重型燃气轮机发展现状及发展研究

重型燃气轮机发展现状及发展研究

王日安

国家电投贵州西电电力股份有限公司习水发电厂贵州省遵义市564600

摘要：文章对重型燃气轮机的发展背景以及国内外重型燃气轮机的发展现状进行分析，展望未来重型燃气轮机的发展趋势，并对未来我国重型燃气轮机行业的发展提出了几点建议，以供参考。

关键词：重型燃气轮机；发展现状；发展趋势

1引言

近年来随着我国经济的快速发展以及工业化进程的不断加快，我国的燃气轮机在工业领域中的应用数量在不断增大，而且在发电领域中由于具有较高的效率、较小的污染以及较短的建设周期和较快的收效而被广泛应用。尤其是在进入上世纪80年代以来，随着全球冶金以及3D打印等先进技术的发展和进步，燃气轮机的单机容量和参数也在不断增大，成为现有热功转换发电系统中效率最高的大规模商业发电方式。为此，文章就针对目前国内外中性燃气轮机的发展现状进行介绍，并对未来重型燃气轮机的发展趋势进行展望，为我国重型燃气轮机的发展提出建设性的建议。

2国内外重型燃气轮机发展现状

2.1国外重型燃气轮机的发展现状

国外的重型燃气轮机发展主要经历了三个阶段，在上世纪90年代之前所出现的重型燃气轮机属于常规级的燃气轮机，也就是B、D级别，其单机功率、效率以及联合循环效率都比较低。随着进入本世纪以来各项技术发展，重型燃气轮机也进入了当代级别，也就是E、F级别，后来在2010年以后重型燃气轮机又进入了先进级别，也就是G、H级别，无论是初温，还是单机功率、效率以及联合循环效率都有了较大的进步和发展。未来重型燃气轮机的单机效率有望突破45%并持续增加，而且联合循环效率也会达到65%。目前国际上重型燃气轮机市场的垄断现象比较严重，主要的燃气轮机公司有GE、西门子以及三菱日立等公司，这几家公司的产品也代表着本行业中的最高水平。目前各个公司的主要代表机型就是H级以及J级重型燃气轮机，就是在原有的技术基础上对其主要的压气机、燃烧时以及透平等进行了发展和创新。

2.2国内重型燃气轮机的发展现状

我国对重型燃气轮机的研究开始于上世纪50年代，然后进行自主研发和设计生产大概在上世纪的60到70年代，而且在上世纪的80年代，我国的部分企业开始与国外上述比较大型的企业建立合作关系，并引入了国外的先进技术，尤其是以我国的哈尔滨电气、东方电气以及上海电气集团为主。经过多年的技术引进以及联合开发，我国的重型燃气轮机的科研和生产能力有了飞速的发展和进步。而且在引进目前国外比较先进的E级以及F级燃气轮机的基础上，以上述几家大型公司为核心，也开始形成了相应的燃气轮机制造产业群。在各个行业中已经进行了上述两个级别的重型燃气轮机以及配套的燃气-蒸汽联合循环全套发电设备的较高设计与生产能力。但是在目前已经实现了国产化的装配和制造的同时，还需要加大对核心技术的深入研究，争取实现核心技术的自主研发，以及相关热端部件的制造，还有维修技术以及控制技术的自主研发。

3重型燃气轮机发展趋势

在目前我国不断进行能源结构调整以及对各个行业提出较高的环保要求的同时，中心燃气轮机的发展更是需要向以下几个方面进行发展：首先就是要对燃气轮机的参数进行进一步提高，主要目的就是实现循环热效率的提高。其次是提高燃气轮机运行时的燃料适应性，而且同时要使得污染物排放水平进行进一步的降低。再次是进行新一代耐高温材料的研发和应用。最后就是对高压气机等主要部件的性能进行进一步的提升。未来，燃气轮机的联合循环热效率正在向65%开始进步，而且进气温度可能会超过1700℃，并且开始进行HL级燃气轮机技术的研发。

4发展重型燃气轮机产业的有效建议

4.1加强基础和应用基础研究

虽然我国对重型燃气轮机的研究开始比较早，但是受限于上世纪的技术条件以及国际环境形式，我国在引进国外先进水平的同时忽视了对本国技术人才的培养和储备，影响了此行业的可持续发展。这就需要加大对重型燃气轮机基础研究的同时，进行我国重型燃气轮机自主创新体系的建设。而对重型燃气轮机的基础研究就是要对核心技术进行掌握，确保具有自主开发产品的能力，保证基础和应用基础研究达到世界先进水平。针对行业发展战略以及重点型号的技术要求，进行基础以及应用基础研究计划的合理制定，对不同基础和应用基础的研究工作内容以及深度和验收标准进行确定，将研究出的基础以及应用基础成果与产业化应用进行对接，确保我国具有足够的自主产品研制所需要的核心技术和人才。在此基础上，还需要对目前的新概念、新方法、新技术以及新材料进行研究和突破，鼓励相关学科前言的探索性以及前瞻性课题的基础研究。

4.2相关基础研究学科和重点方向

重型燃气轮机技术与其他众多学科有着密切的联系，而且影响其基础与应用基础研究的重点核心技术就是热端部件和控制系统的相关核心技术，这就需要针对这些相关学科以及相关技术进行重点研究和突破，将其作为未来我国重型燃气轮机发展中的研究重点。

4.3加快建设国家燃气轮机基础研究重大设施

根据我国相关部门提出的燃气轮机实验装置以及相关的中长期规划，主要是对燃气轮机三大部件的基础和应用基础研究的实施设施进行建设，加强对这三大部件的机理以及关键技术的研究，还要对相关学科进行重点发展。其次是对多学科以及交叉学科的基础和应用基础研究的实施设施进行建设，促进相关学科的全面发展。最后是进行燃气轮机压气机、燃烧时以及透平的部件级性能试验设施的建设，为自主研发设计重型燃气轮机产品提供部件性能试验验证平台。

5结语

在目前国内外比较重视重型燃气轮机的发展以及其在不同行业中应用中所表现出的优势，为了提高我国自主研发重型燃气轮机的技术水平，需要坚持基础先行，不断发展相关和交叉学科，加大对相关试验能力的建设以及基础与应用基础研究设施的建设，集中有效力量来进行核心技术基础的攻关，在此基础上进行关键技术的验证并进行产品研发设计和生产制造，最后对产品进行推广以你个有，提高我国的自主创新能力和竞争力水平。

参考文献：

[1]赵侠.重型重型燃气轮机现状与发展趋势分析[J].建筑工程技术与设计,2017(1).

[2]王林发.重型燃气轮机现状与发展趋势[J].工业,2016(6):00304-00304.