國產重型燃氣輪機還需走好“從1到多”之路

▲圖為2021年11月15日 燃機發運儀式 中國航發/供圖

日前，中國航發“太行110”重型燃氣輪機（代號AGT-110）在深圳通過產品驗證鑒定，標志著我國重型燃氣輪機取得重大突破，填補了國內110兆瓦功率等級產品空白，實現“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，為國產重型燃氣輪機走向商業化應用奠定堅實基礎。

重型燃氣輪機被譽為工業制造領域中“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部分部件國產化，再到擁有自主知識產權的“太行110”重型燃氣輪機通過產品驗證鑒定，20年來，我國重型燃氣輪機技術不斷取得突破，對我國實現“雙碳”目標、保障國家能源安全、助力高質量發展具有重要意義。

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刷新國產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新示范項目，2021年11月開始進入現場安裝調試。2022年5月，“太行110”實現并網發電，時至目前該型機已運行了近8000當量小時。

與同功率火力發電機組相比，“太行110”重型燃氣輪機聯合循環一小時發電量超過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。“太行110”具有啟動迅速、綜合熱效率高、維護簡便等優點，可使用燃油、天然氣及中低熱值氣等多種燃料發電。

燃氣輪機作為機械工業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品，世界上僅有少數國家具備獨立自主研制能力。

燃氣輪機發電專業委員會秘書長程朝龍告訴《中國能源報》記者，近年來，國內燃氣輪機產業開始加速發展，中國重燃、東方電氣、中國航發、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制造，成果喜人。“太行110”通過驗證鑒定，刷新國產重型燃氣輪機功率紀錄，是國內重型燃氣輪機的一大突破。

事實上，早在多年前，國內一些企業在輕型燃氣輪機應用方面已經取得了積極成果。據了解，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動機改進研制的輕型燃氣輪機。近年來，由中國航發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。

助力構建新型電力系統

在業界看來，重型燃氣輪機應用市場潛力巨大，尤其在實現“雙碳”目標的進程中，重型燃氣輪機將是構建新型電力系統的重點裝備。蘇州工業園區藍天燃氣熱電有限公司副總經理安升告訴《中國能源報》記者，重型燃氣輪機應用前景廣泛，可用于熱電聯產、天然氣調峰、聯合循環發電等多個領域。

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的調峰作用。尤其在構建新型電力系統中，重型燃氣輪機發電啟停迅速、負荷響應速度快，調峰調頻性能突出，可在大量新能源接入電網后作為調節服務電源。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。雖然經歷二十多年的發展，但重型燃氣輪機國產化程度還不高，國內燃機發電市場長期被國外企業和產品壟斷。

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，與國外廠商生產的透平葉片材料相比，國產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。

依托先進航空發動機技術和材料優勢，中國航發成功研制“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，實現從“0到1”的突破。國家對重型燃氣輪機在研發制造、試驗示范等方面也給予了一定支持，但要真正實現規模化、商業化，實現從“1到多”還有很長的路要走。多位業界專家呼吁，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，希望國家能夠對國產重型燃氣輪機整機試驗后的商業運行提供一些長期支持政策，具體措施可包括為國產重型燃氣輪機提供電價鼓勵、電網考核豁免等，讓企業在選擇國產重型燃氣輪機后不會在經濟上承壓；另一方面，重型燃氣輪機的研發離不開運行數據和經驗，要形成研發-應用-改進的正向循環，希望電力企業能夠積極看待國產重型燃氣輪機的進步，在投資回報率接近的情況下，給國產機型更多的機會。”程朝龍建議。

為推動行業健康發展，安升也建議，一方面，重型燃氣輪機的研發生產整合了材料學、控制電氣系統、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生產和商業運行，對各學科進行整合，協同發展；另一方面，應健全和理順國產燃機商業運營推廣機制，提高研發企業和發電企業積極性，通過電價補貼等方式保障企業合理收益。

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

還有業內人士表示，國產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”，再選用國產燃氣輪機布局建設一批試用電站，讓國產重型燃氣輪機能夠更多地積累商用運行經驗，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化替代示范應用，促進國內燃氣輪機行業技術快速發展和成熟。

文丨本報記者 李麗旻 吳莉

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