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十年磨一剑,中国F级50MW重型燃气轮机获突破,西方技术封锁失败

强国新武器 2019-09-28 15:31:05
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重型燃气轮机被誉为装备制造业“皇冠上的明珠”,是一个国家工业水平的重要体现,不但是发电领域的核心设备,也是国防领域的大型舰船的动力设备。中国发电装备领域目前所用的重型燃气轮机有100多台,核心技术仍然掌握在外国企业手中。

9月27日,中国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了稳定运行,这也意味着中国自主研发的F级50MW重型燃气轮机技术获得了突破,西方的技术封锁再次失败。

十年磨一剑,中国F级50MW重型燃气轮机获突破,西方技术封锁失败

据介绍,燃气轮机按燃烧温度分为1100摄氏度级、1200摄氏度F级、1300摄氏度G级和1400摄氏度H级,西方发达国家F级燃气轮机出力介入200MW-300MW之间,更高级的G级、H级则在300MW-400MW区间。中国此次突破的正是处于1200摄氏度的F级,虽然出力只有50MW,但将为中国研究出力300MW的重型燃气轮机打下了坚实的基础,预料中国未来数年在这一领域将会取得更大的突破,进一步缩小与发达国家的差距。

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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。在发电领域,由于燃气轮机处于长时间工作状态,将对发电设备的效益产生严重的影响。

重型燃气轮机同样也是中型常规航空母舰的主要动力,中国自主研究的第一台重型燃气轮机R0110的基本负荷达114500千瓦,热效率达到36%,介于E有和F级之间。要知道日本排水量1万吨的金刚级驱逐舰的动力总功率也就是100000万力,热效率为36%。中国R0110的输出功率为日本金刚级的11.45倍,驱动一艘57000吨的航母很轻松。

十年磨一剑,中国F级50MW重型燃气轮机获突破,西方技术封锁失败

东方电气集团从2009年开始就集中科技资源进行了F级50MW重型燃气轮机研制,到2019年整整10年时间,可以说是十年磨一剑。重型燃气轮机最难的地方就在于其工作时需要承受极高的应力和腐蚀环境,其高温部件需要长期运行在金属熔点以上,对关键部件的要求非常高,设计难度也很大。据介绍50MW重型燃气轮机的零部件就高达数万个,是一个非常庞大复杂的工程。一直到2017年,该公司才完成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。随后该公司完成了重型燃气轮机压气机试验台、燃烧器综合性能试验台,为加速推进相关试验打下了基础。从18年起项目进入飞速发展的阶段,到2019年9月27日整机研制宣告成功。

十年磨一剑,中国F级50MW重型燃气轮机获突破,西方技术封锁失败

东方电气公司之前也引进了国外技术,可以制造相关产品,但所有高温部件等核心技术全部被外国企业掌握,此次突破才算是中国发电装备领域啃下最后一块“硬骨头”。东方电气公司已经生产过70多台300MW以上的重型燃气轮机,虽然号称国产化率80%以上,但实际上近20%被外企控制的才是核心技术,也就是压气机、燃烧室和高温透平这三个部件。中国企业也申请过相关技术的转让,但被外国企业一口回绝。所以,在国产50MW重型燃气轮机试验厂,中方所用的标语就是“关键核心技术要不来、买不来、讨不来”。

要知道中国在水电、火电、风电和核电等领域都实现了对西方技术的跟跑,逐渐并跑和局部领跑。此次突破预示着未来中国在重型燃气轮机领域将会向西方最先进技术发起挑战,争取在数年内实现赶超的目标。

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