▲圖為2021年11月15日 燃機發(fā)運儀式 中國航發(fā)/供圖

日前，中國航發(fā)“太行110”重型燃氣輪機（代號AGT-110）在深圳通過產(chǎn)品驗證鑒定，標志著我國重型燃氣輪機取得重大突破，填補了國內(nèi)110兆瓦功率等級產(chǎn)品空白，實現(xiàn)“從0到1”的突破，將進一步打破國外的技術封鎖和市場壟斷，為國產(chǎn)重型燃氣輪機走向商業(yè)化應用奠定堅實基礎。

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重型燃氣輪機被譽為工業(yè)制造領域中“皇冠上的明珠”。從2003年首次打捆招標引進國外重型燃氣輪機到實現(xiàn)部分部件國產(chǎn)化，再到擁有自主知識產(chǎn)權的“太行110”重型燃氣輪機通過產(chǎn)品驗證鑒定，20年來，我國重型燃氣輪機技術不斷取得突破，對我國實現(xiàn)“雙碳”目標、保障國家能源安全、助力高質(zhì)量發(fā)展具有重要意義。

刷新國產(chǎn)重型燃氣輪機功率紀錄

中海油深圳電力有限公司工程技術部副經(jīng)理劉洪文告訴《中國能源報》記者，2019年“太行110”重型燃氣輪機在國家能源局正式立項為創(chuàng)新示范項目，2021年11月開始進入現(xiàn)場安裝調(diào)試。2022年5月，“太行110”實現(xiàn)并網(wǎng)發(fā)電，時至目前該型機已運行了近8000當量小時。

與同功率火力發(fā)電機組相比，“太行110”重型燃氣輪機聯(lián)合循環(huán)一小時發(fā)電量超過15萬千瓦時，可以滿足15000個家庭一天的用電需求，一年可減少碳排放100萬噸?！疤?10”具有啟動迅速、綜合熱效率高、維護簡便等優(yōu)點，可使用燃油、天然氣及中低熱值氣等多種燃料發(fā)電。

燃氣輪機作為機械工業(yè)頂尖技術的集大成者，是能源高效轉換、潔凈利用、多領域應用的核心裝備，但同時也是技術密集型產(chǎn)品，世界上僅有少數(shù)國家具備獨立自主研制能力。

燃氣輪機發(fā)電專業(yè)委員會秘書長程朝龍告訴《中國能源報》記者，近年來，國內(nèi)燃氣輪機產(chǎn)業(yè)開始加速發(fā)展，中國重燃、東方電氣、中國航發(fā)、中船集團等裝備制造央企紛紛注資投入重型燃氣輪機研發(fā)制造，成果喜人?！疤?10”通過驗證鑒定，刷新國產(chǎn)重型燃氣輪機功率紀錄，是國內(nèi)重型燃氣輪機的一大突破。

事實上，早在多年前，國內(nèi)一些企業(yè)在輕型燃氣輪機應用方面已經(jīng)取得了積極成果。據(jù)了解，早在上世紀七十年代，我國就開始在中原油田、大慶油田、克拉瑪依油田等地使用由航空發(fā)動機改進研制的輕型燃氣輪機。近年來，由中國航發(fā)研制的航改輕型燃氣輪機在油氣開采、長距離管道增壓、通訊交通應急供電、城市分布式能源等領域都有不錯的表現(xiàn)。

助力構建新型電力系統(tǒng)

在業(yè)界看來，重型燃氣輪機應用市場潛力巨大，尤其在實現(xiàn)“雙碳”目標的進程中，重型燃氣輪機將是構建新型電力系統(tǒng)的重點裝備。蘇州工業(yè)園區(qū)藍天燃氣熱電有限公司副總經(jīng)理安升告訴《中國能源報》記者，重型燃氣輪機應用前景廣泛，可用于熱電聯(lián)產(chǎn)、天然氣調(diào)峰、聯(lián)合循環(huán)發(fā)電等多個領域。

程朝龍也表示，作為重型燃氣輪機的重要使用場景，天然氣發(fā)電的使用不僅能夠有效降低電力領域碳排放，更能夠起到平滑電網(wǎng)的調(diào)峰作用。尤其在構建新型電力系統(tǒng)中，重型燃氣輪機發(fā)電啟停迅速、負荷響應速度快，調(diào)峰調(diào)頻性能突出，可在大量新能源接入電網(wǎng)后作為調(diào)節(jié)服務電源。在此情況下，重型燃氣輪機的使用需求將快速增長。

安升透露，2003年，國家通過打捆招標的方式，引進E、F級重型燃氣輪機技術。雖然經(jīng)歷二十多年的發(fā)展，但重型燃氣輪機國產(chǎn)化程度還不高，國內(nèi)燃機發(fā)電市場長期被國外企業(yè)和產(chǎn)品壟斷。

安升向《中國能源報》記者坦言，重型燃氣輪機自主研制的難點主要在于高溫部件材料，以重型燃氣輪機的透平葉片為例，通常工作溫度在1200至1500攝氏度，與國外廠商生產(chǎn)的透平葉片材料相比，國產(chǎn)透平葉片材料承受極端溫度的時長相對較短，這也意味著透平葉片使用周期會相對縮短，提高了維修成本。

依托先進航空發(fā)動機技術和材料優(yōu)勢，中國航發(fā)成功研制“太行110”重型燃氣輪機，意味著我國在這一領域打破了國外技術壟斷，從產(chǎn)品成功走向市場成功指日可待。

呼吁出臺全生命周期支持政策

“太行110”重型燃氣輪機通過驗證鑒定，實現(xiàn)從“0到1”的突破。國家對重型燃氣輪機在研發(fā)制造、試驗示范等方面也給予了一定支持，但要真正實現(xiàn)規(guī)模化、商業(yè)化，實現(xiàn)從“1到多”還有很長的路要走。多位業(yè)界專家呼吁，仍需要針對重型燃氣輪機全生命周期提供相關支持政策。

“一方面，希望國家能夠?qū)a(chǎn)重型燃氣輪機整機試驗后的商業(yè)運行提供一些長期支持政策，具體措施可包括為國產(chǎn)重型燃氣輪機提供電價鼓勵、電網(wǎng)考核豁免等，讓企業(yè)在選擇國產(chǎn)重型燃氣輪機后不會在經(jīng)濟上承壓；另一方面，重型燃氣輪機的研發(fā)離不開運行數(shù)據(jù)和經(jīng)驗，要形成研發(fā)-應用-改進的正向循環(huán)，希望電力企業(yè)能夠積極看待國產(chǎn)重型燃氣輪機的進步，在投資回報率接近的情況下，給國產(chǎn)機型更多的機會。”程朝龍建議。

為推動行業(yè)健康發(fā)展，安升也建議，一方面，重型燃氣輪機的研發(fā)生產(chǎn)整合了材料學、控制電氣系統(tǒng)、機械工程等多個學科，國家應出面主導重型燃氣輪機的研發(fā)生產(chǎn)和商業(yè)運行，對各學科進行整合，協(xié)同發(fā)展；另一方面，應健全和理順國產(chǎn)燃機商業(yè)運營推廣機制，提高研發(fā)企業(yè)和發(fā)電企業(yè)積極性，通過電價補貼等方式保障企業(yè)合理收益。

劉洪文也指出，從目前市場情況來看，國產(chǎn)燃氣輪機競爭力較國外成熟機組相對低。因此，為推動國產(chǎn)燃氣輪機行業(yè)健康快速發(fā)展，建議應從電網(wǎng)、市場等多層面為行業(yè)發(fā)展提供支持，讓國產(chǎn)燃氣輪機能夠更好地進入市場、得以應用。

還有業(yè)內(nèi)人士表示，國產(chǎn)重型燃氣輪機的性能必須在長期運行中來檢驗并不斷迭代完善，為此建議國家主管部門應出臺相應配套政策，鼓勵支持能源央企國企積極“嘗鮮”，再選用國產(chǎn)燃氣輪機布局建設一批試用電站，讓國產(chǎn)重型燃氣輪機能夠更多地積累商用運行經(jīng)驗，提高市場競爭力。

程朝龍還表示，一直以來進口重型燃氣輪機的備件和運行維護成本十分高昂，原廠商以外的第三方運維服務將有望大幅降低這一板塊成本。建議除整機外，國家應大力支持燃氣輪機關鍵部件特別是高溫熱部件的國產(chǎn)化替代示范應用，促進國內(nèi)燃氣輪機行業(yè)技術快速發(fā)展和成熟。

文丨本報記者 李麗旻 吳莉

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