通用电气带你走近工业性能巨兽——H级燃气轮机

2018-01-04 13:56:38 来源: 中国网 作者:

通用电气带你走近工业性能巨兽——H级燃气轮机

H级重型燃气轮机被称为制造业的王冠,作为一个体形庞大的工业机械巨兽,它既要追求高效性能,又需考虑经济效益,这是一种让制造业纠结于鱼和熊掌的痛苦。通用电气携手哈电集团签署了重型燃机合资项目协议,在秦皇岛建立燃机制造基地,专注于包括9H和9F级在内的燃机和部件制造。这个让中国魂牵梦绕的工业性能巨兽,有几件事情你确实必须了解。

什么是重型燃气轮机?燃机不等于重型燃气轮机!

重型燃气轮机属于燃气轮机中的一种,它的兄弟还包括:航空发动机、航改燃气轮机、船用燃气轮机、车辆与工业驱动燃气轮机和各种微型燃气轮机,它们之间的结构和原理相似,因此当有人和你谈论燃气轮机的时候,他口中燃气轮机可能并不一定指重型燃气轮机。

一般来说,重型燃气轮机的出力明显大于它的这些“兄弟”,主要用于电厂发电。重型燃气轮机也这些“兄弟”里面迄今为止效率最高的热-功转换类发电设备,其发电量约占全球发电总量的22%,而且还在稳步增加。重型燃机的研发制造水平很大程度上也代表了一个国家的重工业水平。目前能独立研制重型燃气轮机的国家却只有美国、德国和日本。研制重型燃机不仅要强调性能,还强调性价比,必须要能够真真切切的为电厂带来效益。

近年来,随着雾霾的肆掠和页岩气革命的发展,国内外科技界与产业界已认识到,重型燃气轮机将是21世纪乃至更长时期内能源高效转换与洁净利用系统的重要装备。

什么是H级燃气轮机?H字母背后的技术意义!

H并不是任何单词的缩写,但它是目前全世界最先进重型燃气轮机的代号。由于重型燃气轮机的技术水平主要体现在压气机压比和透平进口燃气温度这两项指标上,尤其是透平进口温度直接影响燃气-蒸汽联合循环的热效率,因此国际上通常根据透平进口燃气温度把重型燃气轮机分为E、F级和H级。

其中,E级重型燃气轮机透平进口约1200℃,F级透平进口温度约为1400℃,目前最先进的H级透平进口温度达到1430℃-1600℃。温度越高,技术等级越高。

目前全世界最先进的H级重型燃气轮机单循环和联合循环的热效率已分别超过了40%和60%,是所有热-功转换发电系统中效率最高,是最适合大规模商业化的发电方式。2016年6月, 通用电气的H级燃气轮机更是创造了新的吉尼斯世界记录,机组联合循环发电净效率高达62.22%。

中国的重型燃气轮机制造处于什么水平?有H级燃气轮机制造能力吗?

中国的重型燃气轮机就制造来说,基本属于起步阶段。具体一点的来说,就是中国尚无完全自主设计制造重型燃气轮机的能力。中国唯一的一台重型燃气轮机R0110处于E+级技术水平,目前尚处于试运行阶段,并未在发电领域完全推广,目前国内所有应用重型燃气轮机发电厂全部采用的是国外产品。

其实,中国的重型燃气轮机产业与国外发达国家相比起步也并不晚,建立于20世纪50年代。在早期阶段(1950—1970),中国在消化吸收许多前苏联技术,并自主设计和制造了200到25000千瓦多种型号的燃气轮机,培养了不少燃气轮机技术人才和队伍,全行业技术水平进步很快。

但在中期阶段(1980—2000),由于全国油气供应严重短缺,国家不允许使用燃油/燃气发电,重型燃机失去市场需求,全行业进入低潮,全国除保留南京汽轮机厂一家重型燃机制造厂外,其他制造企业全部退出,人员和技术流失,大学燃机专业改行,人才培养和国家研发投入基本停止,与国际水平差距迅速拉大。现任上海电气燃气轮机有限公司总经理虎煜,1998年从清华大学热能工程系的燃机专业毕业时,他曾表示当时因为中国的燃气产业已经断代十多年,发现毕业后去哪工作都是个大问题。所以中国的燃气轮机人才基本呈“哑铃型”,要么老,要么少。

2000年左右,中国经济的飞速发展对电力需求逐步增大,国家组织进行了重型燃气轮机的“打捆招标”计划,耗资约350亿元人民币,采取中外合资、合作或引进技术消化吸收的方式,帮助国内相关企业掌握重型燃气轮机冷部件制造技术和少量核心制造技术。上海电气、哈尔滨电气、东方电气分别与西门子、通用电气、三菱三家跨国巨头合资合作,上海电气从西门子引进了SGT5-4000F燃气轮机、哈尔滨电气从通用电气公司引进了9FA燃气轮机、东方电气从三菱引进了M701F燃气轮机,此外南汽还从通用电气公司引进了6B和9E燃气轮机。

近年来,中国更是把重型燃气轮机的研制上升到了一个战略高度,“航空发动机和燃气轮机两机专项” 经过多年论证从今年开始进入实施阶段,从国家能源局公布的行动路线图来看,燃气轮机专项的奋斗目标已经明确,即2020年实现F级300MW燃机自主研制、2030年实现H级400MW燃机自主研制。

现今世界最大燃机轮机——通用电气的9HA系列燃机的排气缸就是由中国宜昌船舶柴油机公司制造的,这个部件重达50吨左右,对工艺要求较高,这也是中国企业参与世界最先进的H级重型燃气轮机制造的一个缩影。

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责任编辑: 左瑾
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