在火电工程领域，西北院长期保持行业绝对领先优势，建设的国内项目投产总容量约占全国的14.5%，曾连续四次荣获“工程总承包金钥匙奖”。近年来，西北院积极响应国家能源政策，坚持煤电清洁高效发展原则，不断提高煤炭转化效率，把煤电的保障作用发挥到极致。通过对高效超超临界、二次再热、煤炭分级分质利用、碳捕集利用及封存、超临界二氧化碳布雷顿循环发电、有机朗肯循环发电、调峰调频、储能改造、数字智能化等技术的研究，加快煤电技术的转型升级，建成了世界首台直接空冷百万千瓦项目——宁夏灵武电厂二期、世界首个直接间接空冷百万千瓦项目——陕能赵石畔电厂等20余台百万千瓦机组，以及我国首个二次再热项目——华能安源二次再热项目、世界首个汽轮机高位布置火电项目——国华锦界三期等100余台60万千瓦机组，位居行业前列。此外，西北院还总承包建设了榆林化学动力站等项目，打破能源、化工等传统行业间的用能壁垒，在国内率先创出了跨行业多能耦合发展的新业态。