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燃氣發(fā)電設備國產化任重道遠
發(fā)布日期：2015-08-18
目前，我國大部分已建、在建項目的天然氣發(fā)電機多來自國外巨頭，美國GE、德國西門子、日本三菱公司憑借先進設備和技術幾乎壟斷了中國市場。同時，我國天然氣發(fā)電設備需承擔高昂維修費，如上海漕涇天然氣發(fā)電廠建成后，僅2009年~2011年間，即為檢修維護花費了3.83億元，這已超過其總投資的13%。
不經(jīng)意間，燃氣發(fā)電設備成為國產化道路上的又一個聚焦點。
在7月底舉行的2014中國（北京）國際能源峰會上，工信部裝備司副司長李東坦承，我國每年進口的重大技術裝備都在3000億美元左右，與國內生產重大技術裝備的總額相比初步測算是1.37：1，但關鍵部件發(fā)展滯后，主機面臨空殼化發(fā)展，高端裝備的元器件等也依賴進口。另外，我國擁有國際競爭力的大企業(yè)集團還比較缺乏，龍頭企業(yè)在規(guī)模上，尤其是技術創(chuàng)新能力，與歐美一些大集團相比，還難以望其項背。
在此背景下，燃氣發(fā)電設備的國產化之路，遠非坦途。
國產中小燃氣發(fā)電設備實現(xiàn)出口
“燃氣發(fā)電有兩種主流設備，一種是燃氣輪機，這和航空發(fā)動機類似，一種是燃氣內燃機，有點像汽車發(fā)動機。燃氣輪機適合大功率發(fā)電系統(tǒng)，一般電站容量在10兆瓦以上，單機功率大于5兆瓦。燃氣內燃機適合中小發(fā)電系統(tǒng)，容量多在10兆瓦以下，單機功率小于2兆瓦。現(xiàn)在，燃氣內燃機技術可以說是百花齊放。國內對燃氣內燃機核心技術的掌握和核心部件生產能力的突破，迫使進口燃氣內燃機價格下跌了50%以上，同時進口設備配件費用也大幅降低。在燃氣內燃機領域，‘洋品牌’的壟斷局面已不復存在�！眲倮吞飫倮麆恿C械集團有限公司（簡稱“勝動集團”）銷售副總監(jiān)于海濱說。
今年年初發(fā)布的《燃氣發(fā)電安全監(jiān)管報告》顯示，截至2012年底，我國燃氣發(fā)電企業(yè)共有150余家，燃氣發(fā)電機組600多臺（套），總裝機容量4027.8萬千瓦，約占全國發(fā)電機組總裝機容量的3.52%。其中，F(xiàn)級、E級等大中型燃氣機組132臺（套），3696萬千瓦，占總裝機容量的90%以上，E級以下（B級及輕型）小型燃氣發(fā)電機組雖然數(shù)量多，但裝機容量小。
在中小燃氣發(fā)電設備方面，國產品牌其實已具有相當實力。進入21世紀以來，以勝動集團為代表的國內廠家依托原有的柴油內燃機生產、研發(fā)基礎，迅速推出一批燃氣內燃機產品。比如在低熱值、變濃度、高含氫等燃氣領域，勝動集團實現(xiàn)了與國外同步研究，使得“勝動”機組對這類燃氣的適應性超過了進口機組，不僅在國內廣泛應用，還批量進入東南亞、東歐和南美地區(qū)。近年來，歐美和日韓的企業(yè)也開始前來采購我國低熱值燃氣內燃機到本國使用。
“盡管目前國產燃氣內燃機綜合性價比優(yōu)于進口產品，但在自動化管理技術、發(fā)電效率以及整機技術水平方面，全面趕超進口機組尚需時日。何況國內基礎工業(yè)薄弱，核心材料和熱處理技術、高精度加工能力等與發(fā)達國家存在較大差距。”于海濱表示。
中國工程院院士、清華大學燃氣輪機研究院院長蔣洪德指出，作為一種典型的軍民兩用技術，我國早在上世紀80年代以前，在消化吸收前蘇聯(lián)技術的基礎上已經(jīng)能夠自主設計、試驗和制造燃氣輪機，開發(fā)出了200千瓦~25000千瓦多種型號，但在重型燃氣輪機方面，到目前為止，核心技術仍掌握在英美德日等發(fā)達國家手中。
重型燃氣輪機亟待產業(yè)化
蔣洪德認為，從我國重型燃氣輪機目前情況來看，首先要認真學習和消化吸收引進的E/F級天然氣燃氣輪機制造技術，同時加強燃氣輪機基礎核心技術的研究開發(fā)。從燃氣輪機部件的角度分析，當代燃氣輪機主要關鍵技術包含多級軸流壓氣機、高效清潔燃燒室、多級軸流冷卻透平、二次空氣系統(tǒng)、鎳基超級合金葉片材料與制造等。
在未來相當長的時期內，我國燃氣輪機研究重點應圍繞兩個方面展開：一是用于IGCC發(fā)電的煤氣化燃氣輪機核心技術的研究開發(fā)；二是燃燒室與透平等熱端部件關鍵問題。這是燃氣輪機的核心技術和難點，也是我國自主研發(fā)燃氣輪機技術的重中之重。
自從世界第一臺發(fā)電用重型燃氣輪機1939年在瑞士誕生之后，至今已有七八十年。而與西方發(fā)達國家相比，我國的燃氣輪機起步并不晚，1950年代即開始從前蘇聯(lián)引進技術，仿制和研發(fā)燃氣輪機。
從上世紀八九十年代以來，我國在東南沿海地區(qū)和部分油氣田陸續(xù)建設了一批燃氣輪機電廠，主要是中小型機組，包括美國GE的6B、瑞士ABB的13D，以及美國普惠的FT8燃氣輪機系列，絕大多數(shù)采用燃氣-蒸汽輪機聯(lián)合循環(huán)發(fā)電。但由于多種原因，重型燃氣輪機發(fā)展一直處于低谷時期。
隨著經(jīng)濟的騰飛、資源的開發(fā)和技術能力的不斷提高，對關鍵設備核心技術的研發(fā)和掌握，遲早會被提上日程，何況重型燃氣輪機可以說集當代科學技術之大成，早已被公認為發(fā)電設備制造業(yè)“皇冠上的明珠”。
據(jù)上海發(fā)電設備成套設計研究院副院長、院總工程師沈邱農等多位專家介紹，從2002年開始，我國開始實施以市場換技術的重大舉措，對規(guī)劃批量建設的燃氣輪機電站項目進行“打捆”式設備招標采購，同時引進先進的大型燃氣輪機制造技術。比如，由哈爾濱動力設備股份有限公司與GE公司合作，生產PG9351(FA)型燃氣輪機，上海電氣集團總公司與西門子公司合作，生產V9413A型燃氣輪機，東方電氣集團與三菱公司合作，生產M701F型燃氣輪機。
但在蔣洪德看來，雖然我國加大了對燃氣輪機核心技術自主研發(fā)的支持，有關企業(yè)、研究所和高等院校執(zhí)行了一系列核心技術研發(fā)和產業(yè)化項目，并取得了初步成果�？捎捎谖覈紮C技術與國際先進水平相比差距還很大，需要做的工作多，產業(yè)化的道路既漫長又艱巨。
今年上半年，中國電力企業(yè)聯(lián)合會發(fā)布《“十三五”天然氣發(fā)電需求預測》，報告指出，到2020年，我國天然氣發(fā)電裝機規(guī)模將達1億千瓦左右，占總發(fā)電裝機4.71%。在巨大的市場需求和國產化呼聲面前，燃氣發(fā)電設備仍然任重道遠。
不經(jīng)意間，燃氣發(fā)電設備成為國產化道路上的又一個聚焦點。
在7月底舉行的2014中國（北京）國際能源峰會上，工信部裝備司副司長李東坦承，我國每年進口的重大技術裝備都在3000億美元左右，與國內生產重大技術裝備的總額相比初步測算是1.37：1，但關鍵部件發(fā)展滯后，主機面臨空殼化發(fā)展，高端裝備的元器件等也依賴進口。另外，我國擁有國際競爭力的大企業(yè)集團還比較缺乏，龍頭企業(yè)在規(guī)模上，尤其是技術創(chuàng)新能力，與歐美一些大集團相比，還難以望其項背。
在此背景下，燃氣發(fā)電設備的國產化之路，遠非坦途。
國產中小燃氣發(fā)電設備實現(xiàn)出口
“燃氣發(fā)電有兩種主流設備，一種是燃氣輪機，這和航空發(fā)動機類似，一種是燃氣內燃機，有點像汽車發(fā)動機。燃氣輪機適合大功率發(fā)電系統(tǒng)，一般電站容量在10兆瓦以上，單機功率大于5兆瓦。燃氣內燃機適合中小發(fā)電系統(tǒng)，容量多在10兆瓦以下，單機功率小于2兆瓦。現(xiàn)在，燃氣內燃機技術可以說是百花齊放。國內對燃氣內燃機核心技術的掌握和核心部件生產能力的突破，迫使進口燃氣內燃機價格下跌了50%以上，同時進口設備配件費用也大幅降低。在燃氣內燃機領域，‘洋品牌’的壟斷局面已不復存在�！眲倮吞飫倮麆恿C械集團有限公司（簡稱“勝動集團”）銷售副總監(jiān)于海濱說。
今年年初發(fā)布的《燃氣發(fā)電安全監(jiān)管報告》顯示，截至2012年底，我國燃氣發(fā)電企業(yè)共有150余家，燃氣發(fā)電機組600多臺（套），總裝機容量4027.8萬千瓦，約占全國發(fā)電機組總裝機容量的3.52%。其中，F(xiàn)級、E級等大中型燃氣機組132臺（套），3696萬千瓦，占總裝機容量的90%以上，E級以下（B級及輕型）小型燃氣發(fā)電機組雖然數(shù)量多，但裝機容量小。
在中小燃氣發(fā)電設備方面，國產品牌其實已具有相當實力。進入21世紀以來，以勝動集團為代表的國內廠家依托原有的柴油內燃機生產、研發(fā)基礎，迅速推出一批燃氣內燃機產品。比如在低熱值、變濃度、高含氫等燃氣領域，勝動集團實現(xiàn)了與國外同步研究，使得“勝動”機組對這類燃氣的適應性超過了進口機組，不僅在國內廣泛應用，還批量進入東南亞、東歐和南美地區(qū)。近年來，歐美和日韓的企業(yè)也開始前來采購我國低熱值燃氣內燃機到本國使用。
“盡管目前國產燃氣內燃機綜合性價比優(yōu)于進口產品，但在自動化管理技術、發(fā)電效率以及整機技術水平方面，全面趕超進口機組尚需時日。何況國內基礎工業(yè)薄弱，核心材料和熱處理技術、高精度加工能力等與發(fā)達國家存在較大差距。”于海濱表示。
中國工程院院士、清華大學燃氣輪機研究院院長蔣洪德指出，作為一種典型的軍民兩用技術，我國早在上世紀80年代以前，在消化吸收前蘇聯(lián)技術的基礎上已經(jīng)能夠自主設計、試驗和制造燃氣輪機，開發(fā)出了200千瓦~25000千瓦多種型號，但在重型燃氣輪機方面，到目前為止，核心技術仍掌握在英美德日等發(fā)達國家手中。
重型燃氣輪機亟待產業(yè)化
蔣洪德認為，從我國重型燃氣輪機目前情況來看，首先要認真學習和消化吸收引進的E/F級天然氣燃氣輪機制造技術，同時加強燃氣輪機基礎核心技術的研究開發(fā)。從燃氣輪機部件的角度分析，當代燃氣輪機主要關鍵技術包含多級軸流壓氣機、高效清潔燃燒室、多級軸流冷卻透平、二次空氣系統(tǒng)、鎳基超級合金葉片材料與制造等。
在未來相當長的時期內，我國燃氣輪機研究重點應圍繞兩個方面展開：一是用于IGCC發(fā)電的煤氣化燃氣輪機核心技術的研究開發(fā)；二是燃燒室與透平等熱端部件關鍵問題。這是燃氣輪機的核心技術和難點，也是我國自主研發(fā)燃氣輪機技術的重中之重。
自從世界第一臺發(fā)電用重型燃氣輪機1939年在瑞士誕生之后，至今已有七八十年。而與西方發(fā)達國家相比，我國的燃氣輪機起步并不晚，1950年代即開始從前蘇聯(lián)引進技術，仿制和研發(fā)燃氣輪機。
從上世紀八九十年代以來，我國在東南沿海地區(qū)和部分油氣田陸續(xù)建設了一批燃氣輪機電廠，主要是中小型機組，包括美國GE的6B、瑞士ABB的13D，以及美國普惠的FT8燃氣輪機系列，絕大多數(shù)采用燃氣-蒸汽輪機聯(lián)合循環(huán)發(fā)電。但由于多種原因，重型燃氣輪機發(fā)展一直處于低谷時期。
隨著經(jīng)濟的騰飛、資源的開發(fā)和技術能力的不斷提高，對關鍵設備核心技術的研發(fā)和掌握，遲早會被提上日程，何況重型燃氣輪機可以說集當代科學技術之大成，早已被公認為發(fā)電設備制造業(yè)“皇冠上的明珠”。
據(jù)上海發(fā)電設備成套設計研究院副院長、院總工程師沈邱農等多位專家介紹，從2002年開始，我國開始實施以市場換技術的重大舉措，對規(guī)劃批量建設的燃氣輪機電站項目進行“打捆”式設備招標采購，同時引進先進的大型燃氣輪機制造技術。比如，由哈爾濱動力設備股份有限公司與GE公司合作，生產PG9351(FA)型燃氣輪機，上海電氣集團總公司與西門子公司合作，生產V9413A型燃氣輪機，東方電氣集團與三菱公司合作，生產M701F型燃氣輪機。
但在蔣洪德看來，雖然我國加大了對燃氣輪機核心技術自主研發(fā)的支持，有關企業(yè)、研究所和高等院校執(zhí)行了一系列核心技術研發(fā)和產業(yè)化項目，并取得了初步成果�？捎捎谖覈紮C技術與國際先進水平相比差距還很大，需要做的工作多，產業(yè)化的道路既漫長又艱巨。
今年上半年，中國電力企業(yè)聯(lián)合會發(fā)布《“十三五”天然氣發(fā)電需求預測》，報告指出，到2020年，我國天然氣發(fā)電裝機規(guī)模將達1億千瓦左右，占總發(fā)電裝機4.71%。在巨大的市場需求和國產化呼聲面前，燃氣發(fā)電設備仍然任重道遠。
