中国重型燃气轮机和国际燃气轮机的发展

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中国重型燃气轮机已有两种:

第一种是:烧煤发电RO110,技术参数:额定功率114.5兆瓦,热效率36%,第二种是太行110(AGT-110),使用燃油、天然气等发电,是一台单轴、双支承、前输出的 110 兆瓦,工业发电燃气轮机。个人认为,AGT-110体积比RO110小,适当改进后可用于舰船动力。

先进性:“太行110”相当于西门子E级,国际上,110兆瓦以上的E级重型燃气轮机属于先进产品,只有六个国家能生产,若以战机类比,相当于歼10、苏27、F-16级别。

燃气轮机的等级划分:全球重型燃机主要有美国通用电气、德国西门子、日本三菱重工(早期引进美国西屋技术)、意大利安萨尔多等四家企业。据上海电气燃气轮机有限公司副董事长陈学文先生介绍,燃气轮机的机型级别,从无国际标准,于今越发模糊。笔者只好众采各家意见,综合如下:

按燃气轮机的燃烧温度进行划分(每100度为一级):

美国GE(哈电引进):1100℃为E级,1200℃为F级,1400℃为H级。

日本三菱(东方电气引进):1400℃为F级,1500℃为G级,H级为中间试验品,1600/1700℃为J级。

德国西门子(上海电气引进):SGT6-5000F、SGT-8000H。F级为1200℃,H级为1500℃。

国际燃气轮机的发展

西门子:代表产品SGT5-8000H超级燃气轮机,重390吨(相当于一架加满油的空客A380),长13.1米,宽4.9米,高4.9米 ,联合循环功率为595MW。1台SGT5-8000H的发电量,足够1个工业化大城市用电量,它的涡轮叶片,要承受超过1500°C的高温,超过了GE90涡扇航空发动机与F404喷气发动机的涡轮进口温度。由于涡轮叶片叶尖转速超过1700公里/小时,巨大的离心力使每个刀片一端接触到的10,000倍地球的引力。叶片不能有任何瑕疵,误差仅为几十微米,否则就算报废。因此有说法是一片叶片等价于一辆宝马。

三菱公司:最新型号则为M701J型超级燃机,联合循环功率650MW。配备压比为23:1的15级轴流压气机,燃烧器和4级轴流透平都采用空气冷却,并且前3级采用了最新高温保护涂层,陶瓷热障涂层和高性能气膜冷却等高技术,在拥有全球最高的燃机入口温度1600℃的情况下,仍能保证高温部件的长期寿命。

通用电气:9HA系列重型燃气轮机,作为世界上效率最高的联合循环燃机;其最新型的9HA.02重型燃气轮机,不仅联合循环效率超过64%,而且它的功率输出高达826MW。这两项关键指标均大幅超越它的两大竞争对手,并且使用了目前最为前沿的3D打印技术制造关键部件。

东方电气:2022年10月15日,国内首台M701J燃气轮机在东方汽轮机顺利完工,400余吨的重型燃气轮机,即将整装出发。至此,东方汽轮机成为国内首家掌握世界最先进H/J级燃气轮机制造技术的能源装备制造企业,为德阳加快建设世界级清洁能源装备制造基地再添动力。此次完工的M701J燃气轮机,东方汽轮机实现了整套燃机的国产化制造,国产化率65%。该燃机透平入口温度超过1600℃,联合循环效率超过64%,NOx排放浓度低于50mg/Nm3,按年运行4000小时计,较同容量燃煤电厂一年可以减少160万吨的二氧化碳排放,成为世界上性能领先的燃气轮机产品。近年来,东方汽轮机始终坚决落实国家能源发展要求,不断推出更加先进、高效、可靠的燃气轮机技术,形成E级、F级、H/J级等全系列燃气轮机产品线,累计获得燃气轮机订单超过110台。

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