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國內首臺!四川造“爭氣機”正式投入商業運行

四川在線     2023-03-10 10:44            

記者 曹凘源

3月8日,被譽為中國“爭氣機”的全國首臺自主研制F級50兆瓦重型燃氣輪機發電機組,在廣東華電清遠華僑工業園天然氣分布式能源站順利完成72+24小時試運行,成功轉入商用階段。這標志著我國已全面掌握F級重型燃氣輪機設計、試驗、施工、調試、運維等方面的標準體系和工藝規范,能夠為清潔能源領域提供自主可控全鏈條式的“中國方案”。


G50正式投入商業運行儀式現場。東方汽輪機有限公司供圖

重型燃氣輪機被譽為工業裝備制造業“皇冠上的明珠”,廣泛應用于航空、船艦和機車動力、管道增壓、發電等領域。然而,數十年來,燃氣輪機高溫部件設計制造和試驗驗證技術在我國均處于空白,極大地阻礙了我國自主燃氣輪機產業體系的建立發展。

東方電氣集團和中國華電等央企強強聯合,于2009年開始率先在國內開展具有完全自主知識產權的F級50兆瓦重型燃氣輪機研制,累計投入資金近20億元,國家能源局也將F級50兆瓦重型燃氣輪機列為能源領域首臺(套)重大技術裝備示范項目。


工人正在組裝G50零部件。東方汽輪機有限公司供圖

“產品從設計、材料、制造到試驗,幾乎都是從零開始?!睎|方電氣集團東方汽輪機有限公司G50發展中心副主任田曉晶介紹,G50是東方電氣集團對F級50兆瓦重型燃氣輪機的一個內部代號,研發過程中,科研團隊聯合高校、科研院所、終端用戶,包括產業鏈上、中、下游近300家單位開展了聯合攻關,突破了重型燃機的設計關、材料關、工藝關、測試關,實現了主機國產化率100%。

G50整機極其復雜,由20000多個零件組成,工作壓力18個大氣壓,相當于海底180米深度的水壓,工作溫度超過1300℃……在這樣的高溫高壓條件下,還要以6000轉/分鐘的轉速高速旋轉,對材料、涂層和加工精度要求極高?!暗扔谠趹已逻吷献鲈O計,稍有閃失就可能損壞機組?!盙50發展中心副主任趙仕志說。


位于東方汽輪機的G50發展中心整機試驗臺。東方汽輪機有限公司供圖

研制復雜“換”來的是能源綜合利用率的提升。記者了解到,燃氣輪機是將空氣吸入后逐級壓縮,壓縮后的空氣和天然氣燃料在燃燒室混合后劇烈燃燒,產生高溫高壓氣流,推動渦輪旋轉做功,從而輸出強大動力。與汽輪機相比,燃氣輪機擁有更高的熱功轉換效率。

“按照燃燒室溫度,燃氣輪機可以分為E級、F級和H級,溫度越高,技術等級越高,它的熱效率就越高?!睎|方汽輪機總設計師艾松介紹,F級燃機單循環熱效率通常在38%左右,燃機蒸汽輪機聯合循環效率在57%左右。相比較于E級,消耗同樣的能源能獲得更多的電力。


G50正待發運。東方汽輪機有限公司供圖

記者了解到,目前燃機使用的大多為天然氣,相比于傳統的煤炭,燃燒成本較高?!安荒苤豢磫我坏慕洕~,而是要把電網調峰穩定性、清潔排放率和能源綜合利用率等指標都考慮進去‘算綜合賬’?!壁w仕志表示,相較于同功率的火力發電機組,G50一年可減少碳排放超過50萬噸,聯合循環一小時發電量超過7萬千瓦時,可以滿足7000個家庭1天的用電需求。

“G50的商用只是開始,未來我們將聚焦降低氮氧化物排放、提高能源綜合利用率,持續對G50燃氣輪機進行優化升級和系列化研發,以此帶動我國燃氣輪機制造業向更高端發展?!卑烧f。


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