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我国燃气轮机产业缺乏设计技术关键部件不能自主-【新闻】

发布时间:2021-05-28 16:52:51 阅读: 来源:台秤厂家

我国燃气轮机产业:缺乏设计技术 关键部件不能自主

由于缺乏设计技术,且关键部件不能自主,我国燃气轮机产业的发展,一直都备受困扰。

“皇冠”战略意义重大

在业内,燃气轮机的优点被概括为效率高、排污指标低、建设周期短、占地和用水量少、启动灵活、自动化程度高等。

在一批电工行业的专家眼里,集多项高新技术于一身的燃气轮机产业,属于高端战略产业,体现着一个国家的工业化水平和国防科技水平。而作为世界上最难制造的机械装备,燃气轮机还被形象地誉为“国家工业领域的皇冠”。由于关系到国防、能源、交通、环保等,发达国家均将燃气轮机列为国防安全、能源安全和保持工业竞争能力的战略产业。

在我国,电站燃气轮机产业的发展呈马鞍形。该产业始自上世纪50年代末60年代初,经历了初期的自主研发,70年代的小高潮,80年代后的休眠期,进入21世纪后随着天然气资源的供应改善又恢复发展,并成为我国能源结构调整的重要组成部分。

“早期主要是参照前苏联技术自主设计制造重型燃气轮机,成功研制出多种型号产品,”上海发电设备成套设计研究院副院长沈邱农沈邱农介绍说,但上世纪80年代后,由于石油和天然气供应短缺,燃气轮机发电失去市场需求,该产业一度停滞不前。

为发展我国大型燃气轮机发电设备产业,从2001年开始,我国组织了三次共50台机组、约1800万千瓦的以市场换技术的燃气轮机“打捆招标”,引进了F级、E级燃气轮机及联合循环技术。

“引进了包括生产图纸,技术规范,工艺规范,材料规范,采购规范以及质保体系装配调试运行维护等技术,目的是从合作制造开始,逐步增加本地化和自主化比例,直至完全独立制造和总装燃气轮机。”沈邱农介绍说。

据悉,目前我国用于重型燃气轮机制造的大型、特种、专用加工装备均达到世界同类企业的先进水平,国内也具备了年产40套左右燃用天然气的F和E级重型燃气轮机联合循环成套发电设备的能力。

据统计,2010年底我国燃气轮机总装机容量45吉瓦,其中,E级燃气轮机78台,总容量为15吉瓦,占33%;F级燃气轮机61台,总容量为22吉瓦,占48%。

“想说爱你不容易”

尽管战略意义重大,但由于缺乏核心技术,我国燃气轮机产业的发展,借用一句老的歌词,就是“想说爱你不容易”。

本世纪初,通过“打捆招标”,国内制造企业获得了国际先进、系列完整的燃气轮机制造技术,实现了高起点起步。但现在看来,这并不能称得上是一次完全成功的技术引进。

这一点,中国工程院院士蒋洪德早前就曾指出,整个产业引进的只是部分制造技术,而且缺少两样核心:一是设计,外方不转让任何的设计技术;二是材料及核心部件,主要是热锻部件的制造技术。

因此,“目前我们还尚未系统地掌握燃气轮机的设计技术,以及燃机高温部件的制造和维修技术。”沈邱农总结说,与此同时,我国还缺少燃机关键部件和整机的试验验证平台,而相关的研发力量也比较分散,高端技术人才严重缺乏。

他表示,由于历史原因,我国重型燃气轮机的基础技术研究和产品自主开发不延续,工业基础薄弱,科研投入不足,而国内由于燃气轮机制造企业与不同的国外企业合作,形成了不同的技术流派,致使技术和市场存在竞争关系,缺少一个系统完整的技术开发体系。

这与中国工程院另一院士倪维斗的观点不谋而合。“我国发展燃气轮机多次‘起、落’,和世界差距很大,主要原因就是力量不集中、投入不足、不能科学地持之以恒,且在材料和工艺方面缺乏支撑。”

而在我国的制造企业还在被设计技术以及引进设备中的材料、高温、腐蚀等问题所困扰的同时,国外的燃机技术却一直在向前推进。

据沈邱农介绍说,在F级燃气轮机性能不断提高的同时,国际燃气轮机制造商开发了更先进的G/H级燃气轮机,并投入了商业运行,而下一代1700℃的燃气轮机也已进入了研制阶段。

“三菱公司参与了日本的国家级研究项目1700℃燃机项目的开发计划,计划2014年推出J级燃机。”沈邱农透露说。

“集中力量办大事”

根据国家的天然气发展规划、煤层气开发利用和页岩气发展“十二五”规划等,预计到2020年,我国的天然气供应能力将快速提升,或将达到数千亿立方米,“而其中如果三分之一用于发电,燃气轮机的市场需求量将超过上亿千瓦。”沈邱农判断说。

“自主品牌的重型燃机开发研制在未来电力市场和能源安全中举足轻重,我国燃气市场不能长期依赖洋品牌。”他强调说,而在世界燃机制造商技术竞争和市场合围下,靠国内单个企业独自拼斗很难取胜。

在沈邱农看来,要实现重型燃机产业的发展战略目标,需要建立社会主义市场经济下的新型举国机制。

即应该在国家层面上建立重型燃机自主研发体系,整合国内的制造企业科研院所,高等院校和用户的技术资源,建立市场经济条件下的新型举国体制,发挥社会主义制度下集中力量办大事的优势。

而这一点也正是蒋洪德、倪维斗等业内专家所一再呼吁的。

“我个人认为,必须通过三大集团联合开发共性技术并最终实现共享,任何一家单打独斗都不可能。”蒋洪德指出,研发包括设计技术在内的燃气轮机核心技术,要具备自主的试验能力、全参数试验台、高温部件制造能力等,“而这件事情只有举全国之力才能做起来。”

事实上,针对燃气轮机产业自主发展的紧迫需求,国家通过973、863技术等已安排了一批核心技术基础研究与燃机自主研发项目,也组建了燃机与煤气化联合循环国家工程研究中心、国家能源燃机技术(试验)中心,目前燃机的高温合金材料、定向结晶、热障涂层技术都取得了重要进展。

“下一步还应继续加强燃机的基础研究、关键部件及整机研制,建立系统完整的燃机关键技术试验研究平台。”沈邱农表示。

围绕开发自主品牌燃机的目标,对先进技术的压气机、燃烧室、透平及控制装置等关键部件和整机进行研制,“一定要走完设计、试验、样机制造、考核验证、改进完善、示范运行的全过程”。他强调说。

同时,他还表示,应针对燃机高温部件大尺寸、抗腐蚀、长寿命的要求,开展高温材料、涂层及制造工艺研究,突破关键技术,实现高温部件的国产化。

而必要的政策支持也不可少。

沈邱农认为,国家应制定发展燃机产业的政策,加大对燃机产业发展的投入,构建以企业为主体,产学研用相结合的技术创新体系,建设示范工程,加快产品研发和技术成果验证及推广应用。

“在可以预见的将来,通过国家强有力的支持和引导,我国制造行业终将掌握燃机核心技术,实现燃机产业的自主化。”对此,沈邱农深信不疑。

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