简析燃气轮机发电机组的现状及未来发展

1、简析燃气轮机发电机组的现状及未来发展 火力发电的历史久远，为世界经济发展提供着充足的能源。但是，随着环境保护观念深入人心，世界资源日益紧缺，火力发电已经成为我国经济转型、产业结构调整的重点对象。作为新型发电模式，燃气轮机发电具备快速启停、高效率以及较小占地规模的有点，污染小。在我国工业实践中，受到制造技术的商业秘密制约，自主创造能力十分薄弱，进口是主要来源，并没有在全国推广开来。本文主要浅析燃气轮发电机组的当前发展情况，并展望未来趋势，希望 引起工业领域人员的重视。1. 燃气轮机及其发电机组现状浅析1.1. 燃气轮机浅析作为旋转式动力机械，气体以连续流动的方式在燃气轮机中通过热 能向机械能的转

2、化，进而推动发电机组旋转。从世界范围来看，第 一台燃气轮机由瑞士一家企业制造，时间为 1939 年。经数十年发展， 机车与坦克动力、舰船动力、管线动力与发电等都有燃气轮机的身 影。从结构上划分，轻型与重型燃气轮机为工业燃气轮机类型。当 前，俄、英、美等发达国家已经将燃气轮机完全应用到了水面舰艇 上。此外，海上采油、输油输气的管线加压装置也由轻型燃气轮机 构成，实现了 41.6%的热效率（简单循环）。高度垄断是重型燃气轮 机制造领域的特点，重要的核心企业为 ABB西门子/西屋、GE三 菱等。轻型燃气轮机制造领域中主导企业为 P&W R.R与GE其他国 家也不甘落后，正在紧锣密鼓的航机改型

3、。上世纪五十年代末，国内开始制造重型燃气轮机。当时的上汽厂、 南汽厂、哈汽厂身肩国家工业复兴的大任，在“厂校结合”形式下， 自主研发出的燃气轮机位列世界领先，如 3500hp 机车用机组， 1MW、 3MV发电机组。近年来，随着我国工业化的不断升级，重型燃气轮机 也在不断的改造升级。为实现利用冶金企业的高炉煤气，美国GE与南汽厂通过技术交流，立足于 MS6001B， 6B-L 型燃气轮机研发成功， 实现再利用高炉煤气的环保要求。从科研实力分析，国内研究所或 高校储备着大量科研设施与科研人员，如哈尔滨工业大学、清华大 学、国家电网热工研究院、中科院工程热物理研究所等，研究出的 一批批优秀成果（红

4、旗 360、东风 I 型叶型）。当然，设备不够集中， 先进性尚待提高，完善工作仍需继续。国内航空系统是轻型燃气轮机的集结地，在航空发动机领域，研究 设计院、制造厂数量众多，职工数量上万。在上世纪 70 年代，邮电、石化、油田等企业都应用到了 331 厂、410 厂研发的 WZ-6G、WJ-6G、WJ-5G等产品型号。在技术改造与创新实践中，燃气轮机的制造工艺已经掌握成熟，精密机加设备成套，特种工艺设备应有尽有，气冷 涡轮叶片制作方便，喷嘴、内外套、火焰筒以及燃烧室的制造也较 为常见，可以说，我国有强大的生产轻型燃气轮机系统优势。总的说来，燃气轮机工业的产业集聚性不强，起步晚，基础优势明 显，发

5、展迟缓，产业分散。虽然存在诸多的薄弱缺点，但缺口尚可 快速弥补。从设计、实验、材料与加工分析，加工能力最佳，材料 与设计尚待提升。国内除了对大型轮盘快速应力处理、定向结晶片 等设备与工艺的加工存在难度外，现有设备是可以完成其他产品加 工的。1.2. 燃气轮机发电机组浅析燃气轮机发电机组主要功能在于驱动发电机正常发电，联合蒸汽燃 气循环为常见的发电机组，相比于通常的燃煤发电，采用联合蒸汽 燃气循环具备环保节能、安装时间短、高效率、投入成本低、装置 整体体积不大以及迅速启停的优势。所以，联合式的蒸汽燃气循环，在减排节能、机组调峰、谷峰差问题解决等方面，应该成为各工业 领域重点发展方向。2. 燃气轮

6、机发电机组的未来走向浅析沿海经济发达区为分布燃气轮机发电机组的主要区域，另外，油气田、大中城市也有零星分布。进口机组是国内燃气轮机发电机组的主要来源，功能在于发电，其余少数用在坦克、舰船动力、增压、 注气与注水。立足发电千瓦做统计，仅有 7%为国产。所以，在将来的燃气轮机发电机组发展中，要坚持自主创新的道路，增强自主研发能力，只有自己掌握了核心技术，方能实现工业的完全独立。相关工业领域应该走校企联合、产学研相结合的道路，利 用高校优秀人才，结合企业生产实际，研发出新一代燃气轮机技术。 当前，新材料为燃气轮机技术研发方向，想要实现发动机的理想工 作水平，有必要做到1600-1800C的透平初温，

7、排除冷却系统。淘 汰现用的合金材料，以高温性能加、密度小的材料为选择方向，那 么陶瓷可能成为首选。分析国家工业政策，能源市场变动，加上环保理念的深入，燃气轮 机及其发电机组的应用领域也将不断扩展。目前 , 国内由南京汽轮电 机（集团）有限责任公司与 GE公司合作生产的40MW6B）和125MW（9E）等级的燃机已经应用于生产领域。同时正在和GE公司完成了70MW6FA）等级的燃机合作生产计划。需要构建联合蒸汽 /燃气循环 发电机组，打造系列产品，为国内发电服务。在舰用燃气轮机方面， 有必要制造多样化档次功率，为现代化海军服务。在高原机车以及 输油输气管线的动力上，制造的燃气轮机机械驱动力应在10-25MW，满足资源利用。最后，燃气轮机发电机组还要走符合中国能源国情的道路，作为煤 炭利用大国，天然气在能源利用比重上占有量非常少，煤炭依然是 我国重要能源。所以，燃气轮机的制造有必要考虑煤炭的燃烧实际， 以上情况在短时间内并不会改变。但是，国家政策正偏向于降低煤 炭利用比重，逐渐提高天然气的消费比例。为此，各生产企业也应 加紧生产新能源利用发电机组。走规模化、系列化以及集成化的燃气轮机的生产道路，实现压比高、 效率高、功率高的目标还需要较长时间努力。所以，未来燃气轮机 及其发电机组的升级改造，应该根据燃气轮机的运行实际