燃气轮机发展现状

燃气轮机发展现状

燃气轮机是重要的军民两用动力装备，以其效率高、污染低、结构紧凑、质量轻、体积小、启动快、可靠性高、不用或少用水、投资低等一系列优点，迅速发展成为热机中的一支劲旅，大量用于发电、舰船动力、机械驱动等领域。我国未来能源市场需求巨大、舰船装备需求紧迫。

国内燃气轮机发展现状：

我国燃气轮机产业发展开始于上世纪50年代末，起步还是比较早的。产业分散在航空、航天、机械、兵器、舰船、石化、煤炭等多个工业系统，这些燃气轮机设计、制造、运行单位分属不同体系，力量分散，未能集中力量共同攻坚克难，发展自主知识产权的燃气轮机。我国水电部于1959年从瑞士BBC公司引进2套功率为6200kw的简单循环燃气轮机列车发电站用于大庆油田发电，从此开始了燃气轮机的发展研究之路。我国燃气轮机也按照航改燃机和单独设计燃机两条道路发展，但一直成效不大。

航机改型工作是从1974的wJ6GL燃气轮机开始，由南方航空动力机械公司与民用部门协作以航空发动机wJ6原型机改型完成的。这个改型燃机性能还是不错的，至1990年生产了74台，主要应用于石油行业发电用。同时代还有由哈尔滨东安发动机制造公司改型的WJ5G1和wJ5AIG1燃气轮机分别是由运七飞机的动力装置wJ5和wJ5I改型设计的。20世纪70年代末，沈阳黎明发动机公司也着手进行航空涡喷发动机改型为燃气轮机的研究工作，他们以wP6发动机为核心机改型设计的wP6G系列燃气轮机，应用于发电。20世纪80年代，常州兰翔机械总厂在Wz6涡轴发动机的基础上改型设计了wz6G燃气轮机，以燃用煤油、轻柴油以及天然气等作燃料，第1台wZ6G燃气轮机于1985年在中原油田注水泵站安装使用，1990年开始小批量生产。1982年，以西安航空发动机公司为主，将60年代后期英国研制的spey MK202涡扇发动机改型为舰船用燃气轮机Marine 410A。1986年，成都发动机公司与美国联合技术公司动力分部(TPM)及联合技术公司普惠集团签订了联合开发F1燃气轮机的合同。FT8燃气轮机以Pw公司的JT8D 一219航空涡扇发动机为基础。首台FT8燃气轮机在1991年应用于深圳福田电站。沈阳606所和沈阳黎明合作研制的“昆仑”航空涡喷发动机和某型航空涡扇发动机是国产最先进的航空发动机，以这2型发动机为母型机可以开发出不同功率、具有世界先进水平的燃气轮机，具备与国外同类机组竞争的技术实力。在某型发动机核心机的基础上改型的工业燃气轮机QD70是功率在7000kw左右的发电用轻型燃气轮机，在QD70燃气轮机的基础上改型舰船用燃气轮机的工作也已经开始。QD128燃气轮机是在保持“昆仑”航空涡喷发动机基本结构的基础上改装的。2003年7月，中国拥有完全自主知识产权的QD128和QD70航改燃气轮机机组在中原油田相继点火成功，并网发电。至此，我国的航改燃气轮机事业已有30年的历史，但主要以wJ5，wJ6，wz6，wP6等比较落后的航空发动机为母型机。

由于母型机的技术落后不能改型出先进的燃机，所以，国内民用燃机市场大部分被国外产品所占领。但30年的研制和生产在航改燃机方面积累了不少经验，对今后的改型工作具有指导和借鉴的意义。总体来说我国的航改燃气轮机在国外产品面前显得很稚嫩。

重型燃气轮机发展的早期(1950—1970s)是以前苏联技术为基础而开展自主研发的阶段。当时自主设计、试验和制造了一系列200～25 000 kw燃气轮机。1980--2000年，我国的燃气轮机产业走上了仿制与合作生产的道路，不再自行研究、设计和试验燃气轮机产品。当时以南汽为主测绘、仿制了GE公司MS5001(23 Mw)燃气轮机，与GE合作生产了PG6581(6B／36 Mw)燃气轮机。随着社会生产力的不断进步，电力T业持续高速发展；随着环保压力的增加，电网需要燃气轮机保持电网的平稳高效运行。自2002年打搁招标以来，我国重型燃气轮机产业进入到新的发展时期，引进了当代先进的F／E级技术，希望以此推动消化吸收、再创新。在2001～2007年的6年间，我国以3次“打捆招标、市场换技术”方式，引进了GE、MHl、Siemens公司的F／E级重型燃气轮机50余套共2000万千瓦，由哈汽一GE、东汽一MHI、上汽一siemen8、南汽一GE等4个联合体实行国产化制造，目前国产化率接近70％。同时，以西气东输和进口液化天然气(LNG)为标志，保证了燃气轮机的燃料供应。但是，外方坚持不转让燃气轮机设计、热端部件制造等核心技术。我国燃气轮机行业只能制造非核心部件，产业发展受到了严重的制约。在消化、吸收的基础上，自主研究开发燃气轮机核心技术已经成为我国发电设备制造行业的重大战略需求。科技部于2007启动了973国家重点基础研究发展计划重大项目“燃气轮机的高性能热一功转换科学技术问题研究”。该项目集结了我国多所高校和院所的科研力量，重点研究掌握当代先进的F级和IGcc合成气燃气轮机关键科学技术问题，着力于实验台建设、核心实验与测量技术的突破、理论研究方法的创新，集中力量突破燃气轮机的基础科学问题和关键技术，为我国自主开发燃气轮机提供共性技术支持。到目前重型燃机R0110已研制成功。

国外燃气轮机发展现状：

国外舰船燃气轮机的研制始于20世纪40年代，最初走过一段独立发展和航机改装同时进行的发展道路。到了60年代，英国海军部率先宣布，英国今后的舰船燃气轮机全部走航机改型的发展道路。此后，西方各航空发动机公司纷纷将航机技术向舰船燃气轮机转移，直接将成熟的航空发动机改型派生出轻型舰船燃气轮机。依靠航空发动机的技术资源，使航改舰船燃气轮机收到了投资少、周期短、见效快、效率高、经济性好、可靠性高、使用维护方便的效果。

西方国家舰船燃气轮机主要由GE、RR这2大航空发动机公司研发生产，主要航改燃气轮机有LM2500、SMlC、501 K、WR一2l、MT一30等，在数量和机型上占主导地位。LM2500燃气轮机由TF39／CF6—6航空涡扇发动机改型而来。WR一21燃气轮机是以RR公司的RB21l和TRENT航空发动机为基础，将间冷回热技术引入到简单循环发动机结构中发展而来的。MT30燃气轮机是RR公司由Trent800涡扇发动机