摘要：現代經濟的迅速發(fā)展，導致不管在生產還是生活中對能源的需求都日益增加，一定程度上造成了能源的緊缺，那么現階段不僅僅需要尋求新能源，也要提高能源使用率來延長能源的使用周期。目前為止，科技能實現的能源轉換率最高的大型電力設備便是重型燃氣輪機。燃氣輪機生產是一個涉及國家能源的戰(zhàn)略性產業(yè)，燃氣輪機是能源動力裝備領域的高端產品，發(fā)展燃氣輪機對我國先進制造業(yè)和先進能源技術的研究至關重要，而且對我國國民經濟的發(fā)展也有很大的推動作用。鑒于此，闡述了燃氣輪機對比汽輪機及其他產品的優(yōu)勢所在及其未來的發(fā)展，提出我國在重型燃氣輪機的發(fā)展上，應該利用社會主義市場經濟的優(yōu)勢，吸取并借鑒國外成功的經驗，通過自主創(chuàng)新，攻克技術難關，來滿足我國對重型燃氣輪機的需求。

關鍵詞：燃氣輪機;汽輪機;能源消耗

0? ? 引言

燃氣輪機的應用不止在我國，在全世界都是非常廣泛的，包括國防裝備中的關鍵設備，在國民經濟的電力、能源開采等領域也有著不可替代的地位和作用。燃氣輪機是指以氣體燃燒流動為本質帶動葉輪旋轉最終轉變?yōu)橛杏脵C械功傳出的熱力設備。燃氣輪機自20世紀誕生以來得到了迅速發(fā)展，現階段僅僅由重型燃氣輪機輸出的發(fā)電量已經占全球總發(fā)電量的19%左右。如今的燃氣輪機主要燃料為氣和油，以純氫氣為燃料的燃氣輪機也在開發(fā)，這就說明燃氣輪機的技術正在不斷提升，其熱效率、最高承受燃氣溫度、壓比等都在不斷提高。但是，燃氣輪機產業(yè)已經高度壟斷，基本以GE、西門子、三菱等國外企業(yè)為主。我國的大型動力集團雖然都積極與國外公司進行合作學習，但并未真正掌握核心技術，燃氣輪機整體制造水平與國外相比相差甚大，暫時未形成一個嚴格意義上的自主燃氣輪機產業(yè)。

1? ? 燃氣輪機發(fā)展概述

1.1? ? 燃氣輪機的歷史

世界上第一臺燃氣輪機生產于1906年，但在當時的技術水平下，其效率僅僅為3%。20世紀40年代起，燃氣輪機開始進入工業(yè)的各個領域并得到了較為迅速的發(fā)展。1939年，誕生于瑞士BBC公司的燃氣輪機，功率1.5 MW，初溫550 ℃，效率17.3%。進入20世紀80年代后，燃氣—蒸汽聯合循環(huán)技術慢慢成熟，燃氣輪機單體容量逐漸增大，并且隨著世界范圍內天然氣資源的大力開發(fā)，燃氣輪機及其聯合循環(huán)技術在世界電力系統(tǒng)中的地位逐漸變得重要起來，不僅可以作為緊急備用電源和調峰機組使用，而且還能用于帶基本負荷機組。

1.2? ? 燃氣輪機的發(fā)展現狀

2018年，我國的國民經濟總值排在世界第二，發(fā)電設備總裝機容量為13.2億kW，高居世界首位。但我國人均用電水平較低，僅是發(fā)達國家的1/5，所以我國在接下來實現全面現代化的過程中必須擴大發(fā)電容量的規(guī)模，那么目前來說，使用重型燃氣輪機的燃氣—蒸汽聯合循環(huán)技術將是最科學、最現代化的發(fā)電選擇之一，由燃氣輪機組成的發(fā)電供電系統(tǒng)能源利用率可達到76%。相信隨著我國經濟的發(fā)展，燃氣輪機的市場需求將是巨大的！

1.3? ? 燃氣輪機與汽輪機相比的優(yōu)勢

在可靠性上，汽輪機需要大型且復雜的供應體系，燃氣輪機通常采用批量技術生產，零件的互換性較好，部件和模具這些生產廠商都可以提供，其所需要的零部件總數是相對較少的。另外，對于現階段的需求而言，更加需要簡化零件的保養(yǎng)程序，降低運行成本，而這正是燃氣輪機的優(yōu)勢所在。

在工質上，燃氣輪機的工質為高溫燃氣，形態(tài)上更加接近理想氣體，并且工作初溫相對較高，制造燃氣輪機的材料通常為耐熱合金或者耐熱鋼材;汽輪機的工質為過熱蒸汽，會在排口出現液化現象。

在燃料消耗上，重型燃氣輪機裝置通常燃用重質燃油，比燃料消耗更低，而在功率偏離指標時，燃氣輪機的比燃料消耗值會迅速增加，汽輪機則是以相當小的速率增加。如何克服燃氣輪機的這一缺點呢？現階段是采用燃氣—蒸汽聯合循環(huán)等措施。

2? ? 我國重型燃氣輪機的發(fā)展趨勢

燃氣輪機的研究是一項投資大、周期長的過程，每一代的燃氣輪機都需要經過很長一段時間的反復試驗改進，這就需要政府的大力支持以及大量資金和技術人員的支持。目前中國市場上比較成熟的項目為E、F級重型燃氣輪機，更高一級的H、J級燃氣輪機也正在研發(fā)當中，但以目前的研究水平而言，國內基本還是停留在E、F級重型燃氣輪機的研究上，與國外相比相差不少，并且尚未掌握核心技術。另外，修理零部件與更換核心部件時大多都需要直接向國外采購，不少國外企業(yè)因此賺取了相當大的一筆利潤。

我國的燃氣輪機技術起步較晚，所以在研究水平、相關人才、核心技術儲備上都相當薄弱，為實現與國際接軌，我國重型燃氣輪機的發(fā)展必須將基礎研究與產業(yè)建設相結合，構建符合我國國情的燃氣輪機產業(yè)體系，提高我國自主研發(fā)能力，提高國際競爭力。通過研究其他國家重型燃氣輪機的發(fā)展歷程，可以清晰地了解到，只有在基礎研究上取得成績，才能進一步掌握核心技術，掌握核心技術之后才能進行新產品的開發(fā)。要想研制自主品牌的重型燃氣輪機，就要從國際成熟技術出發(fā)，科學合理地制定基礎研究計劃，確保得到基礎研究成果，從而為下一步技術開發(fā)提供人才保證和技術支持，最終有所突破。

3? ? 從自身工作中看燃氣輪機的發(fā)展

我公司一直與美國GE公司合作生產，為國內大型燃氣輪機項目供應產品，即核心部件由美國GE公司提供及調試，比如燃氣輪機本體及前置模塊等核心部件，我公司提供輔機等部件，雖然也在積極嘗試技術國產化，但是因為人才以及資金的問題，進展并不顯著。

轉眼筆者已經進入燃氣輪機行業(yè)5年時間了，2017年筆者有幸參與了國電南潯電廠項目的燃氣輪機建設，從中獲益匪淺、感觸良多。

圖1所示為負荷聯軸器緊固件，所用材料目前國內無法生產，材料型號國外公司也嚴格保密，以此來賺取高額利潤。對于我國而言，在核心技術和零部件上受制于人并不是長久之計，掌握重型燃氣輪機核心技術對于我國重型燃氣輪機的發(fā)展刻不容緩。每一位燃氣輪機行業(yè)的從業(yè)者都需更加努力，為燃氣輪機國產化貢獻出自己的一份力量，積極推動燃氣輪機生產的發(fā)展。

4? ? 結語

重型燃氣輪機技術是我國建設現代化道路上不可或缺的一項技術，目前全球已然進入重型燃氣輪機大發(fā)展的時代，我國企業(yè)應多汲取國外公司的先進經驗，實施、推動燃機產業(yè)的國產化。

收稿日期：2019-12-24

作者簡介：屠力升（1992—），男，江蘇南京人，助理工程師，研究方向：燃氣輪機。