后选派300多名技术人员赴美培训，成为消化吸收引进技术、开发和优化新产品的骨干力量。
　　在消化、吸收引进技术基础上，首台600 MW考核机组于1986年制造完毕，安装于平圩电厂。首台引进优化型600 MW火电机组于1991～1992年完成制造。安装于哈尔滨第三发电厂。目前我公司已形成了批量生产600 MW机组的能力。

1.2　考核机组：
　　为了验证引进技术的可靠性，由美方设计，中方参加(锅炉是美方负责性能设计)，中方制造300 MW、600MW机组各1套，定义为考核机组。当时原机械、电力2部确定600 MW考核机组由哈尔滨三大动力厂制造。第1套机组装于安徽省平圩电厂，已于1989年11月4日投入运行，1990年5月4日移交生产。当年运行5 188 h，1992年运行7 007 h，发电量34.27亿kW^.h，等效可用系数91.5%。运行以来，启动可靠性100%，高压加热器投入率100%。　　　
　　用户的评价：“这台600 MW机组同国内同类型机组相比，自动化程度高、运行稳定、经济性和可靠性好、机组的应变能力和变工况适应性强。”调试队认为：机组通过带负荷及试运行的动态考验，锅炉受热面、承压部件、热膨胀、燃烧可控性，辅机温升及振动等皆良好。汽轮发电机组运行特性基本稳定，轴系平衡与振动优良，调节系统稳定。

1.3　考核试验
　　1990年11月27日～12月2日，受2部委托，西安热工所和哈尔滨电站设备成套设计研究所共同负责完成了平圩电厂600 MW考核机组的性能考核试验，试验结果为：
　　(1)额定负荷(600 MW)，汽轮机热耗8 005.01 kJ/(kW^.h)［保证值为8 003.63 kJ/(kW^.h)］。
　　(2)TMCR出力试验，VWO+1.63%超压，汽轮机最大出力为633.622 MW。修正到5%超压，出力可达660.622 MW(保证值为648.175 MW)。
　　(3)BCR试验结果为2 028 t/h(修正到设计参数)，保证值为2 008 t/h，高出1%。
　　(4)锅炉在600 MW负荷时，锅炉效率为89.02%(高位发热值)；93.04%(低位发热值)，超过了BWCR工况下保证值87.93%(高位发热值)；92.2%(低位发热值)，也超过了额定负荷时88.11%(高位发热值)；92.27%(低位发热值)。
　　(5)空气预热器漏风率试验结果为7.84%，低于保证值8.00%。
　　(6)NO_x排放量在90%MCR工况下，测试结果为0.12 mg/kJ，低于MCR工况的保证值0.26 mg/kJ。
　　 (7)发电机合同要求在出厂前进行全面考核试验，试验结果各项指标都优于保证值。
　　如：定子绕组温升29.8 K　　　　　(限值50 K)
　　转子绕组温升50.5 K　　　　　　　(限值64 K)
　　铁芯温升30.4 K　　　　　　　　　(限值84 K)
　　轴振动值0.033～0.053 mm　　　　(限值0.127 mm)
　　上述考核试验结果表明：汽轮机、锅炉、发电机性能均达到设计保证值，锅炉和发电机效率都超过了保证值。
　　1992年3月，这套引进型600 MW火电发电机组成套设备获国家重大技术装备特等奖。汽轮机、锅炉、发电机3大主机，汽轮机冷凝器、锅炉强制循环泵电机分别获国家重大技术装备一等奖。

1.4　国产化和优化
1.4.1　国产化
　　在消化吸收引进技术试制考核机组的过程中，我们一直认为国产化工作是关系到引进技术的应用和发展的重要措施，是降低机组造价，尽快形成生产能力以满足我国电力工业发展需要的重要措施。
　　国产化的原则：(1)设备性能高于引进机组；(2)结合国情；(3)在消化吸收基础上，遵循科学性，修改不合理的设计。经过多年各方努力，国产化工作取得了明显效果。详见表1所列。

表1　　600 MW机组国产化率情况 %

　　从上表可看出：主机厂本身制造的部件基本上国产化了。我们认为：不一定片面追求100%的国产化率，为确保机组的性能可靠性，某些质量要求高的配套件也可采用进口件。

1.4.2　优化
　　从1981年引进国外技术以后，我们以全面消化吸收引进技术为重点，结合国内大机组发展的成熟经验和跟踪国外技术发展，对600 MW机组进行了优化设计，600 MW优化机组从哈尔滨第三发电厂3号机组开始。
　　优化的原则：(1)将可靠性放在第1位，凡在考核机组发生的问题必须改正。(2)凡是在消化吸收引进技术中发现的不合理的设计必须改正。(3)机组性能在优化设计中必须立足于高起点，跟踪国外技术发展，瞄准当代国际先进水平。
　　优化的主要内容：
　　(1)锅炉方面：在消化吸收引进技术的基础上，优化后600 MW锅炉机组在产品性能和结构都大大优于考核机组。①考虑我国燃料政策，逐步配齐各种煤的炉型。600 MW机组现设计有燃用烟煤，褐煤炉型。②为适应各煤种良好经济燃烧，在燃烧技术上采用了WR、CFS(同心圆燃烧器)等先进燃烧器结构。③分隔屏将大屏式结构改为小屏式结构，显著降低了各屏管间温差，改善了运行特性。④过热器系统减温喷水由1级改为2级，显著减少了过热器左右偏差及汽温调节的延迟性。
　　(2)汽轮机方面：①汽轮机通流部分采用控制涡方法设计。②静、动叶片均采用扭叶片。③动叶片采用变截面叶片，并采用自带围带成圈连接结构。④新设计末级叶片为900 mm和1 000 mm 2种。目前已运行机组采用的是1 000 mm末叶片。⑤轴向推力采用二元法计算。⑥油系统在冷油器出口增加了自清洗油装置。
　　经过优化后，600 MW汽轮机热耗由8 003.63 kJ/(kW^.h)降至7 827.82/(kW^.h)。
　　(3)发电机方面：①扩大了发电机的容量，机组的最大出力从原考核机组的600 MW提高到654 MW，使机、炉、电的容量匹配更为合理。②提高了发电机的效率，由98.77%提高到98.94%。③提高励磁顶值电压，从1.69倍提高到2.00倍。④降低发电机的运行氢压，从0.517 MPa降至0.400 MPa。⑤机组在额定负荷运行时，转子绕组最高温升由74.0 ℃降至53.8 ℃。⑥发电机的冷却系统由原多级高压同扇、轴向径向通风冷却系统，优化为单级风扇、气隙取气、氢气内部冷却系统。
　　优化效果：优化后600 MW机组的主要性能和技术指标将达到：
　　机组年平均可用率　　　　　　　　　≥85%
　　强迫停机率　　　　　　　　　　　　≤25%
　　机组热耗［kJ/(kW^.h)］　　　　　　7 827.8
　　可带基本负荷，也可调峰
　　最大负荷变化率　　　　　　　　　　5%/min
　　最大功率　　　　　　　　　　　　　654 MW

2　哈尔滨引进优化型600 MW火电机组的运行业绩

　　引进技术后，当时按2部安排，哈尔滨三大动力厂负责生产首台600 MW考核机组。第1、2套600 MW机组安装在平圩电厂，1、2号机组分别于1989年11月4日和1992年12月25日投运。对引进技术消化吸收、优化设计，第1台优化600 MW机组安装在哈尔滨第三发电厂(3号机组)，于1996年1月27日投运。4号600 MW机组正在安装，预计1999年下半年投运。燃烧褐煤的600 MW机组安装在元宝山电厂，于1998年投运。元宝山电厂3号600 MW褐煤机组通过制造厂和安装公司共同努力，一次转机成功，各瓦振均为优秀。机组投运后，电厂和制造厂不断总结，通过检修，机组的运行稳定性和经济性达到了较好的水平，供电煤耗不断下降。平圩电厂1号机组在1997年度全国火电大机组竞赛中荣获一等奖，参赛机组9台中有7台为国外进口机组。国产600 MW机组可以与进口机组媲美。哈三电厂3号600 MW机组经过扩大性小修，机组运行稳定性和经济性明显提高，供电煤耗不断下降，目前已达340 g/(kW^.h)。
　　平圩电厂1号机组从1992～1998年年运行小时一直在7 000 h左右，7 a年均运行小时7 056.2 h，年均等效可用系数81.93%(全国平均为77.12%)，其间，1996年实现连续运行3 189 h的记录。

3　不断总结、改进和优化，使哈尔滨600 MW机组达到国际先进水平

3.1　进一步完善、优化，提高机组的总体水平
　　我们在哈三、元宝山600 MW优化机组的设计、制造和运行中，不断总结，不断完善改进。在盘山600 MW机组中提出更新的优化目标。盘山工程2×600 MW机组，从合同签订一直到机组168 h运行，实行全面质量控制，按ISO9001标准实施合同评审、设计评审、保证产品性能、制造质量、交货期、售后服务等方面满足用户要求，把盘山2×600 MW机组建成我公司亚临界600 MW样板机组。
　　盘山工程2×600 MW机组的主要性能指标：
　　锅炉的最大连续出力　　　　　　　2 023 t/h
　　锅炉的热效率(按低位热值)　　　　93%
　　机组额定电功率　　　　　　　　　600 MW
　　机组标称工况热值(保证值)　　　　7 876 kJ/(kW^.h)
　　汽轮机凝汽器压力　　　　　　　　0.005 2 MPa
　　发电机效率　　　　　　　　　　　98.9%
　　发电机短路比　　　　　　　　　　0.542
　　发电机负序承载能力连续　　　　　I₂/I_N≥8%
　　发电机负序承载能力短时　　　　　(I₂/I_N)²t≥10 s

3.2　吸收国外新技术，完善优化，逐步达到国际先进水平
　　盘山600 MW机组性能优化改进的项目主要有：(1)锅炉结构设计作了重大改进，减少了锅炉汽温偏差，降低了过热器、再热器的阻力；采用从国外新引进半模式双密封结构，降低了空气预热器漏风率。(2)汽轮机气动设计采用了三维控制涡；可靠性设计采用了整圈联接调频。(3)发电机增加定子绕组温度监测的可靠性等5项改进。

4　结束语