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燃氣發(fā)電設備國產(chǎn)化:重型燃氣輪機亟待產(chǎn)業(yè)化 (1)
目前,我國大部分已建、在建項目的天然氣發(fā)電機多來(lái)自國外巨頭,美國GE、德國西門(mén)子、日本三菱公司憑借先進(jìn)設備和技術(shù)幾乎壟斷了中國市場(chǎng)。同時(shí),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(chǎng)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(guò)其總投資的13%。
不經(jīng)意間,燃氣發(fā)電設備成為國產(chǎn)化道路上的又一個(gè)聚焦點(diǎn)。
在7月底舉行的2014中國(北京)國際能源峰會(huì )上,工信部裝備司副司長(cháng)李東坦承,我國每年進(jìn)口的重大技術(shù)裝備都在3000億美元左右,與國內生產(chǎn)重大技術(shù)裝備的總額相比初步測算是1.37:1,但關(guān)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(lài)進(jìn)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)在規模上,尤其是技術(shù)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(chǎn)化之路,遠非坦途。
國產(chǎn)中小燃氣發(fā)電設備實(shí)現出口
“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(dòng)機類(lèi)似,一種是燃氣內燃機,有點(diǎn)像汽車(chē)發(fā)動(dòng)機。燃氣輪機適合大功率發(fā)電系統,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,容量多在10兆瓦以下,單機功率小于2兆瓦?,F在,燃氣內燃機技術(shù)可以說(shuō)是百花齊放。國內對燃氣內燃機核心技術(shù)的掌握和核心部件生產(chǎn)能力的突破,迫使進(jìn)口燃氣內燃機價(jià)格下跌了50%以上,同時(shí)進(jìn)口設備配件費用也大幅降低。在燃氣內燃機領(lǐng)域,‘洋品牌’的壟斷局面已不復存在?!眲倮吞飫倮麆?dòng)力機械集團有限公司(簡(jiǎn)稱(chēng)“勝動(dòng)集團”)銷(xiāo)售副總監于海濱說(shuō)。
今年年初發(fā)布的《燃氣發(fā)電安全監管報告》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(wàn)千瓦,約占全國發(fā)電機組總裝機容量的3.52%。其中,F級、E級等大中型燃氣機組132臺(套),3696萬(wàn)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)電機組雖然數量多,但裝機容量小。
在中小燃氣發(fā)電設備方面,國產(chǎn)品牌其實(shí)已具有相當實(shí)力。進(jìn)入21世紀以來(lái),以勝動(dòng)集團為代表的國內廠(chǎng)家依托原有的柴油內燃機生產(chǎn)、研發(fā)基礎,迅速推出一批燃氣內燃機產(chǎn)品。比如在低熱值、變濃度、高含氫等燃氣領(lǐng)域,勝動(dòng)集團實(shí)現了與國外同步研究,使得“勝動(dòng)”機組對這類(lèi)燃氣的適應性超過(guò)了進(jìn)口機組,不僅在國內廣泛應用,還批量進(jìn)入東南亞、東歐和南美地區。近年來(lái),歐美和日韓的企業(yè)也開(kāi)始前來(lái)采購我國低熱值燃氣內燃機到本國使用。
“盡管目前國產(chǎn)燃氣內燃機綜合性?xún)r(jià)比優(yōu)于進(jìn)口產(chǎn)品,但在自動(dòng)化管理技術(shù)、發(fā)電效率以及整機技術(shù)水平方面,全面趕超進(jìn)口機組尚需時(shí)日。何況國內基礎工業(yè)薄弱,核心材料和熱處理技術(shù)、高精度加工能力等與發(fā)達國家存在較大差距?!庇诤I表示。
中國工程院院士、清華大學(xué)燃氣輪機研究院院長(cháng)蔣洪德指出,作為一種典型的軍民兩用技術(shù),我國早在上世紀80年代以前,在消化吸收前蘇聯(lián)技術(shù)的基礎上已經(jīng)能夠自主設計、試驗和制造燃氣輪機,開(kāi)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(shù)仍掌握在英美德日等發(fā)達國家手中。
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重型燃氣輪機亟待產(chǎn)業(yè)化
蔣洪德認為,從我國重型燃氣輪機目前情況來(lái)看,首先要認真學(xué)習和消化吸收引進(jìn)的E/F級天然氣燃氣輪機制造技術(shù),同時(shí)加強燃氣輪機基礎核心技術(shù)的研究開(kāi)發(fā)。從燃氣輪機部件的角度分析,當代燃氣輪機主要關(guān)鍵技術(shù)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、鎳基超級合金葉片材料與制造等。
在未來(lái)相當長(cháng)的時(shí)期內,我國燃氣輪機研究重點(diǎn)應圍繞兩個(gè)方面展開(kāi):一是用于IGCC發(fā)電的煤氣化燃氣輪機核心技術(shù)的研究開(kāi)發(fā);二是燃燒室與透平等熱端部件關(guān)鍵問(wèn)題。這是燃氣輪機的核心技術(shù)和難點(diǎn),也是我國自主研發(fā)燃氣輪機技術(shù)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(kāi)始從前蘇聯(lián)引進(jìn)技術(shù),仿制和研發(fā)燃氣輪機。
從上世紀八九十年代以來(lái),我國在東南沿海地區和部分油氣田陸續建設了一批燃氣輪機電廠(chǎng),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(shí)期。
隨著(zhù)經(jīng)濟的騰飛、資源的開(kāi)發(fā)和技術(shù)能力的不斷提高,對關(guān)鍵設備核心技術(shù)的研發(fā)和掌握,遲早會(huì )被提上日程,何況重型燃氣輪機可以說(shuō)集當代科學(xué)技術(shù)之大成,早已被公認為發(fā)電設備制造業(yè)“皇冠上的明珠”。
據上海發(fā)電設備成套設計研究院副院長(cháng)、院總工程師沈邱農等多位專(zhuān)家介紹,從2002年開(kāi)始,我國開(kāi)始實(shí)施以市場(chǎng)換技術(shù)的重大舉措,對規劃批量建設的燃氣輪機電站項目進(jìn)行“打捆”式設備招標采購,同時(shí)引進(jìn)先進(jìn)的大型燃氣輪機制造技術(shù)。比如,由哈爾濱動(dòng)力設備股份有限公司與GE公司合作,生產(chǎn)PG9351(FA)型燃氣輪機,上海電氣集團總公司與西門(mén)子公司合作,生產(chǎn)V9413A型燃氣輪機,東方電氣集團與三菱公司合作,生產(chǎn)M701F型燃氣輪機。
但在蔣洪德看來(lái),雖然我國加大了對燃氣輪機核心技術(shù)自主研發(fā)的支持,有關(guān)企業(yè)、研究所和高等院校執行了一系列核心技術(shù)研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化項目,并取得了初步成果??捎捎谖覈紮C技術(shù)與國際先進(jìn)水平相比差距還很大,需要做的工作多,產(chǎn)業(yè)化的道路既漫長(cháng)又艱巨。
今年上半年,中國電力企業(yè)聯(lián)合會(huì )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)電裝機規模將達1億千瓦左右,占總發(fā)電裝機4.71%。在巨大的市場(chǎng)需求和國產(chǎn)化呼聲面前,燃氣
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