我國工業(yè)燃氣輪機的現(xiàn)狀

73/38我國工業(yè)燃氣輪機的現(xiàn)狀與前景南京汽輪電機（集團）有限責任公司薛福培一、世界工業(yè)燃氣輪機的進展趨勢1、世界工業(yè)燃氣輪機的進展途徑與現(xiàn)狀自1939年瑞士BBC公司制成世界上第一臺工業(yè)燃氣輪機以來，通過60多年的進展，燃氣輪機已在發(fā)電、管線動力、艦船動力、坦克和機車動力等領域獲得了廣泛應用。由于結(jié)構上的分野，工業(yè)燃氣輪機分為重型燃氣輪機和輕型燃氣輪機（包括航機改型燃氣輪機）。80年代以后，燃氣輪機及其聯(lián)合循環(huán)技術日臻成熟。由于其熱效率高、污染低、工程總投資低、建設周期短、占地和用水量少、啟停靈活、自動化程度高等優(yōu)點，逐步成為繼汽輪機后的要緊動力裝置。為此，美國、歐洲、日本等國政府制定了扶持燃氣輪機產(chǎn)業(yè)的政策和進展打算，投入大量研究資金，使燃氣輪機技術得到了更快的進展。80年代末到90年代中期，重型燃氣輪機普遍采納了航空發(fā)動機的先進技術，進展了一批大功率高效率的燃氣輪機，既具有重型燃氣輪機的單軸結(jié)構、壽命長等特點，又具有航機的高燃氣初溫、高壓比、高效率的特點，透平進口溫度達1300℃以上，簡單循環(huán)發(fā)電效率達36%～38%,單機功率達200MW以上。90年代后期，大型燃氣輪機開始應用蒸汽冷卻技術，使燃氣初和氣循環(huán)效率進一步提高，單機功率進一步增大。透平進口溫度達1400℃以上，簡單循環(huán)發(fā)電效率達37%～39.5%，單機功率達300MW以上。這些大功率高效率的燃氣輪機，要緊用來組成高效率的燃氣-蒸汽聯(lián)合循環(huán)發(fā)電機組，由一臺燃氣輪機組成的聯(lián)合循環(huán)最大功率等級接近500MW，供電效率已達55%～58%，最高60%，遠高于超臨界汽輪發(fā)電機組的效率（約40%～45%）。而且，其初始投資、占地面積和耗水量等都比同功率等級的汽輪機電廠少得多，差不多成為燒天然氣和石油制品的電廠的要緊選擇方案。由于世界天然氣供應充足，價格低廉，因此，最近幾年世界上新增加的發(fā)電機組中，燃氣輪機及其聯(lián)合循環(huán)機組在美國和西歐已占大多數(shù)，亞洲平均也已達36%，世界市場上已出現(xiàn)了燃氣輪機供不應求的局面。目前，美、英、俄等國的水面艦艇已差不多上實現(xiàn)了燃氣輪機化，現(xiàn)代化的坦克應用燃氣輪機為動力，輸氣輸油管線增壓和海上采油平臺動力也普遍應用了輕型燃氣輪機。先進的輕型燃氣輪機簡單循環(huán)熱效率達41.6%。采納間冷—回熱循環(huán)的燃氣輪機在110%～30%工況下，熱效率下降專門少，可保持在41%。現(xiàn)正在開發(fā)功率大于40MW，渦輪前溫度為1427℃～1480℃，簡單循環(huán)熱效率達45℃～50℃的輕型燃氣輪機。微型燃氣輪機作為分布式電源也取得顯著進展。近20余年來，潔凈燃煤發(fā)電技術已取得重要進展，最有希望的兩種解決途徑為：整體煤氣化聯(lián)合循環(huán)（IGCC）和增壓流化床聯(lián)合循環(huán)（PFBC），燃氣輪機均是其中的關鍵設備。至今，全世界已投過了10余座各種功率等級的IGCC電廠，還有一批IGCC電廠正在籌建之中，IGCC電廠已開始進入商業(yè)化應用時期。PFBC電站已投運5座，成功地進行了示范運行，正逐步進入商業(yè)化運行時期。世界重型燃氣輪機制造業(yè)通過60多年的研制、進展和競爭，目前已形成了高度壟斷的局面，即以GE、西門子/西屋、原ABB等主導公司為核心，其它制造公司多數(shù)與主導公司結(jié)成伙伴關系，合作生產(chǎn)或購買制造技術生產(chǎn)。日本的三菱公司值得關注，它最初應用西屋的技術生產(chǎn)燃氣輪機，后來進展為與西屋聯(lián)合開發(fā)新型燃氣輪機。1998年三菱與西屋分手，成為擁有獨立制造技術的世界重型燃氣輪機制造企業(yè)之一。燃氣輪機與內(nèi)燃機相比，具有重量輕、體積小、單機功率大、運行平穩(wěn)、壽命長、維修方便等優(yōu)點，它早已在飛機發(fā)動機中取得了獨占地位。由于美、英、俄等國對航空技術高度重視，投入了大量研究開發(fā)資金，因此，航空的燃氣輪機技術比工業(yè)燃氣輪機進展更迅速。目前，世界的輕型燃氣輪機制造業(yè)也形成了GE、R.R（羅爾斯.羅伊斯）、P&W（普惠）三大主導企業(yè)。近年來，俄羅斯、烏克蘭等國借助前蘇聯(lián)強大的航空工業(yè)基礎，也在加緊進行航機改型工作，推出了一批輕型燃氣輪機。2、工業(yè)燃氣輪機技術進展的四代技術燃氣輪機是一項多種技術集成的高技術，按技術特征，工業(yè)型燃氣輪機可分為四代：過去的半個世紀，世界進展了頭兩代工業(yè)燃氣輪機，其傳統(tǒng)的提高性能途徑是：不斷地提高透平初溫，相應地增大壓氣機壓比和完善有關部件。以后五十年，可能要緊利用新材料和新技術的突破，再開發(fā)出兩代新的燃氣輪機。（1）第一代始自四、五十年代1939年秋，瑞士研制出世界首臺4MW燃氣輪機發(fā)電機組。1949年世界首套燃氣蒸汽聯(lián)合循環(huán)發(fā)電裝置投入運行。五十年代初，透平初溫只有600～700℃，那時要緊靠耐熱材料性能的改善，平均每年上升約10℃。六十年代后，還藉助于空氣冷卻技術，透平初溫平均每年升20℃。到了八十年代，已把初溫升至850～1000℃。第一代技術的特點是：單軸重型結(jié)構（航空移植除外），初期高溫合金，簡單空冷技術，亞音速壓氣機，機械液壓式或模擬式電子調(diào)節(jié)系統(tǒng)。性能參數(shù)特征：透平初溫小于1000℃，壓比在4-10，簡單循環(huán)效率小于30%。（2）第二代已達當今最高水平從七十年代開始，充分汲取先進航空技術和傳統(tǒng)汽輪機技術，沿著傳統(tǒng)的途徑不斷提高性能，現(xiàn)已開發(fā)出一批“F”、“FA”、“3A”型技術的新產(chǎn)品，它代表著當今工業(yè)燃氣輪機的最高水平：透平初溫達到1260-1300℃，壓比10-30，簡單循環(huán)效率36-40%，聯(lián)合循環(huán)效率55-58%。第二代技術特征：輕重結(jié)合結(jié)構，超級合金和愛護涂層，先進的空冷技術，低污染燃燒，數(shù)字式微機操縱系統(tǒng)，聯(lián)合循環(huán)總能系統(tǒng)。性能參數(shù)特征透平初溫小于1430℃，簡單循環(huán)效率小于40%，聯(lián)合循環(huán)效率小于60%。（3）第三代正在開制其要緊特征是采納更有效的蒸汽冷卻技術，高溫部件的材料仍以超級合金為主，采納先進工藝（定向結(jié)晶，單晶葉片等）進一步改善合金性能，部分靜部件可能采納陶瓷材料。應用智能型微機操縱系統(tǒng)也是一個方向。GE公司的GE37是相當于第三代水平的噴氣發(fā)動機，正在研制，它使用現(xiàn)有超級合金和少量可提供的陶瓷材料，透平初溫在1400℃～1500℃，短時達到1600℃。正在研制第三代工業(yè)燃氣輪機的典型代表是許多公司的H型技術產(chǎn)品，它們采納蒸汽冷卻，以保證達到1430℃以上的初溫。（4）第四代正在構思對第四代燃氣輪機的構思是基于采納革命性的新材料，發(fā)動機處于或接近理論燃燒空氣量條件下工作，透平初溫將大于1600-1800℃，冷卻系統(tǒng)可能被取消，現(xiàn)采納的熔點1200℃、密度為8g/cm3的超級合金將被淘汰，新的高級材料應是小密度（<5g/cm3）的、有更好的綜合高溫性能，也許陶瓷材料是一種選擇。美國工業(yè)燃氣輪機在總體上處于世界領先地位，已開發(fā)出“FA”型產(chǎn)品，正在開發(fā)“G”型和“H”型（透平初溫1430℃，單機功率280MW，單機聯(lián)合循環(huán)功率480MW，系統(tǒng)效率將突破60%），正在實施多項大的進展打算，如先進動力透平系統(tǒng)（ATS）等，還和歐洲合作執(zhí)行將高性能航空發(fā)動機改型為先進工業(yè)燃氣輪機的先進燃氣輪機合作打算（CAGT）。歐洲在發(fā)電用大型燃氣輪機方面不比美國遜色。德國、瑞士和瑞典有自己研制的高性能燃氣輪機。日本、英國、意大利、法國等國都生產(chǎn)當今性能最好的“FA”型燃氣輪機，但都沿用外國的技術。英國和法國有航機陸用領域有專門大進展。日本在開發(fā)高溫的陶瓷燃氣輪機上進展迅速。注：⑴美國IHPTETT和ATS打算：在國際市場上，美國燃氣輪機在技術水平和產(chǎn)量方面均具有領先地位，是其在貿(mào)易方面保持大量順差的要緊產(chǎn)業(yè)之一。為了保持在軍務和商業(yè)競爭方面的領先地位，美國對下一代燃氣輪機的進展，正在投入大量資金，實施多項大的進展打算。如：·IHPTET打算：這項為期16年（1987～2003年）的打算是針對航空的要求提出的，要使航空發(fā)動機的推重比現(xiàn)有最高水平的基礎翻一番，達到20。該項打算的投資為45億美元。除此之外，近年來美國還有4～5個大中型航空發(fā)電動機研制項目。這些，都為美國先進燃氣輪機技術的進展提供了技術基礎。·ATS打算：即先進透平動力系統(tǒng)（AdvancedTubineSystems）打算。由美國能源部主持，政府與工業(yè)界共同投資7億美元歷時8年（1992～2000年）的打算，要緊目標是：透平初溫1427℃，系統(tǒng)效率約60%，以煤為燃料，更好的RAM性能，低水耗，低污染（Nox<9ppm，CO<10ppm）。⑵美國和歐洲合作的CAGT打算：即先進燃氣輪機（CollaborativeAdvancedGasTurbine）合作打算。是一項由美國牽頭，美、歐22個部門和公司參加的多國打算，要緊是將波音777飛機配裝的三種超級風扇發(fā)動機（GE90，PW4000和Trent）改為先進的燃氣輪機。當前首要項目是ICAD（中間冷卻）方案，透平轉(zhuǎn)子前溫度為1700～1755K，簡單循環(huán)效率為45～47%。ICAD是實現(xiàn)更先進的循環(huán)-HAT的第一步。HAT循環(huán)的熱效率可達61～63%。⑶歐共體EC-ATS打算：從80年代中期起，歐共體贊助研究新一代高效率（簡單循環(huán)效率為40%，聯(lián)合循環(huán)效率為＞60%）的先進燃氣輪機（EC-ATS）打算。其研究內(nèi)容和美國ATS打算的第1和2時期研究內(nèi)容相仿。那個打算由一個葉輪機械研究協(xié)會（TurboAG）來協(xié)調(diào)和組織，成員包括ABB，BMW，DaimlerBenz,Rolls-Royce,和Siemens。⑷日本進展高效率燃氣輪機：一九七八年，日本通產(chǎn)省工業(yè)技術院制訂了要緊內(nèi)容為能源技術研究和開展“月光打算”，共有五個項目，第一個確實是“先進燃氣輪機”。日本的燃氣輪機是靠與美國進行技術協(xié)作進展起來的，即購買生產(chǎn)許可證仿制美國的產(chǎn)品，而“月光打算”研制的高溫高效燃氣輪機則完全依靠日本自己掌握的技術來趕超國際水平了，這是日本燃氣輪機行業(yè)的一個新的起點。另外，日本在開發(fā)高溫的陶瓷燃氣輪機上進展迅速。二、我國燃氣輪機工業(yè)現(xiàn)狀1、我國重型燃氣輪工業(yè)的現(xiàn)狀我國重型燃氣輪機制造業(yè)始于五十年代末。六十年代至七十年代初，上海汽輪機廠股份有限公司（原上汽廠）、哈爾濱汽輪機廠有限責任公司（原哈汽廠）、東方汽輪機廠和南京汽輪電機（集團）有限責任公司（原南汽廠）都曾以廠所校聯(lián)合的方式，自行設計和生產(chǎn)過燃氣輪機，透平進氣初溫為700℃等級，與當時的世界水平差距不大。典型機型有1MW、1.5MW、3MW、6MW發(fā)電機組，6MW船用機組，3500hp、4500hp機車用機組。七十年代中期，為配合川滬輸氣管線的建設，由國家計委批準，以南汽為基礎，投資1.4億，并將各地燃機專業(yè)人員200余人調(diào)入南汽，建設了我國重型燃氣輪機科研生產(chǎn)基地。并由原第一機械工業(yè)部負責在南汽組織了由全國近百個單位參加的“2萬3千千瓦燃機”大會戰(zhàn)，透平進氣初溫990℃等級。于1978年成功地完成了第一臺全國產(chǎn)化樣機的試制工作并通過了國家鑒定，這是我國當時最大功率的燃氣輪機。之后，共生產(chǎn)同型號機組3套用于發(fā)電，目前仍在役?！?萬3燃機大會戰(zhàn)”充實和壯大了重型燃氣輪機設計和科研隊伍，到目前為止，仍是我國重型燃氣輪機工業(yè)的技術基礎。70年代后期，哈汽廠、上汽廠、東汽廠和南汽廠按國家川滬輸氣管線打算，聯(lián)合設計了17.8MW驅(qū)動用燃氣輪機。由于國家能源政策的調(diào)整，未能投入生產(chǎn)。八十年代南汽廠在原機械電子工業(yè)部的主持下，與美國GE公司合作生產(chǎn)透平進氣初溫1100℃等級的MS6001B型燃氣輪機，單機功率40MW，效率32%，是世界上該功率等級的主力機型，國產(chǎn)化率約60%-70%。該品于1988年通過國家鑒定，迄今已生產(chǎn)22套，其中出口國外占一半，實現(xiàn)了替代進口的目標，其合作生產(chǎn)的方式是：（1）燃機核心部件由美國GE公司提供，如：a.壓氣機—透平轉(zhuǎn)子；b.燃機操縱系統(tǒng)；c.燃燒室和噴嘴；d.靜葉及壓氣機可轉(zhuǎn)導葉。（2）國內(nèi)生產(chǎn)有困難的配套件可向GE公司采購。（3）由南汽生產(chǎn)的燃機的其余部分部件和零件按GE公司提供的圖紙、標準進行生產(chǎn)，組裝和試車。（4）整機性能參數(shù)經(jīng)GE公司認可后出廠。（5）技術改進產(chǎn)品更新與GE公司同步。由此保證了該合作生產(chǎn)產(chǎn)品的質(zhì)量和性能與美國GE公司產(chǎn)品相當。近年來，為解決冶金企業(yè)高爐煤氣的利用，南汽廠與美國GE公司合作，在MS6001B的基礎上，開發(fā)了以高爐煤氣為要緊燃料的低熱值6B-L型燃氣輪機，能夠燒1300大卡/NM3低熱值燃料。在科研能力方面，南京燃氣輪機研究所、上海發(fā)電設備成套設計研究所、國電公司熱工研究院、中國船舶工業(yè)總公司703研究所、中科院工程熱物理研究所、清華大學、西安交通大學、上海交通大學、哈爾濱工業(yè)大學等單位都有一定數(shù)量的科研人員和試驗研究設備，取得了一些科研成果，如東風Ⅰ型、紅旗Ⅰ型和360等葉型，低熱值煤氣燃燒室等。但設備比較分散，多數(shù)性能現(xiàn)在已不太先進。盡管取得了一些成果，但要形成設計先進燃機的完整資料，還需要進行大量的工作。在制造能力方面，機械系統(tǒng)的企業(yè)以南汽廠為代表經(jīng)八五、九五改造，擁有大型制造廠房，大型數(shù)控加工設備和周密測試設備，除高溫合金葉片、燃燒室、專門涂層等少數(shù)關鍵設備、工藝外，生產(chǎn)大型燃氣輪機的能力缺口不大。六、七十年代我國自行研制燃氣輪機取得了一些成功的經(jīng)驗，要緊有：國家領導部門的支持；產(chǎn)學研聯(lián)合科研和設計；許多單位的聯(lián)合攻關和協(xié)作等。這些都可供今后自主開發(fā)燃氣輪機時借鑒。2、我國輕型燃氣輪機工業(yè)的現(xiàn)狀我國輕型燃氣輪機工業(yè)要緊集中在航空系統(tǒng)，40多年來航空發(fā)動機工業(yè)差不多建成了7個制造廠和4個研究設計所，擁有14萬職工的航空發(fā)動機產(chǎn)業(yè)。研制生產(chǎn)了20多個型號的航空發(fā)動機，5萬多臺。七十年代開始，410廠、331廠、120廠等在航空發(fā)動機基礎上改型生產(chǎn)了WJ-5G、WJ-6G、WP-6G、WZ-6G等型號的工業(yè)燃氣輪機100多臺套，用于油田、石化、郵電等部門。1983年國家經(jīng)委等下達由中船總703所與航空部614所、430廠跨部聯(lián)合，承擔斯貝航機艦改任務，并確定今后輕型燃氣輪機走航改道路。1985年國家計委、經(jīng)委批準在航空部成立“中國輕型燃氣輪機開發(fā)中心”，統(tǒng)一歸口輕型燃氣輪機的規(guī)劃、研制、生產(chǎn)、成套和引進工作。1986年國家計委、經(jīng)委批準航空部與美國普惠公司合作開發(fā)FT-8燃氣輪機，功率25MW，效率38.4%，是世界上同功率等級中效率最高的。我國負責制造低壓壓氣機、動力渦輪、燃燒室、機匣、成套件等零部件，約占整機工作量的30%。到目前為止，該機組在國內(nèi)銷售9套，國外銷售的100多臺機組中也有我國生產(chǎn)的零部件，要緊用于發(fā)電和管線驅(qū)動。90年代，國家決定引進烏克蘭的GT25000艦用燃氣輪機，由430廠負責燃氣發(fā)生器國產(chǎn)化，哈汽廠制造動力透平，703所負責成套，目前正在試制過程中。目前，606所與410廠合作，在先進航空發(fā)動機基礎上，改型研制功率為7MW，熱效率為31%的輕型燃氣輪機。航空發(fā)動機工業(yè)在研究開發(fā)能力方面，有一個部件預研所、兩個型號設計所和一個電子調(diào)節(jié)監(jiān)控系統(tǒng)研究設計所。有成套的部件性能、強度和整機試驗設備，能夠滿足航空及輕型燃氣輪機的試驗需要。兩個型號設計所具備了開發(fā)覺代航空燃氣輪機的能力，正在開制的有A型、WPX和40號等先進航空發(fā)動機和燃氣輪機。在制造方面，通過了近幾年來的技術改造，差不多掌握了制造先進燃氣輪機的工藝技術，除有成套的周密機加設備外，還配齊了現(xiàn)代燃氣傳輸線機的特種工藝設備，能夠制造各種壓氣機和內(nèi)腔較復雜的定向結(jié)晶、單晶等氣冷渦輪葉片。還可制造先進的燃燒室、火焰筒、內(nèi)外套及噴嘴等零部件，以及重型燃氣輪機的部分核心零部件。我國航空和輕型燃氣輪機系統(tǒng)的制造能力是比較強大的。3、對我國燃氣輪機工業(yè)現(xiàn)狀的評價由于近20年來組織不力，缺乏投入，我國的燃氣輪機工業(yè)能夠講至今未形成嚴格意義上的產(chǎn)業(yè)。我國燃氣輪機技術的現(xiàn)狀能夠歸結(jié)為：起步不晚，進展緩慢，基礎尚可，力量分散，面對機遇，亟待突破。我國進展燃氣輪機的基礎力量盡管相對薄弱，但認真分析，缺口不是專門大，尤其是綜合了機械和航空兩個部門的能力后。在設計能力、試驗能力、加工能力和材料四大要素中，基礎最好的是加工能力，最薄弱的環(huán)節(jié)是設計能力和高溫材料。在加工能力方面，除大型定向結(jié)晶葉片的工藝和設備、大型輪盤超速應力處理工藝和設備尚不具備能力外，其它均可使用現(xiàn)有設備制造。其中：航空部門在葉片、火焰筒、過渡段、一次測控元件、液壓件制造及專門工藝（例如專門形面成型、特種焊接、激光加工、涂鍍）方面擁有優(yōu)勢，機械部門在大型軸類件、盤類件、缸體、焊接結(jié)構件制造、裝配及成套能力方面擁有優(yōu)勢。假如能夠成功地組織起全國的力量，完成樣機試制應只需添加有限的設備。其次是試驗能力。綜合兩部及科研院所、大專院校現(xiàn)有的試驗設備，部件試驗多數(shù)能夠進行，包括研究性試驗及工業(yè)性試驗。需增加的要緊是壓氣機整機模化試驗臺、燃燒室全尺寸高參數(shù)試驗臺、燃氣輪機輔機/整機試車臺等工業(yè)性試驗臺位。這也是機械部門關五五期間未完成的建設項目。在設計能力中，機械部門、航空部門和中科院、有關院所擁有先進的熱力、氣動、強度、振動計算方法和手段，在結(jié)構設計、系統(tǒng)設計、工藝方法方面擁有一定的能力。目前最缺乏的是獨立設計經(jīng)驗、先進的設計數(shù)據(jù)庫和資金投入，其次是人才流失和不能專門好地組織各方面的力量，取長補短，有效地開展工作。三、我國工業(yè)燃氣輪機的進展前景1、我國燃氣輪機的應用現(xiàn)狀近年來，由于我國經(jīng)濟快速進展，燃機的應用差不多起步并較快增長。截止1999年底，我國燃氣輪機的裝機總?cè)萘繛?939MW（不包括港澳臺地區(qū)），占當年全國發(fā)電裝機容量的1.99%,其中，重型燃氣輪機4734.6MW,占79.7%。同時，已從八十年代的簡單循環(huán)為主逐步過渡到聯(lián)合循環(huán)為主。據(jù)初步統(tǒng)計，在發(fā)電用重型燃氣輪機中，已有77.5%組成了聯(lián)合循環(huán)發(fā)電機組。其中，30MW以上的聯(lián)合循環(huán)發(fā)電機組有42套，有4套已達300MW等級，標志著我國燃氣輪機電站已邁入大容量高效率的進展時期。我國現(xiàn)有的燃氣輪發(fā)電機組要緊分布在沿海經(jīng)濟高速進展的地區(qū)、大中都市和油氣田等處。我國現(xiàn)有燃氣輪機絕大多數(shù)為進口機組，要緊用于發(fā)電，少部分用于油氣田的注水、注氣、增壓以及艦船和坦克動力。按發(fā)電千瓦計，國產(chǎn)部分只占約7%。2、可供燃氣輪機使用的能源狀況以煤為主的能源結(jié)構使我國的環(huán)境污染日趨嚴峻，目前，酸雨覆蓋區(qū)已占國土面積約40%。因此，國家正采取積極措施改變我國的能源結(jié)構和減少燃煤電廠的污染，要緊措施有：（1）加強國內(nèi)天然氣的勘探和開發(fā)。據(jù)專家預測，我國天然氣總儲量約38萬億m3。截止1995年探明儲量22495億m3，要緊分布在四川、陜甘寧、新疆、青海、海南等地。我國天然氣產(chǎn)量近年來增長較快，2010年可達700～800億m3。（2）從周邊國家進口天然氣：要緊從俄羅斯或中亞諸國（土庫曼、烏茲不克、哈薩克斯坦等）進口管道天然氣和從印尼、馬來西亞和澳大利亞等國進口液化天然氣（LNG）?？赡苤?010年我國進口管道天然氣將達400～600億m3。打算中的輸氣管道有:①俄羅斯西西伯利亞或中亞諸國到上海，年供氣量300億m3；②俄羅斯東西伯利亞到山東（分輸至韓國），年供氣量300億m3；③俄羅斯遠東地區(qū)（薩哈林）到沈陽，年供氣量100～150億m3。我國東南沿海LNG一期工程初步選定深圳大鵬灣，容量300萬噸/年，可能2005年建成。二期工程約600萬噸/年，2010年前后建成。⑶開發(fā)利用煤層氣：煤層氣是煤層中伴生的可燃氣體，俗稱“瓦斯”，要緊成份為甲烷，是一種較好的氣體燃料，許多國家已較好地利用。我國是世界第一產(chǎn)煤大國，但煤層氣的利用率比較低，只占世界總利用量的4.81%。據(jù)可能，我國埋深2000米以淺范圍的煤層氣總量約30～35萬億m3，大體與我國天然氣總儲量相當，有較大的開發(fā)利用潛力。⑷進展?jié)崈羧济杭夹g：IGCC電廠的建設投資、發(fā)電成本等已接近常規(guī)汽輪機電廠的水平，并有更好的環(huán)保性和節(jié)能性。我國已立項建筑大型IGCC和PFBC示范電廠，一旦示范成功，加上預期的這類電廠造價大幅度下降，這兩類潔凈燃煤的電廠將會在我國迅速推廣。由于我國能源結(jié)構調(diào)整，至2010年，可能我國天然氣消費可達1200億m3，假設1/3用于發(fā)電，可增加燃氣輪發(fā)電機組26900MW，或聯(lián)合循環(huán)發(fā)電機組41900MW，用作電網(wǎng)調(diào)峰和差不多負荷發(fā)電。推廣潔凈燃煤發(fā)電技術可增加IGCC和PFBC機組約3100MW。這些多數(shù)是大功率高效率的重型燃氣輪發(fā)電機組。此外，石油、天然氣開采和輸送需要約3000MW燃氣輪機，以中、小型驅(qū)動用燃氣輪機為主。還將需要約100MW的艦船和機車燃氣輪機。總之，以后10年我國對燃氣輪機的需求數(shù)量比較大，總數(shù)達34000MW左右，市值約100億美元，平均每年約10億美元。需求的高峰期將在2005年左右到來。能源和動力是國民經(jīng)濟進展的基礎，每一代動力機械的興起，都直接促進人類社會生產(chǎn)和科學技術的進展。18世紀末蒸汽機的出現(xiàn)帶動了世界第一次產(chǎn)業(yè)革命；往復式內(nèi)燃機、放置式汽輪機的進展，為二十世紀初開始的現(xiàn)代交通和電氣化制造了條件；二十世紀中葉開始的燃氣輪機噴氣發(fā)動機和火箭的進展，則為高速航空和宇航年代奠定了基礎。大量研究表明，燃氣輪機及其總能系統(tǒng)將成為跨世紀的要緊動力。3、我國燃氣輪機的進展前景和動態(tài)隨著國內(nèi)能源市場的進展與變化，國家對環(huán)保的日益重視，以及燃氣輪機技術的進步，燃氣輪機的市場前景十分寬敞。石油化工行業(yè)包括油田、海上平臺、氣田的發(fā)電、增長、注水、注汽，差不多開工的西氣東輸輸氣管線增壓站需要2萬千瓦等級燃氣輪機作為壓縮機的動力。艦船用燃機呈增長的趨勢，要緊為4000、10000、25000、33000馬力等4種功率等級的燃機，大小二頭已有WJ-6G和FF8，中間兩種功率的有待開發(fā)。發(fā)電領域不論是調(diào)峰依舊差不多負荷，不論是純發(fā)電依舊熱電聯(lián)產(chǎn)，隨著天然氣的開發(fā)和煤氣化技術的進展將會得到快速的進展。要緊的需要品種為4萬和10萬、20萬千瓦功率等級的重型燃機產(chǎn)品。另外，隨著西氣東輸工程的實施，以小型燃氣輪發(fā)電機組和余熱鍋爐等設備組成的小型熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)，在天然氣到達都市的廠礦企業(yè)、辦公樓、賓館、商場、醫(yī)院、學校等較分散而有一定規(guī)模的建筑群中逐步推廣使用。其品種應在1000～5000千瓦。當前我國燃氣輪機產(chǎn)品的要緊進展目標是：⑴重型燃氣輪機在差不多能批量生產(chǎn)40MW等級的基礎上，爭取在近期內(nèi)能批量生產(chǎn)100MW和200MW等級的大功率、高效率的燃氣輪發(fā)電機組，并組成相應的燃氣/蒸汽聯(lián)合循環(huán)電站，初步形成燃氣輪發(fā)電機組的產(chǎn)品系列，滿足我國發(fā)電市場的需要。⑵爭取在5～10年內(nèi)，能批量生產(chǎn)7MW、15～20MW和25MW三種功率檔次的艦用燃氣輪機，以滿足我國海軍現(xiàn)代化的需要。⑶爭取在近期內(nèi)能批量生產(chǎn)10～25MW的機械驅(qū)動用燃氣輪機，以滿足輸氣輸油管線和高原機車動力市場的需求。目前，100M和200MW等級的重型燃氣輪發(fā)電機組正由國家計委組織統(tǒng)一招標，以采納技貿(mào)結(jié)合的方式實現(xiàn)引進技術、合作生產(chǎn)。其趨勢是美國GE公司與南汽廠組合一體；德國西門子與上汽組合一體；阿爾斯通ABB與哈汽組合一體；日本三菱與東汽組合一體進行投標，誰勝誰負有待明年揭曉，一旦揭標，大功率重型燃氣輪機在我國立即進入起步進展時期。西氣東輸用機械驅(qū)動燃氣輪機看來已成羅羅、普惠、GE等外商爭奪的市場，國內(nèi)企業(yè)已無用武之地。都市熱電站、冶金企業(yè)綜合利用、高爐煤氣以及煤礦的煤層氣利用，將要緊以單機容量為40MW的燃氣輪機為要緊品種，組成燃氣輪發(fā)電機組和余熱鍋爐、汽輪發(fā)電機組的燃氣/蒸汽聯(lián)合循環(huán)。燃氣輪機是關系到國防、能源、交通、環(huán)保等國計民生，有巨大進展前景的高技術產(chǎn)品，西方國家把它作為“國防安全、能源安全和保持工業(yè)競爭能力”的戰(zhàn)略而列為國家的關鍵產(chǎn)業(yè)。象我國如此一個大國，燃氣輪機不應長期依靠進口。面對我國的現(xiàn)狀，這一產(chǎn)業(yè)要得到進展，首先要從國家和民族工業(yè)的角度制定進展燃氣輪機產(chǎn)業(yè)的政策，充分利用國內(nèi)已有的基礎，調(diào)動各方面的積極因素，加以組織和支持，把燃氣輪機產(chǎn)業(yè)作為我國21世紀的重要產(chǎn)業(yè)，開發(fā)新的經(jīng)濟增長點。展望以后，我國燃氣輪機的前景將是特不寬敞而美好的。附表1：GE、西門子、三菱大型燃機性能GE9F型燃氣輪機的性能改進過程型號PG9281FPG9301FPG9331FAPG9351FA制成年份1987199119921996輸出功率，MW212.2216226.5255.6熱耗率，KJ/KWh1055010320100959759效率，%34.134.935.736.9透平進氣溫度，℃1260126012881300排氣溫度，℃583583589609壓比13.613.615.015.4西門子2型、3型和3A型燃氣輪機的性能比較型號V84.2型V84.3型V84.3A型ISO功率，KW熱耗率，KJ/kW效率，%1060001062833.7153500992836.3180000935138.0壓氣機壓比空氣流量kg/s10.835316.143317457燃燒室型式布置火焰筒過渡段燒燒器數(shù)雙筒垂直陶瓷瓦無瓦塊12（2×6）雙筒水平陶瓷瓦金屬瓦12（2×6）環(huán)形金屬板金屬板24透平進口溫度℃靜葉冷卻動葉冷卻排氣溫度℃11053級2級54812884級3級50013104級3級581排放NOx,ppm＜9，干態(tài)＜42，干態(tài)＜25，干態(tài)三菱和西層生產(chǎn)的F型和G型燃氣輪機性能比較501F701F501G701G三菱西屋三菱西屋三菱西屋三菱西屋首臺年份1989198919921992199719941997ISO額定功率MW185.4177.1270.3252.5254235.8334熱耗率kJ/kWh9738973894229643929591799105壓比16141715.62019.221流量kg/s453.1446.6650.9659.2567.0553.4737.1透平轉(zhuǎn)速r/min3600360030003000360036003000排氣溫度℃607599586567596597587附表2：GE、西門子/KWU要緊燃機性能GE公司發(fā)電用重型燃氣輪機的性能型號首臺年份ISO額定功率KW熱效率kj/kwh壓比流量kg/s透平轉(zhuǎn)速r/min進氣溫度℃排氣溫度℃約重kg尺寸長×寬×高mPG5371（PA）1987263001265010.5122509448725855035.05×5.79×10.36PG6581（B）1999421001124512.2140516353231751037.49×7.32×10.36PG6101（FA）1993701401052915.0198525459736.58×6.10×10.36PG7121（EA）1984854001099412.6292360053748534040.23×21.64×9.45PG7241（FA）1994171700993915.5432360060274480054.86×22.86×9.45PG9171（E）19871234001065612.3404300053886182035.05×23.47×11.89PG9231（EC）19941692001030814.2507300055877111041.15×16.15×13.72PG9351（FA）1996255600975915.46243000609108862034.14×7.62×15.24注：所有機組無為快裝發(fā)電機組，額定值為發(fā)電機端處測得的功率。

西門子/KWU發(fā)電燃氣輪機的性能型號首臺年份ISO額定功率KW熱效率kj/kwh壓比流量kg/s透平轉(zhuǎn)速r/min進氣溫度℃排氣溫度℃約重kg尺寸長×寬×高mV64.3A199670000986316.21925400131458911000011.0×4.0×4.8V84.3A1994180000935117.0457360058123500011.0×5.5×6.5V94.219811590001043511.15193000117753729500014.0×12.5×8.4V94.2A1997190000989014.05323000117758532000012.0×6.0×7.4V94.3A1995265000935117.06593000131456833000012.5×6.1×7.5*251B11/121982494001101515.317554251315514800009.5×3.7×4.1*501D5A19931225001026614.23913600131552515000010.3×3.6×4.2*501F1989184400974914.04573600131559018000010.0×4.0×4.5*501G1994251500921119.25693600141559419300012.0×4.3×6.7*701F1992252460964015.66613000567201818*原西屋公司產(chǎn)品

附表3：一九九年前我國燃氣輪發(fā)電機組概況一覽表（重型燃氣輪機組，20MW以上）序號安裝地點燃氣輪機型號數(shù)量(臺)功率(kw)制造單位燃料品種負荷類型循環(huán)方式投運年月1北京石景山發(fā)電廠GT120145000STAL-LAVAL輕油發(fā)電簡單19692深圳沙頭角協(xié)和電廠PG5331223000英國JBE輕油發(fā)電簡單1973年（1991年由軍糧城遷入3北京(507)第三熱電廠PG5331223000英國JBE輕油發(fā)電簡單1973.4.1973.64大慶龍鳳電廠PG5301121700英國JBE天然氣發(fā)電簡單1974.75山東東營電廠PG5301121700英國JBE雙燃料發(fā)電簡單197486廈門燃氣電廠PG5331123000英國JBE輕油發(fā)電簡單1975年(1985年由婁山電廠遷入)7深圳金崗電廠PG5301121700英國JBE輕油發(fā)電聯(lián)合循環(huán)1977.68北京第一熱電廠PG5331223000日本日立輕油發(fā)電簡單19789中原油田電站R900-21.7221700南京汽輪電機廠輕油發(fā)電簡單1983.1和1985.1110南京自備電站R900-21.7121700南京汽輪電機廠輕油發(fā)電簡單1986.611廈門燃氣發(fā)電廠PG5361325000法國ALSTHOM輕油發(fā)電簡單1986.712深圳南山熱電有限公司PG5361325000法國ALSTHOM重油發(fā)電蒸汽回注1986(1991年由神州遷入)13大慶喇二電站PG6531B136000美國GE天然氣發(fā)電熱電聯(lián)供1986.11

序號安裝地點燃氣輪機型號數(shù)量(臺)功率(kw)制造單位燃料品種負荷類型循環(huán)方式投運年月14華能汕頭燃機電廠PG6461B236000法國法國ALSTHOM原油發(fā)電聯(lián)合循環(huán)1987.415大慶喇二電站PG6531B136000美國GE天然氣發(fā)電聯(lián)合循環(huán)1987.1216新疆克拉瑪依電廠PG6531B136000美國GE天然氣發(fā)電聯(lián)合循環(huán)1987.1217?？隈R村電廠PG5361225000英國JBE輕油發(fā)電簡單1988.318山東勝利油田孤北電廠PG6531B236000英國JBE天然氣發(fā)電聯(lián)合循環(huán)1988.419重慶江北燃機電廠PG6541B236000英國JBE天然氣發(fā)電聯(lián)合循環(huán)1989.320深圳美視電廠PG6531B136000英國JBE輕油發(fā)電聯(lián)合循環(huán)1989(1993年由中原遷入)21柳州電廠PG5361125000英國JBE輕油發(fā)電聯(lián)合循環(huán)1989.122南寧燃機發(fā)電廠PG6531B136000法國ALSTHOM輕油發(fā)電聯(lián)合循環(huán)1990.123廣東因平鷹君燃氣發(fā)電廠PG6531B236000英國JBE天然氣發(fā)電聯(lián)合循環(huán)1990.124山東勝利油田東營電廠V93（舊）150000德國西門子Siemens輕油發(fā)電簡單循環(huán)199025深圳月亮灣電廠PG6541B236000法國ALSTTHOM重油發(fā)電聯(lián)合循環(huán)199126深