燃气轮机生产情况调研报告

1、燃气轮机生产情况调研报告国内燃气轮机产业分散在机械、航空、兵器、船舶、航天等工业部门，自称体系， 自我发展，低水平重复。由于力量分散， 60年代国外发展了三代燃气轮机，我国 40 多年停留在第二代水平之下，总的说来，我国燃气轮机产业还处在初级发展阶段。 为准 确了解国内燃机生产情况，公司组织技术人员进行了调研，报告如下：一、燃气轮机主要生产厂家2014年中国燃气轮机行业主要生产企业为东方汽轮机有限公司、哈尔滨汽轮机厂 有限公司、胜利动力机械集团有限公司、西安航空发动机（集团）有限公司、沈阳黎明航空发动机有限公司、北重汽轮电机有限公司、青岛捷能汽轮机有限公司、南京汽轮电 机有限公司、成都发动机有

2、限公司、东安发动机有限公司、上海汽轮机有限公司、杭州 汽轮机有限公司等。1、机械部门1.1 南京汽轮机厂：80年代南京汽轮机厂与GE公司合作生产MS6001B ,关键的 核心转动部件和调节系统由外方提供，南汽只生产壳体和一些外围部件。1.2 上海汽轮机厂：以三来加工方式为西屋公司加工一些壳体零件。1.3 杭州汽轮机厂：杭州汽轮机股份有限公司是在杭州汽轮动力集团有限公司的工 业汽轮机生产经营主体基础上改组而成，主要经营汽轮设计、制造、销售，工业电站及 热电联产项目的设备成套和工程总承包及上述产品的辅机、配件、安装调试及技术咨询服务等业务。公司生产的工业汽轮机按其用途可分为工业驱动汽轮机和工业发电

3、汽轮机 两大类，广泛应用于石油、化工、电力、冶金、建材、轻纺等工业部门和企业自备电站、 区域热电联供、余热发电、垃圾电站、燃气-蒸汽联合循环等领域。公司目前已成为国内工业汽轮机研究、 开发、制造基地，具产品有着较高的市场占 有率；其中工业汽轮机占国内市场的80%市场份额，工业发电汽轮机也占30%的市场 份额。公司在北京、广州、成都等地建有销售服务网络，同时又在新加坡建立窗口，开 拓国际市场业务。1.4 哈尔滨汽轮机厂：哈尔滨汽轮机厂是我国第一个五年计划期间建设的重点项目 之一。1956年动工兴建，1958年投产，在四十多年的发展建设中，哈汽厂形成了一个 以设计，制造大型火电汽轮机，核电汽轮机，

4、工业用汽轮机组，船用汽轮机和燃气轮机 为主的大型骨干企业。哈尔滨汽轮机厂从1958年投产以来，为我国能源电力事业做出了突出的贡献，先后设计制造了我国第一台两万五千千瓦、五万千瓦、十万千瓦、二十万千瓦和六十万千 瓦汽轮机及六十五万千瓦核电汽轮机。现已形成批量生产三十万千瓦、六十万千瓦汽轮 机组和核电汽轮机，百万千瓦以上汽轮机组能力。2002年，继中标两台60万直接空 冷机组后，又签订了两台60万超临界机组合同，至此，哈尔滨汽轮机厂形成了亚临界、 超临界、核电"三足鼎立”之势。在全国汽轮机行业中处于领先地位。2、航空部门2.1 中航东安公司：主要生产微型燃气轮机，已经中标国家 863计划

5、支持的微型 燃气轮机项目。2.2 中航黎明公司：主要生产 FWP14、FWS10发动机及其派生燃机 QD70、 QD128、QD185等，R0110燃机以及QD168燃机改型。2.3 中航西航公司：主要生产国产化舰用 GT250000燃机燃气发生器、斯贝发动 机改燃机以及FWP14、FWS10发动机和派生燃机 QD70、QD128、QD185等部件生 产。2.4 中航世新公司：在燃气轮机产业链条中主要承担成套技术和燃机成套制造、燃气轮机应用技术研究、燃机成套产品的市场开发、燃气轮机动力工程服务。3、船舶工业主要单位是原船舶工业总公司703所，但实力较弱。二、燃气轮机产业现状与技术发展趋势燃气轮

6、机（燃机）产业是国家战略性高技术产业，发展燃机产业，对于推动国家产 业结构调整与转型升级，提升经济发展质量和效益具有重大战略意义。在介绍燃气轮机 工作原理和特点的基础上，论述了燃气轮机主要关键技术。通过综述国内外燃气轮机产 业的发展现状，总结了我国燃气轮机产业的主要差距， 论述燃气轮机技术发展趋势，提 出了省级燃气轮机产业发展的措施建议。燃气轮机广泛应用于发电、船舰和机车动力、管道增压等能源、国防、交通领域， 是关系国家安全和国民经济发展的高技术核心装备，属于市场前景巨大的高技术产业。 燃气轮机技术水平是代表一个国家科技和工业整体实力的重要标志之一，被誉为动力机械装备领域“皇冠上的明珠”。正是

7、基于燃气轮机在国防安全、能源安全和保持工业竞 争能力领域的重大地位，发达国家高度重视燃气轮机的发展， 世界燃气轮机技术及其产 业发展迅速，目前重型燃气轮机已基本形成以GE、西门子、三菱、阿尔斯通等公司为主导，航空燃气轮机（包括工业轻型燃气轮机）以GE、P&W、R&R等航空公司为主导的格局。我国发展燃气轮机发展虽然已经有 50年的历史，但30年的发展断层让我国燃气 轮机技术错过了国外高速发展的时期， 迅速与国际水平拉大了差距。随着我国天然气资 源大规模开发利用，西气东输、近海天然气开发、液化天然气（LNG）引进、可燃冰开 发、煤层气的综合利用、分布式电源建设等工程进展，国家能源结

8、构调整已进入实施阶 段，燃气轮机在我国迎来了前所未有的发展机遇。1、燃气轮机工作原理与特点1.1 燃气轮机定义燃气轮机是一种以连续流动的气体作为工质、 把热能转换为机械功的旋转式动力机 械，是一种旋转叶轮式热力发动机，具典型结构如图1。图1燃气轮机典型结构1.2 燃气轮机原理压气机从外部吸收空气，空气从燃气轮机进气口进入，通过压气机叶片将其压力升 高，压缩后送入燃烧室，同时燃料（气体或液体燃料）也喷入燃烧室与高温压缩空气混 合，在定压下进行燃烧。生成的高温高压烟气燃烧受热后膨胀， 进入透平区经过一级一 级的叶片，推动动力叶片高速旋转，直至从出气口排出，成为废气，废气排入大气中或 再加利用（如利

9、用余热锅炉进行联合循环）。叶片转动后带动轴也转动，轴带动负荷的机械转动，实现热能和机械能的转换。通 常，将压气机、燃烧室、透平称为燃气轮机的三大核心部件 。1.3 燃气轮机特点最大效率，最优效益。随着高温材料的不断进展，以及涡轮采用冷却叶片并不断提 高冷却效果，透平前燃气的初温逐步提高，加之研制级数不断减少压缩比越来越高的压 气机和各个部件效率的提高，使燃气轮机效率不断提高。体积较小，使用便捷。燃气轮机动力部件设计构造衍生于涡轮增压器和辅助动力装 置，结构简单、紧凑。与传统设备相比，燃气轮机设备规模、体积比传统的锅炉、蒸汽 轮机小，占地面积小，便于移动。减少燃煤，清洁环保。燃气轮机可以采用天然

10、气、丙烷、油井气、煤层气、沼气、 汽油、柴油、煤油、酒精等煤炭以外的燃料。而且燃气轮机通过在燃烧过程中控制 NOx 的生产，或在NOx生成后排入余热锅炉时进行尾部烟气脱硝，达到超低的 NOx排放 效果，而且能够实现资源充分循环利用，真正达到零排放。噪声最小，安全可靠。燃气轮机运行时产生的低频份量很低。 而且可以通过采用数 字式遥控的联网离网变换装置，弥补其它设备在安全稳定性方面的不足。2、燃气轮机关键技术从燃气轮机研发的角度来分析，当代燃气轮机主要关键技术难点如下：2.1燃气轮机基础技术方面燃气轮机总体技术，高效高负荷压气机设计应用技术，高效稳定低污染燃烧室设计 技术、高效流动、高效换热、高寿

11、命透平设计技术，燃气轮机设计软件技术，燃气轮机 现代控制理论与技术，燃气轮机振动、寿命与可靠性关键技术。2.2燃气轮机设计体系的规范、软件和数据库方面燃气轮机总体、燃气轮机压气机、燃气轮机燃烧室、燃气轮机涡轮、燃气轮机换热 器、燃气轮机控制系统、燃气轮机附属系统、燃气轮机装置、燃气轮机可靠性、燃气轮 机仿真、燃气轮机试验等的规范、软件和数据库。2.3燃气轮机共性关键技术1）压气机关键技术气动高负荷高效率设计技术；气动性能高稳定性设计技术；气动多级匹配设计技术； 整机多级气动性能数值模拟与验证技术；转子结构与强度设计技术。2）燃烧室关键技术燃烧场组织设计与测试技术；火焰筒壁结构设计技术；喷嘴设计

12、与测试技术；高温 零部件冷却、防护、强度设计技术；低排放燃烧设计与试验技术；宽范围稳定燃烧设计 与试验技术；燃烧场数值模拟与验证技术。3）透平关键技术动叶、导叶、轮盘空气冷却设计与试验技术；叶片蒸汽冷却设计与试验技术；叶片 和轮盘的温度场、应力场与强度寿命分析和试验技术；掺混冷却气流的涡轮级性能分析 设计技术；冷却叶片多物理场数值模拟与验证技术；转子结构与强度设计技术。4）燃气轮机重要系统关键技术冷却空气系统设计、性能分析和调试技术；控制系统先进调节部件、控制器和控制 规律；起动系统技术；轴承和滑油系统技术。5）燃气轮机材料技术主要包括强抗热腐蚀定向和单晶高温合金的研制；高温合金材料体系的完善

13、；高温 材料500010000小时近使役条件下性能测试；大尺寸铸件近使役条件下力学性能研 究；大尺寸铸件抗氧化、抗热腐蚀性能研究；拉杆用 CrMoV高强钢；6）燃气轮机工艺技术主要包括复杂结构陶瓷型芯制造技术； 高强抗热冲击陶瓷模壳制造技术；大尺寸定 向结晶、单晶叶片定向凝固技术；高温透平叶片加工、焊接、热处理、检测等工艺；叶 片涂层技术；燃气轮机叶片的工程化研究；燃气轮机叶片制造规范和验收标准； 大型涡 轮盘的制造技术；高强钢拉杆制造工艺；燃烧器制造技术。3、燃气轮机技术发展现状3.1 国际燃气轮机技术发展状况当今世界70年来重型燃气轮机燃气温度由早期的 550 C提高到1600 C ,单循

14、环 效率由17%提高到40% ,单机功率由1.5MW至U 460MW ,实现了巨大的技术跨越。 世界重型燃气轮机制造业目前已形成了高度垄断的局面，基本形成了以GE、西门子、三菱、ALSTOM公司为主的重型燃气轮机产品体系，基本代表了当今世界燃气轮机制 造业的最高水平。3.2 国内燃气轮机产业技术发展现状总体来说，60年来我国重燃气轮机行业呈“马鞍型”发展。中国燃气轮机的发展 现状是：起步不晚，进展不快；性能不高，拐棍难扔；投入不大，摇摆不定；机型不少， 所占市场份额不大。我国重型燃气轮机产业技术发展现状国内重型燃气轮机产业制造方面，分别以哈电集团、上电集团、东方电气集团、南 京汽轮电机（集团）

15、有限公司为核心，形成了相应的燃气轮机制造产业群，目前全行业具备了年产四十套左右燃用天然气的 F和E级重型燃气轮机以及与之配套的燃气蒸汽 联合循环全套发电设备的能力，可以基本满足我国电力工业的市场需求。我国轻型燃气轮机产业技术发展现状我国轻型燃气轮机在研制开发能力方面，具备初步配套的部件性能、强度和各系统、 整机试验设施以及相应的测试手段，基本可满足轻型燃气轮机试验的需要。在制造方面， 基本具备了研制生产 航改机和轻型燃气轮机的能力，但同类机型在主要性能指标上与国 外仍存在较大差距。我国燃气轮机工业的 轻型燃气轮机集中在航空系统，发展了 5大类 自主燃气轮机：1）航机改工业燃气轮机，有 WP6G

16、、WJ5G、WJ6G、WZ6G 等。60年代技术 水平，已经生产上百台。2）专利生产航机改工业燃气轮机，有斯贝和WZ8 ,其中斯贝两种改型燃气轮机没 有完成研制。另有引进生产许可证的 GT25000舰用燃气轮机。3）合作生产燃气轮机，有 FT8、QD10B、QY40等。4）正在改进中的航机改燃气轮机，有 QD128、QD70、QD185等。5） 863燃气轮机专项，R0110重型燃气轮机和微型燃气轮机。3.3 国内燃气轮机产业与国外燃气轮机产业的技术差距我国燃气轮机产业发展走的是一条分散、 重复、曲折而艰难的道路，缺乏产业发展 基础，尚未形成科学的产业体系。其差距主要表现在以下方面：燃气轮机产

17、业研发技术较弱由于历史原因，我国至今没有掌握具有自主知识产权的燃气轮机的设计与制造技 术。虽然我国发电设备制造业 通过打捆招标与合资引进天然气重型燃气轮机发电机组制 造技术，但外方坚持不转让燃气轮机设计技术和高温部件制造等技术，燃气轮机的核心关键技术目前还受制于人。重型燃气轮机研发和技术目前我国重型燃气轮机总体水平与国外相比差距依然较大，具体表现：一是未掌握F级/E级燃气轮机热端部件制造与维修技术以及控制技术，热端部件依赖进口 ；二是未形成完善的研发体系，更不具备 G级/H级燃气轮机以及未来级燃气轮机产品研发能力 和技术。轻型燃气轮机（包含微型燃气轮机和中小型燃气轮机）研发和技术与国外相比，中

18、小型工业燃气轮机行业存在较大差距， 具体表现：一是中小型燃气 轮机研制处于起步阶段，虽然研制了几型产品，市场尚未认可，国内市场被国外燃气轮 机垄断；二是尚未完全掌握工业燃气轮机的关键技术，特别是低排放燃烧室、多种燃料燃烧室和高温涡轮冷却叶片等设计技术，未形成工业燃气轮机研发体系。微型燃气轮机 还未完全建立设计、制造和运行的完整体系，微型燃气轮机部分关键技术尚未取得突破， 产品尚未开始应用，高性能微型燃气轮机目前完全依赖进口 。燃气轮机产业能力相对较弱燃气轮机的开发需要具备一套完整的设计、制造和试验体系。燃气轮机开发体系需 要基础科学能力、制造工艺水平、材料研发能力以及试验技术的支撑。这些支撑，

19、是燃气轮机研发所必须具备的条件能力。 我国发展燃气轮机的产业基础力量相对薄弱，在设计能力、试验能力、加工能力和材料体系四大要素中，薄弱的环节是设计能力、试验验证能力、高温合金材料体系和能力，相对较好的是加工能力，但是也缺乏关键核心部件 的加工能力。燃气轮机产业配套体系不全为满足核心企业燃气轮机产品制造的需求，我国对燃气轮机产业部分配套能力进行了发展，主要集中于燃气轮机制造配套能力建设方面， 以冷端部件制造需求和辅助系统 需求方面为主。但是已形成的配套能力中，均 不具备关键核心热部件原材料、锻件、加 工制造配套能力，不具备完整的燃气轮机研发设计配套体系， 不具备完整的燃气轮机材 料配套体系。与发

20、达国家相比，存在巨大的差距。4、燃气轮机技术发展趋势世界重型燃气轮机技术发展遵循热效率提高的路线，正由当代级（日F）向先进级（G/H）、未来级（J）发展，部分国外燃气轮机制造商的燃气轮机技术已达到H级水平，下一步技术发展趋势是：4.1 燃气轮机技术发展趋势提高燃气轮机参数（燃气初温和压气机压缩比），提高燃气轮机的效率，燃气初温的下一个目标是1700 C。拓宽燃料适应范围，进一步降低 NOx等污染物排放。燃气 透平要求进汽温度更高、透平气动效率更高、功率更大、材料高温性能优越，采用更先 进、更复杂的冷却技术。压气机朝着级数少、压比高、效率高、运行稳定性高、喘振裕 度大、及流量大的方向发展。燃烧室

21、要耐更高温度的燃烧反应，提高燃烧效率，减少污 染排放，减小尺寸。当今世界重型燃气轮机技术发展趋势如图2。年代 20002010 2050图2重型燃气轮机技术发展趋势示意图4.2 燃气轮机功率发展趋势无论是简单循环还是复杂循环，世界燃气轮机的功率与效率逐步提高， 耗油率不断 降低。简单循环燃气轮机主要通过提高压比、 提高涡轮进口温度、提高部件效率等措施 提高功率与热效率并降低耗油率。4.3 燃气轮机沿着适应环保要求的趋势发展目前,燃气轮机主要通过采用低污染物排放燃烧技术，新型低排放燃烧室的采用， 将会大大降低NOx、CO、UHC和颗粒状物等的排放量，随着节能减排要求的提出也将会逐步应用于舰船燃气

22、轮机上。4.4 燃气轮机产品向系列化、谱系化发展以基准航空发动机为基础，燃气轮机设计与制造商改型研制不同类型和不同功率的 燃气轮机，充分体现了 “ 一机为本、衍生多型、满足多用、形成谱系”的特点，不仅赋 予航空发动机顽强的生命力，达成更新换代的良性发展态势，也保证了燃气轮机的可靠 性、先进性、周期短、风险低和成本低。5、发展省级燃气轮机产业的建议省级燃气轮机产业技术发展 需要在政府的引导和扶持下，搭建协同创新平台，构建 创新研发机制，以核心企业为中心，动员、整合各方面的力量，突破关键共性技术和工 艺技术，按步骤推进省级燃气轮机技术和产业的发展，是一个长期的过程，需要在各方面予以保障。5.1 创

23、新驱动燃气轮机产业的发展搭建省级燃气轮机产业技术发展协同创新平台，整合产业发展科研和制造资源。大 力推动燃气轮机主机企业 从引进消化吸收再创新向自主创新、 集成创新转型升级，支持 配套企业紧密参与重点主机产品创新及产业化过程。着力构建以企业为主体、市场为导 向、产学研用投相结合的技术创新体系，鼓励企业、高校联合组建科研平台，促进高校、 科研院所科技成果转化和产业化。支持企业、高校、科研院所向社会开放资源，将一批内部平台转型为行业共性技术 研发平台、行业检测试验验证平台。积极推动各类技术创新主体攻克一批重点领域关键 共性技术，形成一批自主知识产权，为产业后续发展提供动力。5.2 建立燃气轮机领域

24、的产学研协同技术发展模式推动燃气轮机研制企业、科研院所和高校建立更加紧密的产学研协同攻关体系，积 极鼓励和大力支持省内研发力量的强强联合， 积极引入国际国内研发优势力量，支持省 内、跨省、跨区域的产学研协同攻关，提高省内燃气轮机产业技术创新能力。5.3 建立省级科技专项，加强财税政策支持建立省级科技专项资金，加大燃气轮机研发资金投入。落实好高新技术企业税收减 免、研发费用税前加计扣除、重大技术装备关键零部件及原材料进口免税等优惠政策。省级创新驱动、技术改造、科技成果转化、节能环保等专项资金，要向燃气轮机产 业转型升级项目倾斜。采取研制费用和保费补贴等方式，鼓励装备制造企业联合高校、 科研院所开

25、发国民经济和国防建设急需的成台、成套首创产品，大力培育和发展省内大 然气和燃气轮机市场，鼓励省内业主单位使用“湖南造”燃气轮机首台（套）产品。5.4 抓好燃气轮机创新要素保障协调工作切实促进燃气轮机研制重点骨干单位的各类创新要素的集聚和保障，在研发投入、科研设施和研发平台建设、高层次研发人员和团队等方面做好协调和政策支撑。对重大科研项目实行绿色通道制度，对燃气轮机研制的重点企业、科研院所等单位的重大燃机 研发和示范项目建设用地，加大协调支持力度，优先落实。5.5 加强燃气轮机产业人才培养与管理机制建立燃气轮机行业人才培养机制，优化高校装备制造学科和专业，健全职业培训与 继续教育制度，完善在校生

26、培养与装备制造业人才需求相适应的有效机制。加强企业问人才协作，畅通渠道，实现人才共享。完善与市场经济相接轨的人力资源管理机制和政 策，满足燃机研发对研发人员多样性需求，为创新驱动发展战略的实施提供智力支撑。6、结论鉴于我国燃气轮机产业与国外燃气轮机产业的巨大差距， 以研制具有自主知识产权 的燃气轮机研制为依托，推动燃气轮机技术研究发展，从而，提高重大装备制造产业的 国际竞争力，满足我国能源战略需求和国计民生对重大装备需求， 已经成为我国燃气轮 机领域十分紧迫的重大课题。（作者：徐慧宁 董洁 殷国富 赵秀粉）三、湖南株洲南方燃气轮机发电机组设备根据公司安排，于4月27日-29日事业部一行四人组成

27、燃气轮机设备考察小组， 对湖南株洲南方燃气轮机成套制造安装有限公司进行实地考察调研。1、湖南株洲南方燃气轮机成套制造安装有限公司基本情况株洲南方燃气轮机成套制造安装有限公司是中国南方航空工业（集团）有限责任公司控股的有限公司，专业从事燃气轮机的研究与开发，是国家指定的轻型燃气轮机专业 生产厂家。该公司始建于1987年，1999年通过国家ISO9001质量体系论证。现生 产分为两大部分，一部分是航空使用的燃气机，另一部分是非航燃气机。现行全国各企 业使用的该公司的燃气发电机组有 740台，据介绍成功率达到100% ,在运行过程中 没有出现大的安全事故，该公司从整体布局来看规模较大，厂房规范整齐，

28、管理正规， 具有燃气轮机及其成套设备的设计、制造、安装资质 。现有员工236人，其中工程技 术人员45人、高级工程师23人、研究员级高级工程师7人、高级技师9人、技师 18人。根据国内中小型焦化厂放空煤气特点研制的燃用焦炉煤气机-QDR20型燃气轮机热电联供机组是国家“九五、十五、十一五”期间重点推荐的节能、环保、高新技术 项目，QDR20型燃气轮机热电联供机组是一种技术成熟、运行稳定、质量可靠、投资 回收快的节能产品，具有明显的经济效益和社会效益， 前景可观。已在国内焦化行业中 山东、东北、河南等地企业生根开花（详见用户表）。该公司 2010年产值1.2亿元, 利润1500万元。2、QDR2

29、0型燃气轮机热电联供机组简介及参数2.1 工作原理：燧气轮机发电机蛆（部分）用户表4UL a«K 女事* R « *埠奇 才其产*»145丸*件昌电号19ltI工衣裱刺击上事此11总小Ittl11山炉叭基电*. UIT,MMf41青河i晦才会HR*此9最南 *1174T*小大电r31*也门骷外*甘成义员*4(tM讶由*事激*«TAM*L翡电供1H!14让马聚.J4附wnIt用鼻常看甫11*口加11j11同工牝工厂13««*IMtt13增青上过打1I炉嫉、««*g”心号杳m7#图iTjhd: t15原西峰I14tM*

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31、动首先是由启 动机拖动运转。当燃机达到点火转 速后，经净化增压的燃料与压气机 增压后的空气在燃烧室混合点火 燃烧，产生高温、高压的燃气，驱 动涡轮作功，燃机转速上升达到启 动机脱开转速后，启动机自动脱 开，燃气轮机自行升至慢车工作状 态，当转速达到发电转速后，燃气 轮机拖动的发电机就可以并网发 电。燃料的供应量与发电输出功率 按一定规律增加直至机组额定功 率。燃气轮机排出的尾气进入余热 锅炉进行热交换产生蒸汽。通过余 热锅炉后排出的尾气温度0 190 C,整个机组的综合热效率达 70 %以上，至此整个机组实现了 热电联供。该机组可对噪声、设备 振动、排放等指标进行控制，达到 国家环保要求。燃气

32、轮机热电联供机组图2.2 机组特点：投资少： 3500元/kWh效益高：投资回收期0 3年（含建设期）运行成本低：0.05元/kWh平均年运行时间长：330天启动迅速：从静止至全负荷运行不大于 5分钟。结构紧凑，占地面积小。热电联供效率高：综合效率75%自动化程度高，操作简单：能自动实现启动、励磁、并网、功率调节；具有故障 识别以及自动停机、保护功能，并能自动记录停机前3分钟内机组运行参数。具有独立发电和并网发电能力。2.3 性能参数：额定功率：2000 kW最大功率：2330 kW蒸 汽：6.5 t/h （0.8 1.3Mpa , 160 300 C）热 耗：15.65 MJ/kWh额定电压

33、： 6.3或10.0 kV频率：50 Hz综合热效率：75%冷却水耗量：2 t/h软化水（锅炉用）：7 t/h3、生产现场在公司项目经理吴湘杰的安排下， 我们先后参观考察了组配车间、 装配车间、维修 车间、测试车问。这些车间也就是过去歼 8和歼10及一些小型运输机、预警机的内燃 机组配车间，尤其是组配、装配车间管理非常严格，进车间也和易成公司一样需要穿戴 鞋套，禁止使用、携带影响和通讯工具。在吴经理的介绍下，我们了解了QDR20型燃气轮机热电联供机组的组配、装配、检测、检修等程序。尤其对设备日常检修、大修 问题做了了解，该机组随同设备厂家提供日常检修项目说明，可在设备安装当地进行日常检修。正常

34、运行5000h以上（七台河厂运行了 19000h ）需要返厂大修，大修一次 需要时间2-3个月，基本费用35万元（更换大件费用更高）。在生产现场看到了工人们正在组装的 内燃机叶片（属易损件），一个小小的叶片均价 就850元左右。尤其是对使用厂家返厂的 QDR20型燃气轮机热电联供机组大修情况， 发现叶片出现严重的锈蚀和冲击痕迹，吴经理解释为煤焦气的净化效果不理想造成的， 但是SIC气体成份中不含氢气和碳氢化合物，所以气体在燃烧过程中，很少产生水蒸汽， 因此对燃气机的叶片腐蚀不会十分严重，只要能达到环保排放标准即可。在生产现场了解到一线操作人员，月工资2500元左右。从整个现场来看，机械化 程度

35、较高，用人较少，但是在组配、装配车间却发现一两个人在组装内燃机叶片，旁边 却有四五个人在闲聊。在测试车间工作人员全部集中到休息室抽烟、喝茶，看到吴经理带我们进去，仅仅打个招呼，由此可见该公司 现场生产管理上存在漏洞。4、技术交流吴经理组织了一个QDR20型燃气轮机热电联供机组技术问题研讨会，公司副总（研究员级高工）李家球、项目经理吴湘杰、秦宪彪等人参加。通过技术交流，结合项目的技术要求，明白了一些问题：实现碳化硅切割刃料项目尾气（CO）与QDR20型燃气轮机热电联供机组有效 对接，从而达到安全、可靠、经济、稳定运行，实现整体平衡工艺。CO热值低，尾气介质压力低，杂质多，如果要满足燃气机组的工艺

36、要求，必须实 现增压净化压缩提高热效。武汉四院项目洽谈过程中可以进行设计施工，该公司只负责增压及后工段项目。QDR20型燃气轮机热电联供机组余热、换热系统应用指导 。只能解决三台燃气机组余热锅炉回收再次发电，配置3000KW.h汽轮机组。在人员培训、安装试运、技术（售后检修、维护、保养）服务方面。公司免费为用户培训机组运行、维护人员。人员培训30人左右、理论培训35-40大、负责组织人员到合作厂家实地培训、设备安装及试运行期间的现场培训等。公司表明因为利用SIC尾气（主要成分：CO）发电，他们属于第一次，因此要对 燃气轮机进行部分改造。燃气机制造时间需要10个月，安装时间需要6个月（包括土 建

37、施工），整个燃气发电机的安装（包括附属设备）均由该公司负责安装。公司负责提供电站的说明书、使用维护说明书和运行规程，保证长期为用户以优惠 的价格维修机组和提供零备件。燃气轮机日常检修与维护等常规检查每次停机 2-3个小 时，承诺接到用户设备故障的通知，服务人员 72小时内到达现场或给予答复。状态下的配置，就是正常生产时单启停、和多启停高温冶炼炉与燃气机组的最佳 配置，如何考虑到冗余量又要考虑其合理性？在正常配置情况下，应该在冗余量上考虑两台燃气主机的配置（价格180万元）。关于发电机组电气设备及断路器出口综合保护与公司内部区域网断路器综合保 护对接问题必须做到相互兼容。公司明确提前联系，可以实

38、现设备使用厂家与公司端口对接， 也就是在获悉需要技 术指导的时候可以直接利用对接网络实现远程服务。QDR20型燃气轮机热电联供机组的运行工期和检修周期？CO燃气轮机国内没有先例，公司是第一次承接，QDR20型燃气轮机热电联供机组运行周期，通过技术分析应该在5000h以上或者更长QDR20型燃气轮机热电联供机组在其他厂家运行情况可以实地考察。通过此次考察，一致认为，该公司燃气轮机基本符合公司相关工艺条件，但是存在两点不足：一是返厂维修时间过长；二是因为燃气机需要改造，压缩机配置提高等因素， 售价比其他厂家要高(售价需要800多万/台套)；经过讨论，有两点建议：多方考察设备厂家，详细对比。采用设备

39、竞标方式，达到 项目最佳配置，择优而选之；联系燃气机组使用厂家，实地进行运行情况考察，进一步 验证该机组实际生产运行情况。四、国内市场概况当前，燃气轮机市场面临着极大的机遇和挑战，市场潜在需求巨大。全球燃气轮机市场预计将从 2015年的162亿美元增长到2020年的196亿美元， 其中亚太地区是目前燃气轮机的最大市场，而中国预计将以5.5%的年复合增长率(2015-2020)成为发展最快的国家。随着中国社会经济发展对能源需求的不断攀升及天然气资源进入大规模开发利用 阶段，中国“十三五”规划明确了提高大燃气发电占比的目标。至U2020年，国家规划天然气发电装机规模达到1.1亿千瓦以上，占全国发电

40、装机总容量的比例超过5%。“十三五”时期非化石能源消费比重提高到15%以上，天然气消费比重力争达到10% ,煤炭消费比重降低到58%以下。随着我国大力倡导天然气消费、天然气的利用规模也在不断扩大， 居民用气、工业 用气与天然气发电等领域。当下我国天然气产量逐年扩大，目前已经超过 1300亿立方 米。随着天然气市场化程度的提高，天然气价格也有望在未来进一步降低， 因此当下大 然气发电是顺应潮流。2017年2月23日报道：西门子燃气轮机已在全球60多个国家安装运行，目前 重型、工业级和航改型燃气轮机交付总数为 6,750台，其中在大中华地区安装运行的高 效燃气轮机数量已超过170台。西门子不断推进

41、高效燃气轮机技术的发展，提升服务 水平，以满足客户不断增长的需求。西门子燃机叶片厂落户宜兴，全面推进燃机技术本 地化。大幅提升西门子本地制造和服务的能力。届时，宜兴工厂将成为为客户提供一站式服务解决方案的基地，大大缩短中国燃机用户的服务等待时间、简化零部件采购流程， 降低客户的运营成本。我国潮汐能源分布图长江口北支（属广本. 其他，3.12%上海和江苏），）小，0J为3 23%1 福建,47. 41%浙江,40. 8M辽宁，2. 73%怕茶地盘是适应世界环俣要求和市场新环境而开发的新型发电机蛆.天然气发电机蛆主要分为两种，一种 是联合f薛嵯气轮机，T是燃气内感机燃气轮机功率比较大，主要用在大、

42、中型电站,燃气内燃机功率比较 小#主要用在小型的分布式电站。它是取代燃油、燃煤机犯的新型绿色环俣动力.充分利用各种天然气或有害气体 作为燃料，变废为宝' 运行安全方便，成本效益高，排放污染母I并适宜热、电联产等优点，市场前景十分广阔.燃气发电具有能源转换效率高、污染物排放少、后停迅速、运行员活等特点-近年来我国燃气发电产除续 快速发展，为忧化能源结构，促进节能减排、缓解电力供需矛盾、确保电网安全稳定发挥了重要作用.截至2012年底,全国燃气发电企业共有15。余冢,燃气发电机组口咨台（套）总装机容量4027.8万 千瓦，妁占全国发电机组总装机容量的3. 52%.耳中，F级* E缴等大中型

43、燃气机俎132台（套），3696万千 瓦，占总装机容量的90%以上,E级以下（B级及轻型）小型燃气废电机组虽然数量多.但装机容量小燃气轮机按结构形式主要分为三类：燃气轮机是以连续流动的气体为工质带动叶轮高速旋转，将燃料的能量转变为有用 功的内燃式动力机械，是一种旋转叶轮式热力发动机。（1）微型燃气轮机，功率为数百至几十千瓦，主要替代柴油机用于机车、坦克；（2）轻型燃气轮机（由航空燃机改型而来，利用了大部分航空燃机部件并吸收了航空燃机的先进技术），功率在 1兆瓦以上，50兆瓦以下，应用于循环发电，石油、 天然气的管道运输，钢厂的焦炉废气再次燃烧和舰船应用等，欧美军舰艇燃气轮机装配率在50%以上；

44、（3）重型燃气轮机，功率在50兆瓦以上，主要用于大型舰船和区域发电。2014年全球燃气轮机产业燃气轮机通常是由航空发动机衍生出来而后独立发展的高技术产品。如罗罗公司生产的MT30燃气轮机即是由其用于波音 777的航空发动机Trent 800去掉前端风扇 衍生而来，二者的通用件达 80%。燃气轮机和航空发动机的工作原理基本相同，其核 心技术也有相似之处。本质上都是将燃料的化学能转化为燃气的热能和势能，再利用燃 气推动涡轮膨胀做功，并最终将能量转变为发动机的推力或者对外做功。燃气轮机研制 的瓶颈和难点也同样是航空发动机研制的难点。航空发动机与燃气轮机对比航空发动机点燃气轮机Q用途+航空（电力、工业

45、、舰船和国防陆用一动力+向信高速喷出的燃气炉转子的扭矩输出/设 计 目 标*追求先进气动热力设计、局热力循环参数；追求 高推重比、高功重比；追求矢量推力技术、隐身 技术，高机动下的工作稳定性技术；需要考虑防 冰冻，防鸟撞、防雷击等.C追求局热效率，低成本、耐久性局 可靠性、长寿命设计技术；追求先进 燃气蒸汽联合循环、间冷、回热、再 熟等复杂的热力循环技术，提高循环 热效率./压 气 机”高效率和高稳定性的前提下,尽量降低自重和减 小迎风面耙（风扇除外），满足非常宽的飞行包 络线，而长寿命、生产和制造成本是次要因素J在高效率和高稳定性的同时，尽量延 长压气机的寿命，降丘生产和制造成 本，而自重则

46、是次要因素口燃 烧 室+追求短环形燃烧室设计，禺温升、局热容强度燃 烧室设计技术；高空再点火和高空稳定燃烧技 术1对民航空发动机还要求高效低排放燃烧室 设计技术一结构多为管-环结合的干式低排放燃 烧室.追求油气互换，合成气、中低 热值气多燃料适应性，干式低NOx 燃烧技术.新一代重型燃气轮机多采 用纯氢和富氢燃科，实现近零排放燃 烧室设计技术.平涡通涡轮进口温度更曷,且叶片截面小,叶片短，来 用气冷方式,高、低压透平或动力涡轮设计追求 高负荷，高效率的气动设计；追求新型高效冷却 透平叶片设计技术，高负荷、高可靠性透平结构 设计技术,对转涡轮设计技术和流热固多场耦合 分析技术等.工涡轮进口温度相

47、对较任，透平叶片截 而大，叶片长，既可采用空气冷却技 术、也可采用蒸汽空气综合冷却技 术，多级透平设计追求高气动效率和 长寿命.小结 构兀 整 性+航空发初机以双转子居多，载荷增复杂，以致转 子动力学特性复杂，追求多、变负荷结构设计，结构可靠性设计分析技术等.十工作任务单一，转速相对较低，都是 单轴结构配自由涡轮，载荷谱简单. 需要考虑蠕变、疲劳等问题，恻重稳 定性、长寿命和低成本设计/资料来源：中国产业信息网整理燃气轮机的分类由于与航空发动机同样具有质量轻、功率大、污染小、起动快、加速性好、可靠性 高等相似的技术要求，以及随着第二次世界大战后航空发动机技术快速发展和产品不断 成熟，燃气轮机的

48、两个发展方向都与航空发动机紧密相关：轻型燃气轮机由成熟航空发动机改型研制，功率约在50MW 范围内，主要用于工业发电、舰船推进、油气输送、 坦克战车等领域，罗罗、GE、普惠是主要的研制生产公司；重型燃气轮机移则移植航 空发动机技术进行大力开发，功率约在 50MW 以上，目的是满足城市公用电网需要， 主要由三菱重工、GE动力、西门子、阿尔斯通等公司开发。燃气轮机分级级别 A级进口温度900 CB级1000 CC级 D级1100 c 1200 cE级 F级1300 C 1400 CG级 H级1500 C 1500 C资料来源：中国产业信息网整理止匕外，按进口温度分类：燃气轮机大致为：900 c的A

49、级、1000 C的B级、1100c 的C级、1200 C级的D型（如：M701D ）燃气轮机，1300 C级的E型和1400 C级 的F型（如：M501F/M701F ）燃气轮机，以后还有采用回收型蒸汽冷却燃烧器、进口温度1500 C级别的 G型（如：M501G/M701G ）燃气轮机，在此基础上还开发出 1500 c级H型（如：M701H ）燃气轮机。燃气轮机发展途径与应用领域1、舰船城市公用电网宣理惬气轮执坦克机车帝技动力轻型燃弋转机物蚁推进工跳发电燃气轮机在军民用船舶中，燃气轮机首先用于军用舰艇。燃气轮机具有功率密度高、启动速 度快、噪声低频分量低三大先天优势，非常吻合军用舰船对启动速度

50、、航行速度、加减 速性能等动力性能及防探测性能的要求。老牌海军强国如美国海军、英国海军、日本海 上自卫队的主力水面战舰早已完成动力燃气轮机化2、电力中国产业信息网发布的2014-2019 年中国燃气发电机组行业市场分析及投资趋 势预测报告指出：燃气轮机电站具有技术先进、效率高、污染少等特点。在发电行业， 基本负荷发电以大功率重型燃气轮机为主，调峰发电以航改燃轻型燃气轮机为主。3、坦克机车动力此外燃气轮机还可用作军用坦克和装甲车辆的动力，如美国的M1坦克、俄罗斯的T-80坦克都是采用燃气轮机动力。4、油气输送石油和天然气采用管道输送是成本最低的一种输送方法，因而得到了极其广泛的应 用。为使管道输

51、送能连续运行，就必须有增压站将油、气增压。中小型输气增压站常用 电动机、天然气发动机、柴油机和燃气轮机， 其中较大功率者以燃气轮机最为合适，尤 其是功率大于6MW以上时，毫无例外地用燃气轮机。燃气轮机行业政策环境分析 8012年度国家863计划先进能源技术领域备选项目根据国家863计划先进能源技术领域“十二五”战略规划，能源领域拟设立4个重点专项和6个优先主题。4个重点专项包括智能电网专项、洁净煤专项、太阳能发电 专项和风力发电专项；6个优先主题包括可再生能源技术、洁净煤技术、先进核能与核 安全技术、氢能燃料电池与分布式供能技术、新型电力电子技术、节能与储能技术。具 中涉及燃气轮机的研发内容如

52、下：1）洁净煤技术专项。重点支持清洁高效燃煤发电技术、煤制清洁燃料技术、煤基 多联产技术与示范、超超临界发电技术与示范等，突破洁净煤领域核心关键技术和重大 产业化系统集成难点，为调整能源结构、控制能源消耗提供技术支撑。2012年度主要任务包括：700 c超超临界发电关键技术，煤制清洁燃料、化工品关键技术及新型工艺， 大型煤气化关键技术等。2）洁净煤技术主题。重点支持先进燃煤发电、新型煤气化核心技术开发及褐煤气 化、F级和E级燃机设计、燃煤电厂CCUS等洁净煤技术领域的前沿技术方向。包括： 煤燃烧后低能耗，二氧化碳利用、捕集、封存与利用等新技术。3）氢能、燃料电池与分布式供能技术主题。重点支持可

53、再生能源制氢技术、洁净 的化石燃料制氢技术、高效储氢技术、加氢站技术、燃料电池技术及基于微型燃机和燃 料电池发电的三联供技术等，开展前沿技术的重点探索，研制一批核心设备与装备。2012年度主要任务包括：先进制氢和储氢技术，基于氢能的冷热电联供系统，基于可 再生能源制/储氢的70MPa加氢站研发及示范，先进燃料电池发电及应用技术等。 发展天然气分布式能源指导意见中小型、微型的燃气轮机是天然气分布式能源发电系统的核心设备，国家能源局于2010-2011 年连续下发发展天然气分布式能源指导意见征求意见函和发展天然 气分布式能源指导意见，鼓励燃气轮机分布式电源发展。2011年4月，国家发改委、财政部、

54、住房和城乡建设部以及国家能源局发布了 关 于发展天然气分布式能源的指导意见，提出我国在“十二五”初期将启动一批天然气 分布式能源示范项目，“十二五”期间建设1000个左右天然气分布式能源项目，并拟 建设10个左右各类典型特征的分布式能源示范区域。意见给出的目标是：2015年前完成天然气分布式能源主要装备研制。当装机规模达到500万千瓦，解决分布式能源系统集成，装备自主化率达到 60%;当装机规模达到1000万千瓦，基本解决中小型、 微型燃气轮机等核心装备自主制造，装备自主化率达到90%。到2020年，在全国规模以上城市推广使用分布式能源系统， 装机规模达到5000万千瓦，初步实现分布式能 源装

55、备产业化。 国家能源科技“十二五”规划2011年12月，国家能源局印发国家能源科技“十二五”规划（国能科技2011 395 号）。在发电与输配电技术领域中，确定高效、节能、环保的火力发电技术，先进、生态 友好的水力发电技术，大容量、远距离输电技术，间歇式电源并网及储能技术和智能化 电网技术等5个能源应用技术和工程示范重大专项，其中，规划 7项重大技术研究、7 项重大技术装备、10项重大示范工程和13个技术创新平台。（Y:重大技术研究引导 符；Z:重大技术装备引导符；S:重大示范工程引导符；P:技术研发平台引导符）。其中高效、节能、环保的火力发电领域提出研究开发更高参数的超超临界发电、燃气轮机发

56、电、IGCC及多联产、空冷和节水、污染物减排及 CO2捕集、贮存和资源化 利用技术。 18）高效清洁火力发电技术（1）超超临界发电技术目标：掌握具有自主知识产权的600 c百万千瓦级超超临界发电技术； 掌握二次再 热技术；掌握700 C超超临界发电机组的关键技术，使火电机组的供电效率达到50%。研究内容：自主知识产权的600 c百万千瓦级超超临界发电技术；二次再热技术； 在汲取国际700 c超超临界发电研究成果的基础上，进一步研究提高蒸汽参数的可行性 和技术路线，攻克建设700 c超超临界示范电站需要解决的材料、工艺、设备制造以及主厂房紧凑型布置等关键技术。起止时间：2011-2017年（2）燃煤电厂大容量CO2捕集与资源化利用技术目标：掌握燃煤电厂CO2捕集技术以及资源化利用技术，研发新型的 CO2捕集 技术，降低系统能耗和CO2减排成本。研究内容：新型吸收剂、新型CO2