▲图为2021年11月15日 燃机发运仪式 中国航发/供图
日前，中国航发“太行110”重型燃气轮机（代号AGT-110）在深圳通过产品验证鉴定，标志着我国重型燃气轮机取得重大突破，填补了国内110兆瓦功率等级产品空白，实现“从0到1”的突破，将进一步打破国外的技术封锁和市场垄断，为国产重型燃气轮机走向商业化应用奠定坚实基础。
(相关资料图)
重型燃气轮机被誉为工业制造领域中“皇冠上的明珠”。从2003年首次打捆招标引进国外重型燃气轮机到实现部分部件国产化，再到拥有自主知识产权的“太行110”重型燃气轮机通过产品验证鉴定，20年来，我国重型燃气轮机技术不断取得突破，对我国实现“双碳”目标、保障国家能源安全、助力高质量发展具有重要意义。
刷新国产重型燃气轮机功率纪录
中海油深圳电力有限公司工程技术部副经理刘洪文告诉《中国能源报》记者，2019年“太行110”重型燃气轮机在国家能源局正式立项为创新示范项目，2021年11月开始进入现场安装调试。2022年5月，“太行110”实现并网发电，时至目前该型机已运行了近8000当量小时。
与同功率火力发电机组相比，“太行110”重型燃气轮机联合循环一小时发电量超过15万千瓦时，可以满足15000个家庭一天的用电需求，一年可减少碳排放100万吨。“太行110”具有启动迅速、综合热效率高、维护简便等优点，可使用燃油、天然气及中低热值气等多种燃料发电。
燃气轮机作为机械工业顶尖技术的集大成者，是能源高效转换、洁净利用、多领域应用的核心装备，但同时也是技术密集型产品，世界上仅有少数国家具备独立自主研制能力。
燃气轮机发电专业委员会秘书长程朝龙告诉《中国能源报》记者，近年来，国内燃气轮机产业开始加速发展，中国重燃、东方电气、中国航发、中船集团等装备制造央企纷纷注资投入重型燃气轮机研发制造，成果喜人。“太行110”通过验证鉴定，刷新国产重型燃气轮机功率纪录，是国内重型燃气轮机的一大突破。
事实上，早在多年前，国内一些企业在轻型燃气轮机应用方面已经取得了积极成果。据了解，早在上世纪七十年代，我国就开始在中原油田、大庆油田、克拉玛依油田等地使用由航空发动机改进研制的轻型燃气轮机。近年来，由中国航发研制的航改轻型燃气轮机在油气开采、长距离管道增压、通讯交通应急供电、城市分布式能源等领域都有不错的表现。
助力构建新型电力系统
在业界看来，重型燃气轮机应用市场潜力巨大，尤其在实现“双碳”目标的进程中，重型燃气轮机将是构建新型电力系统的重点装备。苏州工业园区蓝天燃气热电有限公司副总经理安升告诉《中国能源报》记者，重型燃气轮机应用前景广泛，可用于热电联产、天然气调峰、联合循环发电等多个领域。
程朝龙也表示，作为重型燃气轮机的重要使用场景，天然气发电的使用不仅能够有效降低电力领域碳排放，更能够起到平滑电网的调峰作用。尤其在构建新型电力系统中，重型燃气轮机发电启停迅速、负荷响应速度快，调峰调频性能突出，可在大量新能源接入电网后作为调节服务电源。在此情况下，重型燃气轮机的使用需求将快速增长。
安升透露，2003年，国家通过打捆招标的方式，引进E、F级重型燃气轮机技术。虽然经历二十多年的发展，但重型燃气轮机国产化程度还不高，国内燃机发电市场长期被国外企业和产品垄断。
安升向《中国能源报》记者坦言，重型燃气轮机自主研制的难点主要在于高温部件材料，以重型燃气轮机的透平叶片为例，通常工作温度在1200至1500摄氏度，与国外厂商生产的透平叶片材料相比，国产透平叶片材料承受极端温度的时长相对较短，这也意味着透平叶片使用周期会相对缩短，提高了维修成本。
依托先进航空发动机技术和材料优势，中国航发成功研制“太行110”重型燃气轮机，意味着我国在这一领域打破了国外技术垄断，从产品成功走向市场成功指日可待。
呼吁出台全生命周期支持政策
“太行110”重型燃气轮机通过验证鉴定，实现从“0到1”的突破。国家对重型燃气轮机在研发制造、试验示范等方面也给予了一定支持，但要真正实现规模化、商业化，实现从“1到多”还有很长的路要走。多位业界专家呼吁，仍需要针对重型燃气轮机全生命周期提供相关支持政策。
“一方面，希望国家能够对国产重型燃气轮机整机试验后的商业运行提供一些长期支持政策，具体措施可包括为国产重型燃气轮机提供电价鼓励、电网考核豁免等，让企业在选择国产重型燃气轮机后不会在经济上承压；另一方面，重型燃气轮机的研发离不开运行数据和经验，要形成研发-应用-改进的正向循环，希望电力企业能够积极看待国产重型燃气轮机的进步，在投资回报率接近的情况下，给国产机型更多的机会。”程朝龙建议。
为推动行业健康发展，安升也建议，一方面，重型燃气轮机的研发生产整合了材料学、控制电气系统、机械工程等多个学科，国家应出面主导重型燃气轮机的研发生产和商业运行，对各学科进行整合，协同发展；另一方面，应健全和理顺国产燃机商业运营推广机制，提高研发企业和发电企业积极性，通过电价补贴等方式保障企业合理收益。
刘洪文也指出，从目前市场情况来看，国产燃气轮机竞争力较国外成熟机组相对低。因此，为推动国产燃气轮机行业健康快速发展，建议应从电网、市场等多层面为行业发展提供支持，让国产燃气轮机能够更好地进入市场、得以应用。
还有业内人士表示，国产重型燃气轮机的性能必须在长期运行中来检验并不断迭代完善，为此建议国家主管部门应出台相应配套政策，鼓励支持能源央企国企积极“尝鲜”，再选用国产燃气轮机布局建设一批试用电站，让国产重型燃气轮机能够更多地积累商用运行经验，提高市场竞争力。
程朝龙还表示，一直以来进口重型燃气轮机的备件和运行维护成本十分高昂，原厂商以外的第三方运维服务将有望大幅降低这一板块成本。建议除整机外，国家应大力支持燃气轮机关键部件特别是高温热部件的国产化替代示范应用，促进国内燃气轮机行业技术快速发展和成熟。
文丨本报记者 李丽旻 吴莉
