中國燃氣輪機的發(fā)展困境研究

馮湘斌

蘇州工業(yè)園區(qū)北部燃機熱電有限公司

一、目前國內(nèi)燃氣輪機的發(fā)展困境及其成因

1、發(fā)展困境

從目前國內(nèi)燃氣輪機的發(fā)展現(xiàn)狀來看，存在的主要發(fā)展困境，表現(xiàn)在以下幾個方面：

第一，燃氣輪機的研發(fā)與市場脫節(jié)。國內(nèi)燃氣輪機市場發(fā)展處于低谷時，投入和發(fā)展后勁不足，然而市場需求量增多時又沒有產(chǎn)品可以銷售。燃氣輪機的研發(fā)技術(shù)要求非常的高，而且投資也比較大，加之研制所需的時間比較長，需要長期的積累，才能研制出性能優(yōu)良的產(chǎn)品。雖然市場比較好，但是燃氣輪機的研發(fā)用時比較長，來不及供應市場，以致于產(chǎn)品與市場脫節(jié)。

第二，產(chǎn)品研發(fā)與實踐應用脫節(jié)。市場需要成熟產(chǎn)品，新研制的燃氣輪機產(chǎn)品在沒有經(jīng)過考核以前，市場需求量不大。從國外燃氣輪機的研制情況來看，很多公司都有新產(chǎn)品考核電站，而國內(nèi)缺乏這樣的環(huán)境和政策，以致于很多新研制的產(chǎn)品考核不力，實踐應用與產(chǎn)品研制之間產(chǎn)生了矛盾。

第三，新產(chǎn)品和技術(shù)的引入與被制約。正如上文所述，目前國內(nèi)尚無成熟燃氣輪機產(chǎn)品，在當前節(jié)能減排的要求和市場需求下，引進國外的先進產(chǎn)品勢在必行。然而，在“打捆招標”下，清一色的成了引入F級機組，這是非常尷尬的局面。在打捆招標模式下，未能引進先進的設(shè)計和制造關(guān)鍵技術(shù)，國內(nèi)燃氣輪機能源動力命脈始終把握在外國人的手中，經(jīng)濟風險以及潛在能源風險非常的大。

第四，艦船與動力設(shè)備之間不協(xié)調(diào)。現(xiàn)階段國內(nèi)艦船設(shè)計選型過程中，尤其是動力設(shè)備選擇是，以成熟技術(shù)和裝置為首選。然而，動力設(shè)備立項研制過程中，必須以艦船應用實踐為基礎(chǔ)，加之燃氣輪機研發(fā)周期至少為艦船的兩倍，以致于新艦船的設(shè)計與成熟動力設(shè)備選擇，陷入了“死循環(huán)”的狀態(tài)，二者之間不協(xié)調(diào)。

2、發(fā)展困境成因

基于以上對現(xiàn)階段國內(nèi)燃氣輪機發(fā)展困境分析，筆者認為之所以會出現(xiàn)這些問題，發(fā)展陷入上述困境，主要原因如下：

第一，國家層面上缺乏統(tǒng)一規(guī)劃。燃氣輪機屬于資金、技術(shù)以及人才需求密集領(lǐng)域，同時研發(fā)和生命周期長都比較長，是一種戰(zhàn)略產(chǎn)業(yè)。然而，目前國內(nèi)缺少統(tǒng)一規(guī)劃，可持續(xù)發(fā)展性差。目前來看，國內(nèi)缺乏按國家能源和動力設(shè)備近、中及遠期需求而制定的統(tǒng)籌發(fā)展規(guī)劃，也沒有按階段進行自主發(fā)展的詳細部署。在以往的發(fā)展過程中，我們一致采用打捆招標的方式引入世界動力集團的燃氣輪機，目的在于通過市場技術(shù)交換的模式來解決落后的燃氣輪機研發(fā)難問題，然而市場卻一直被上述公司牢牢占領(lǐng)；究其原因，主要是因為燃氣輪機的研發(fā)核心技術(shù)未能真正的把握住。目前國內(nèi)的能源裝備必須嚴格遵循經(jīng)濟發(fā)展規(guī)律，而市場需要的是技術(shù)比較成熟的產(chǎn)品，新研發(fā)的產(chǎn)品需要過渡期，達到成熟方可應用。該種情況下，若無國家政策的大力支持，單純的靠市場模式以及資金雄厚的國外公司同臺市場競爭，恐怕我國的自主品牌成長非常的艱難。

第二，基礎(chǔ)技術(shù)相對比較薄弱。目前西方發(fā)達國家的燃氣輪機研制及其適用，已經(jīng)有了一定的經(jīng)驗。預先對先進技術(shù)進行研究，對于提供燃氣輪機的性能縮短其研發(fā)周期，具有非常重要的作用。以干低排放燃燒技術(shù)為例，在美歐等發(fā)達國家早在三十年前就已經(jīng)開始著手研究，目前已成熟應用到實踐之中，其NOx的排放達到(25～9)×10-6，對實際其他各國燃氣輪機的研發(fā)已經(jīng)構(gòu)成了實實在在的技術(shù)壁壘，而國內(nèi)該方面的研究基本上屬于空白。較之于世界發(fā)達國際和地區(qū)，長壽命的建材、間冷回熱循環(huán)以及蒸汽冷卻和濕壓縮技術(shù)等，都有較大的差距，研制制約了國內(nèi)燃氣輪機的發(fā)展。

第三，民用燃氣輪機的考核乏力。當國產(chǎn)的新燃氣輪機投放到市場時，需經(jīng)過試驗電站對其運行情況進行長期的考核。世界各大公司均有獨立的考核電站，而我國科技部863 計劃中研制的具有獨立知識產(chǎn)權(quán)的E+級R0110重型燃氣輪機，在廠內(nèi)空載全轉(zhuǎn)速試驗已經(jīng)超過了兩年，試驗電站至今沒有得到有效的落實；同時，QD128以及QD70A燃氣輪機的試驗電站，最終因中斷供氣而面臨倒閉。

二、燃氣輪機的發(fā)展趨勢

在未來發(fā)展過程中，燃氣輪機將朝著燃料多樣性需求更強、基本熱性能提高等方面發(fā)展。對于重型燃氣輪機而言，其不斷朝著高性能以及高參數(shù)和低污染方向發(fā)展。通過不斷創(chuàng)新和改進技術(shù)工藝，預計到2020年國內(nèi)燃氣輪機的最高初溫將達到1700℃，聯(lián)合循環(huán)效率超過65%。同時，采用先進的、高效的氣動設(shè)計技術(shù)手段，提高壓氣機以及透平部件的性能。在此過程中，還要研發(fā)新的可控渦、自由渦以及掠彎扭葉片等技術(shù)工藝，創(chuàng)新多圓弧葉型以及可控擴散葉型和間隙流動管控技術(shù)，以此來減小損失。比如，壓氣機多級可調(diào)葉片技術(shù)的應用，可確保寬廣范圍內(nèi)的壓氣機高效運作；再如，壓氣機附面層抽吸技術(shù)以及流動穩(wěn)定性被動與主動控制技術(shù)的應用，可以有效擴大壓氣機穩(wěn)定工作的范圍。

低污、高效而又穩(wěn)定的燃燒技術(shù)，一直都是燃氣輪機發(fā)展過程中的最先進技術(shù)手段。在未來發(fā)展過程中，我們應當不斷優(yōu)化總體性能，并且對控制系統(tǒng)進行健全和完善。比如，采用先進的熱力循環(huán)與新工質(zhì)(比如混合工質(zhì)等)，對總體性能進行優(yōu)化，不斷健全管控系統(tǒng)，以此來獲得更優(yōu)質(zhì)的燃氣輪機發(fā)電機組。

結(jié)束語：

總而言之，燃氣輪機應用廣泛，未來發(fā)展過程中，我們應當立足實際和現(xiàn)狀，不斷創(chuàng)新和改進技術(shù)，以此來促進我國燃氣輪機的研發(fā)水平提高。

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