附视频:首台F级50兆瓦重型燃气轮机满负荷运行,11年攻坚发电领域“硬骨头”
原标题:燃了!我国首台F级50MW重型燃气轮机顺利实现满负荷稳定运行
来源:四川在线 记者:张彧希 余如波
“燃机功率具备升负荷条件”“转速具备升负荷条件”…… 显示屏上,燃机功率数据从45开始稳定上升,46.5、46.7、47.8……50!现场响起雷鸣般的掌声。 11月27日,在东方电气集团东方汽轮机有限公司燃气轮机整机试验室里,中国工程院院士、50MW重型燃气轮机满负荷运行见证专家组组长陈学东正式宣布:“东方电气自主研发国内首台F级50MW重型燃气轮机达到满负荷,各项运行指标正常,专家组见证完毕。”东方电气集团东方汽轮机有限公司燃气轮机整机试验室。东方电气集团供图 在现场,叶奇蓁、顾国彪、闻雪友、郭烈锦、陈学东、韩杰才等6位院士及10位特邀专家,四川省副省长李刚,国家工信部、能源局、国务院国资委等领导,以及部分地方政府、协会、高等院校、院所、企业相关负责人共同见证了这一历史性时刻。东方电气集团东方汽轮机有限公司燃气轮机整机试验室。东方电气集团供图 满负荷试验是燃气轮机研发环节最关键的验证节点,也是电站长期运行前的最后一项性能试验。此次满负荷试验的圆满成功,标志着东方电气集团已经完整地掌握了燃气轮机自主设计、制造、试验全过程能力,推动了我国自主燃机产业实现跨越。 燃气轮机是涉及能源领域和国防建设的战略性装备,被誉为制造业“皇冠上的明珠”。燃气轮机高温部件长期运行在金属熔点以上,同时高温部件承受着极高的应力和腐蚀环境,设计难度极大。数十年来,燃气轮机高温部件设计制造和试验验证技术在我国仍属空白,极大地阻碍了我国自主燃气轮机产业体系的建立发展。 东方电气集团作为涉及国家安全和国民经济命脉的国有重要骨干企业之一,始终以自主创新、产业报国为己任,主动对接国家重大战略需求,率先在国内开展具有完全自主知识产权的F级50MW重型燃气轮机研制,开启了破冰之旅,誓言定要摘取这颗“皇冠上的明珠”。 自2009年起,东方电气集团举全力汇聚优势资源,专门成立东方汽轮机G50发展中心,组建100余人科研团队,先后投入近20亿元资金推进研发攻关。同时,作为集团重大科技项目之首,制定专项攻关方案和激励方案大力推动实施,旨在全力突破技术壁垒,带动燃气轮机上下游产业链协同发展,填补我国燃气轮机产业体系空白。 十年磨一剑,东方电气集团自主研发国内首台F级50MW重型燃气轮机突破重重难关,先后完成了燃机总体和部件结构设计,建成了国内首个高压比大流量压气机试验台、国内首个F级燃烧器试验台、多个透平部件试验台和国内最大功率的整机测试平台,攻克高温透平叶片毛坯制造难关,组建起专业齐全、业务精良的研发团队。2019年9月27日,自主研发初战告捷,国内首台F级50MW重型燃气轮机整机点火试验一次成功。 2020年,东方电气集团加快推进燃气轮机研发进程。5月12日正式开始设计转速下的带负荷试验,6月22日达到25%负荷、8月10日达到50%负荷、9月9日达到75%负荷,9月22日燃气轮机终于首次运行至100%负荷,试验取得重大突破。11月27日,燃气轮机顺利实现满负荷稳定运行。
关于东方电气集团(http://www.dongfang.com):
中国东方电气集团有限公司(简称东方电气)是中央确定的涉及国家安全和国民经济命脉的53户国有重点骨干企业之一,属国务院国有资产监督管理委员会监管的中央企业,东方电气集团控股的东方电气股份有限公司(H股代码:1027、上交所代码:600875),是我国最大的发电设备制造基地之一。2009年集团总资产896.2亿元,实现营业收入389.9亿元,利润总额13.8亿元,上交税金14亿元,国有资产总量78.6亿元,国有资产保值率104.8%。 2019年9月1日,2019中国制造业企业500强榜单发布,中国东方电气集团有限公司名列第245位。“一带一路”中国企业100强榜单排名第72位。2020年4月,入选国务院国资委“科改示范企业”名单。9月,公司通过2020年复核评价的国家技术创新示范企业。
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东方电气50MW重型燃气轮机,在世界上也处于比较先进的水平了,虽然不能够跟国外G级产品相比美,但是这个重型燃气轮机拥有完全自主的技术,这个将为我国未来发展300MW甚至400MW的完全自主的超重型燃气轮机打下扎实的基础。 2019年9月27日,国内首台完全自主研发的F级50MW重型燃气轮机整机点火试验在东方电气集团获得成功,重型燃气轮机8个燃烧筒同时点火燃烧并实现稳定运行,运行参数达到了设计要求,性能指标也达到了F级别,这个意味着中国重型燃气轮机技术完全自主研发获得了重大突破。2020年11月27日,在院士专家、政府领导和客户代表见证下,燃气轮机顺利实现满负荷稳定运行。 重型燃气轮机的级别越高代表着热效率也越高,E级燃气轮机的单循环热效率为34%左右,联合循环为53%左右。F级的单循环在38%左右,联合循环在57%左右。而效率越高,意味着同样的能源,将能够获得更多的电力,这个对于舰船,对于电厂等是非常关键的一个指标。 要知道,原来东方电气也生产过70多台300万MW的燃气轮机,虽然国产率达到了80%,但是核心的20%是买不来的,这些技术也没有人转让,而正是这些核心技术制约着我国向更高水平迈进的步伐。 而这次,东方电气完全自主研发出来50MW重型燃气轮机,就为将来研制出来更大型的燃气轮机奠定了坚持的基础。
这次东方电气研发50MW重型燃气轮机,可以说也是经历了很艰难的一个过程。要知道,目前世界上能独立研制重型燃气轮机的国家却只有美国、德国和日本。而重型燃机的研发制造水平很大程度上也代表了一个国家的重工业水平。重型燃气轮机研发上,不仅要强调性能,还强调性价比,必须要能够真真切切地为电厂等使用单位带来更好的效益。 东方电气是从2009年起开始研发的,专门成立东方汽轮机G50发展中心,组建100余人科研团队,先后投入近20亿元资金推进研发攻关。十年磨一剑,50MW重型燃气轮机的研发经历了十一年的时间,整个燃气轮机零部件就高达数万个,是一个非常庞大复杂的系统工程。 到了2017年,50MW重型燃气轮机的压气机、燃烧器和透平三大核心部件以及总体的设计才完成。设计完成以后,重型燃气轮机研发进入了快车道,重型燃气轮机压气机试验台、燃烧器综合性能试验台自研成功,为加速推进相关试验打下了基础。2019年9月27日整机研制宣告成功,2020年11月27日,国产F级别50MW重型燃气轮机实现了满负荷运转。
现在来说,50MW重型燃气轮机已经是相当先进了,虽然比不上国外最先进的燃气轮机技术,但是这个也是我国全自研的技术,有了这个基础,未来,我国可能将研制出来更大型的燃气轮机。 如果按照先进级别来区分,E级别燃气轮机燃烧室温度可以达到1200度,F级可以达到1400度,H级别温度可以达到1600度。现在来说,H级燃气轮机是全球效率最高的燃气轮机,联合循环效率可超61%。2016年6月, GE的H级燃气轮机更是创造了新的吉尼斯世界纪录,机组联合循环发电净效率高达62.22%。
现在我国已经掌握了F级别50MW的所有技术,未来我们就有可能发展出来更先进的完全自主的功率达到300MW及以上的燃气轮机。 如果我们发展出来更先进的更大型的燃气轮机,那么将为我国航母,驱逐舰等大型舰船提供更高效的动力系统,也能够让我国发电厂能效比提升,成本下降,可以说可能为我国未来的经济发展和工业进步提供更强的保障。 综上所述,东方电气F级50MW重型燃气轮机,在世界上也处于比较先进的水平,虽然比不上国外的300MW等更先进的燃气轮机,但是这个是完全自主研发的产品,为将来我国发展出来更先进的燃气轮机打下了扎实的基础。