文德剛 黎汝堅(jiān)

摘要：燃機(jī)是關(guān)乎能源安全的重大技術(shù)裝備，本文介紹了目前我國(guó)燃機(jī)主要研制企業(yè)情況，以及自主研制產(chǎn)品、示范推廣、研制進(jìn)程的總體情況，簡(jiǎn)單分析了當(dāng)前我國(guó)自主燃機(jī)研制面臨的機(jī)遇。

關(guān)鍵詞：燃機(jī)?自主研制?概況

燃機(jī)是落實(shí)國(guó)家能源安全和可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略，提升我國(guó)能源裝備水平的重大技術(shù)裝備。國(guó)內(nèi)迫切需要建立自主可控的燃機(jī)產(chǎn)業(yè)體系，研制出具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)、應(yīng)用范圍廣泛、性能可靠、服務(wù)可控、能夠逐步實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)化替代的燃機(jī)產(chǎn)品。

1主要研制企業(yè)

中國(guó)重燃，由國(guó)家電力投資集團(tuán)有限公司控股，哈爾濱電氣、東方電氣、上海電氣共同出資，于2014年9月28日在上海成立，主要從事重型燃機(jī)設(shè)計(jì)、研發(fā)、試驗(yàn)驗(yàn)證、相關(guān)技術(shù)開(kāi)發(fā)、技術(shù)轉(zhuǎn)讓、技術(shù)咨詢(xún)和技術(shù)服務(wù)、燃機(jī)試驗(yàn)電站建設(shè)管理、運(yùn)行維護(hù)等業(yè)務(wù)，并致力于形成自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的燃機(jī)核心技術(shù)。目前正在進(jìn)行300MW等級(jí)、400MW等級(jí)燃機(jī)研制。

七〇三所，主要從事燃機(jī)產(chǎn)品的技術(shù)咨詢(xún)、研發(fā)、設(shè)計(jì)、制造、系統(tǒng)集成、現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)支持、售后服務(wù)以及項(xiàng)目總承包，在中小燃機(jī)領(lǐng)域具有強(qiáng)勁實(shí)力，牽頭研制了國(guó)產(chǎn)30MW等級(jí)天然氣增壓用CGT25D燃機(jī)[1]。七〇三所目前正在開(kāi)展15MW等級(jí)CGT15燃機(jī)等系列化產(chǎn)品自主研制。

中國(guó)航發(fā)燃機(jī)，2019年由中國(guó)航發(fā)集團(tuán)和沈陽(yáng)市政府共同出資，整合中國(guó)航發(fā)民用燃機(jī)產(chǎn)業(yè)資源后成立，其成員單位牽頭研制了110MW等級(jí)R0110燃機(jī)[2]。目前中國(guó)航發(fā)燃機(jī)重點(diǎn)發(fā)展“三輕一重”燃機(jī)系列化產(chǎn)品及業(yè)務(wù)，其中包括QD70輕型燃機(jī)、QD185輕型燃機(jī)和R0110重型燃機(jī)等產(chǎn)品。

東方汽輪機(jī)，隸屬于東方電氣集團(tuán)，是我國(guó)研究、設(shè)計(jì)、制造大型發(fā)電設(shè)備的高新技術(shù)國(guó)有企業(yè)。2003起引進(jìn)三菱技術(shù)逐步建立了除熱端部件之外完整的燃機(jī)制造體系。2009年率先在業(yè)內(nèi)開(kāi)展具有完全知識(shí)產(chǎn)權(quán)的G50燃機(jī)研制，歷經(jīng)10余年于2020年實(shí)現(xiàn)了原型機(jī)滿(mǎn)負(fù)荷穩(wěn)定運(yùn)行，標(biāo)志著東方汽輪機(jī)完整地具備了重型燃?xì)廨啓C(jī)的設(shè)計(jì)、制造、試驗(yàn)全過(guò)程研制能力，推動(dòng)了我國(guó)燃?xì)廨啓C(jī)產(chǎn)業(yè)的跨越式發(fā)展。目前東方汽輪機(jī)依靠G50燃機(jī)研制經(jīng)驗(yàn)正在開(kāi)展系列化燃機(jī)產(chǎn)品研制[3]。

哈爾濱汽輪機(jī)，隸屬于哈爾濱電氣集團(tuán)，二十一世紀(jì)初從GE公司引進(jìn)F級(jí)燃機(jī)技術(shù)進(jìn)行冷端部件制造、承擔(dān)了七〇三所國(guó)產(chǎn)30MW等級(jí)燃機(jī)整機(jī)制造。2016年與俄羅斯彼爾姆簽訂戰(zhàn)略合作協(xié)議，引進(jìn)10～25MW系列燃機(jī)制造許可，生產(chǎn)GTU-16P、GTU-25P等燃機(jī)產(chǎn)品。目前正在聯(lián)合開(kāi)發(fā)可用于發(fā)電和驅(qū)動(dòng)的40MW等級(jí)GTU-40M新型燃機(jī)。

上海電氣，2003年通過(guò)國(guó)家“打捆招標(biāo)”，引進(jìn)西門(mén)子技術(shù)聯(lián)合生產(chǎn)西門(mén)子V94.3A燃機(jī)。2014與意大利安薩爾多燃機(jī)有限公司簽署協(xié)議，成立上海電氣燃?xì)廨啓C(jī)有限公司，研發(fā)、設(shè)計(jì)、生產(chǎn)重型燃機(jī)及其發(fā)電設(shè)備、輔助系統(tǒng)及零部件，提供技術(shù)咨詢(xún)、技術(shù)服務(wù)等相關(guān)配套服務(wù)。

南汽，二十世紀(jì)七十年代開(kāi)始研制燃機(jī)。2018年6月國(guó)內(nèi)唯一的GE6F.01/03燃機(jī)的全速空載試車(chē)站在南汽建成并投入使用，能夠滿(mǎn)足6F.01/6F.03兩種機(jī)型的出廠測(cè)試，是GE在貝爾福工廠之外全球唯一的6F燃機(jī)試車(chē)站。南汽目前正在開(kāi)展NGT30燃機(jī)的研制。

此外，遼寧福鞍、新奧能源動(dòng)力、上海和蘭透平等企業(yè)正在開(kāi)展小型、微型燃機(jī)的自主研制。綜合來(lái)看，中國(guó)重燃、七〇三所、中國(guó)航發(fā)燃機(jī)、東方汽輪機(jī)四家單位總體研制實(shí)力較強(qiáng)，基礎(chǔ)條件較好，自主研制進(jìn)度較為領(lǐng)先。

2當(dāng)前自主研制的概況

據(jù)公開(kāi)資料，到2020年國(guó)內(nèi)可統(tǒng)計(jì)的自主研制燃機(jī)產(chǎn)品共有16款。包括上海新奧動(dòng)力0.4MW等級(jí)ENN300燃機(jī)，上海和蘭透平2MW等級(jí)ZK2000-1A、ZK2000-1B燃機(jī)，中國(guó)航發(fā)燃機(jī)7MW等級(jí)QD70A和QD70B燃機(jī)、15MW?等級(jí)QD185燃機(jī)、110MW等級(jí)R0110燃機(jī)，遼寧福鞍燃機(jī)10MW等級(jí)LGT-010燃機(jī)，七〇三所15MW等級(jí)CGT15燃機(jī)、25MW等級(jí)CGT25D燃機(jī)、CGT25-EA燃機(jī)，南汽30MW等級(jí)NGT30燃機(jī)，哈氣40MW等級(jí)GTU-40M燃機(jī)，東方汽輪機(jī)50MW等級(jí)G50燃機(jī)，中國(guó)重燃300MW等級(jí)燃機(jī)、400MW等級(jí)燃機(jī)。以上自主研制燃機(jī)產(chǎn)品功率等級(jí)、適用領(lǐng)域、研制進(jìn)展情況如下。

產(chǎn)品功率分布。功率等級(jí)1MW～7MW的共4款占25%、10MW～50MW的共8款占50%;功率等級(jí)100MW以上的有3款，是中國(guó)航發(fā)燃機(jī)研制的110MW級(jí)大型燃機(jī)，中國(guó)重燃研制的300MW等級(jí)、400MW等級(jí)大型燃機(jī);功率等級(jí)1MW以下有1款，是由上海新奧動(dòng)力研制的0.4MW等級(jí)微型燃機(jī)。產(chǎn)品功率等級(jí)分布明顯在1MW～50MW中、小功率等級(jí)區(qū)間集中，大功率等級(jí)燃機(jī)產(chǎn)品由于研制代價(jià)高，目前啟動(dòng)研制較少。

產(chǎn)品適用范圍。當(dāng)前國(guó)內(nèi)自主研制燃機(jī)產(chǎn)品幾乎全部適用于發(fā)電領(lǐng)域，包括電站集中式發(fā)電、園區(qū)分布式發(fā)電、海上平臺(tái)發(fā)電、分布式熱電聯(lián)產(chǎn)、移動(dòng)電源、應(yīng)急電源等多種形式。另外，QD70A、QD70B、LGT-010、CGT15、CGT25-EA五種產(chǎn)品除適用于陸地環(huán)境之外還適用于海上平臺(tái)等環(huán)境，QD185、CGT25D燃機(jī)也可用于天然氣管線增壓驅(qū)動(dòng)、機(jī)械驅(qū)動(dòng)。

產(chǎn)品示范推廣。2019年9月9日，國(guó)家能源局批復(fù)公布了第一批24個(gè)燃?xì)廨啓C(jī)創(chuàng)新發(fā)展示范項(xiàng)目。上海新奧動(dòng)力ENN300燃機(jī)，上海和蘭透平ZK2000-1A、ZK2000-1B燃機(jī)，中國(guó)航發(fā)燃機(jī)QD70A、QD70B、QD185、R0110燃機(jī)，遼寧福鞍燃機(jī)LGT-010燃機(jī)，七〇三所CGT25-EA燃機(jī)，南汽NGT30燃機(jī)，東方汽輪機(jī)50MW等級(jí)G50燃機(jī)共11款自主研制燃機(jī)產(chǎn)品入選，其示范內(nèi)容均包含了自主化設(shè)計(jì)、自主化制造，示范應(yīng)用的類(lèi)型主要是分布式能源，也包括電力調(diào)峰和油氣類(lèi)示范應(yīng)用[4]。對(duì)列入燃機(jī)創(chuàng)新發(fā)展示范的項(xiàng)目，國(guó)家能源局給予了能源領(lǐng)域首臺(tái)（套）重大技術(shù)裝備的支持政策。

產(chǎn)品研制進(jìn)程。目前，七〇三所研制的CGT25D燃機(jī)已投入商業(yè)應(yīng)用;以R0110、G50為代表的11款入選國(guó)家能源局創(chuàng)新發(fā)展示范項(xiàng)目的產(chǎn)品，正在逐漸投入示范應(yīng)用;七〇三所15MW等級(jí)CGT15燃機(jī)、哈氣40MW等級(jí)GTU-40M燃機(jī)、中國(guó)重燃300MW等級(jí)燃機(jī)、400MW等級(jí)燃機(jī)四種燃機(jī)產(chǎn)品總體上處于自主研發(fā)設(shè)計(jì)、試驗(yàn)階段。

重點(diǎn)產(chǎn)品。七〇三所的CGT25D燃機(jī)，燃料為天然氣，額定功率26.7?MW，效率36.5%，最大連續(xù)輸出轉(zhuǎn)速5250?r?/min。2014年完成了全部工廠試驗(yàn)，并完成廠內(nèi)燃?xì)廨啓C(jī)與壓縮機(jī)的空負(fù)荷聯(lián)調(diào)試驗(yàn)，通過(guò)了出廠鑒定，2016年正式投入生產(chǎn)運(yùn)行[1]。中國(guó)航發(fā)燃機(jī)的R0110燃機(jī)，燃料為天然氣，發(fā)電機(jī)出線端功率110?MW，轉(zhuǎn)速3000?r?/min，發(fā)電效率34.5%。2008年完成了廠內(nèi)全轉(zhuǎn)速空負(fù)荷試車(chē)第三方驗(yàn)證，2012年完了成燃?xì)廨啓C(jī)機(jī)組?72?h?簡(jiǎn)單循環(huán)試驗(yàn)運(yùn)行考核，2013年完成了168?h?聯(lián)合循環(huán)試驗(yàn)運(yùn)行考核，累計(jì)運(yùn)行超過(guò)450?h，較為圓滿(mǎn)地走完了R0110?重型燃?xì)廨啓C(jī)研制的設(shè)計(jì)、加工制造、試驗(yàn)運(yùn)行的全過(guò)程[2]。東方汽輪機(jī)的G50燃機(jī)，冷端驅(qū)動(dòng)，主要應(yīng)用于分布式發(fā)電領(lǐng)域，燃料為天然氣，功率50MW，效率≥36.5%，轉(zhuǎn)速5933?r/min，2020年9月，G50?燃?xì)廨啓C(jī)首次運(yùn)行至滿(mǎn)負(fù)荷，這是國(guó)內(nèi)具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的?F級(jí)燃?xì)廨啓C(jī)首次實(shí)現(xiàn)滿(mǎn)負(fù)荷運(yùn)行[3]。

3我國(guó)燃機(jī)自主研制面臨的機(jī)遇

我國(guó)正在努力建設(shè)世界一流科技強(qiáng)國(guó)，燃機(jī)產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新發(fā)展迎來(lái)了新的歷史機(jī)遇。2017年5月12日，發(fā)改委、能源局聯(lián)合發(fā)布《依托能源工程推進(jìn)燃?xì)廨啓C(jī)創(chuàng)新發(fā)展的若干意見(jiàn)》，提出“形成燃?xì)廨啓C(jī)自主研發(fā)、設(shè)計(jì)、制造、試驗(yàn)、維修?服務(wù)和應(yīng)用結(jié)合的高效機(jī)制，具備自主持續(xù)發(fā)展的能力，有效保障能源各領(lǐng)域?qū)θ細(xì)廨啓C(jī)需求”的發(fā)展目標(biāo)，明確要求“提高天然氣發(fā)電利用比重，加快培育和發(fā)展各類(lèi)型燃?xì)廨啓C(jī)的應(yīng)用市場(chǎng)”。2018年4月11日，發(fā)改委、國(guó)資委、科技部等聯(lián)合發(fā)布《關(guān)于促進(jìn)首臺(tái)（套）重大技術(shù)裝備示范應(yīng)用的意見(jiàn)》，提出“以首臺(tái)套示范應(yīng)用為突破口，推動(dòng)重大技術(shù)裝備水平整體提升”。2021年3月發(fā)布的國(guó)家十四五規(guī)劃也提出：“堅(jiān)持自主可控、安全高效，推進(jìn)產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)高級(jí)化、產(chǎn)業(yè)鏈現(xiàn)代化，保持制造業(yè)比重基本穩(wěn)定，增強(qiáng)制造業(yè)競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)，推動(dòng)制造業(yè)高質(zhì)量發(fā)展”。研制用戶(hù)需要、適用多領(lǐng)域的燃機(jī)產(chǎn)品，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)自主可控，是當(dāng)前新的國(guó)際形勢(shì)下我國(guó)燃機(jī)自主研制面臨的重大機(jī)遇，也是我國(guó)燃機(jī)研制企業(yè)共同的歷史使命。

參考文獻(xiàn)：

[1]郭剛等.30MW級(jí)管道燃機(jī)的國(guó)產(chǎn)化試制[J].燃機(jī)技術(shù)，2018，31（3）：1-7

[2]蔡寧生等.R0110燃機(jī)的自主研發(fā)[J].燃機(jī)技術(shù)，2014，27（3）：1-7

[3]孔祥林等.中國(guó)首臺(tái)F級(jí)50MW重型燃機(jī)的自主研制[J].天然氣工業(yè)，2020，40（12）：12-17

[4]國(guó)家能源局.國(guó)家能源局綜合司關(guān)于第一批燃?xì)廨啓C(jī)創(chuàng)新發(fā)展示范項(xiàng)目的公示[DB/OL].國(guó)家能源局網(wǎng)站，http：//www.nea.gov.cn/?2019-07/19/c_138239854.htm