燃气发电设备国产化任重道远
2014-09-02 17:42:19   来源:    点击:

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       目前,我国大部分已建、在建项目的天然气发电机多来自国外巨头,美国GE、德国西门子、日本三菱公司凭借先进设备技术几乎垄断了中国市场。同时,我国天然气发电设备需承担高昂维修费,如上海漕泾天然气发电厂建成后,仅2009年~2011年间,即为检修维护花费了3.83亿元,这已超过其总投资的13%。

  不经意间,燃气发电设备成为国产化道路上的又一个聚焦点。

  在7月底举行的2014中国(北京)国际能源峰会上,工信部装备司副司长李东坦承,我国每年进口的重大技术装备都在3000亿美元左右,与国内生产重大技术装备的总额相比初步测算是1.37:1,但关键部件发展滞后,主机面临空壳化发展,高端装备的元器件等也依赖进口。另外,我国拥有国际竞争力的大企业集团还比较缺乏,龙头企业在规模上,尤其是技术创新能力,与欧美一些大集团相比,还难以望其项背。
       在此背景下,燃气发电设备的国产化之路,远非坦途。

  国产中小燃气发电设备实现出口

  “燃气发电有两种主流设备,一种是燃气轮机,这和航空发动机类似,一种是燃气内燃机,有点像汽车发动机。燃气轮机适合大功率发电系统,一般电站容量在10兆瓦以上,单机功率大于5兆瓦。燃气内燃机适合中小发电系统,容量多在10兆瓦以下,单机功率小于2兆瓦。现在,燃气内燃机技术可以说是百花齐放。国内对燃气内燃机核心技术的掌握和核心部件生产能力的突破,迫使进口燃气内燃机价格下跌了50%以上,同时进口设备配件费用也大幅降低。在燃气内燃机领域,‘洋品牌’的垄断局面已不复存在。”胜利油田胜利动力机械集团有限公司(简称“胜动集团”)销售副总监于海滨说。

  今年年初发布的《燃气发电安全监管报告》显示,截至2012年底,我国燃气发电企业共有150余家,燃气发电机组600多台(套),总装机容量4027.8万千瓦,约占全国发电机组总装机容量的3.52%。其中,F级、E级等大中型燃气机组132台(套),3696万千瓦,占总装机容量的90%以上,E级以下(B级及轻型)小型燃气发电机组虽然数量多,但装机容量小。

  在中小燃气发电设备方面,国产品牌其实已具有相当实力。进入21世纪以来,以胜动集团为代表的国内厂家依托原有的柴油内燃机生产、研发基础,迅速推出一批燃气内燃机产品。比如在低热值、变浓度、高含氢等燃气领域,胜动集团实现了与国外同步研究,使得“胜动”机组对这类燃气的适应性超过了进口机组,不仅在国内广泛应用,还批量进入东南亚、东欧和南美地区。近年来,欧美和日韩的企业也开始前来采购我国低热值燃气内燃机到本国使用。

  “尽管目前国产燃气内燃机综合性价比优于进口产品,但在自动化管理技术、发电效率以及整机技术水平方面,全面赶超进口机组尚需时日。何况国内基础工业薄弱,核心材料和热处理技术、高精度加工能力等与发达国家存在较大差距。”于海滨表示。

  中国工程院院士、清华大学燃气轮机研究院院长蒋洪德指出,作为一种典型的军民两用技术,我国早在上世纪80年代以前,在消化吸收前苏联技术的基础上已经能够自主设计、试验和制造燃气轮机,开发出了200千瓦~25000千瓦多种型号,但在重型燃气轮机方面,到目前为止,核心技术仍掌握在英美德日等发达国家手中。

  重型燃气轮机亟待产业化

  蒋洪德认为,从我国重型燃气轮机目前情况来看,首先要认真学习和消化吸收引进的E/F级天然气燃气轮机制造技术,同时加强燃气轮机基础核心技术的研究开发。从燃气轮机部件的角度分析,当代燃气轮机主要关键技术包含多级轴流压气机、高效清洁燃烧室、多级轴流冷却透平、二次空气系统、基超级合金片材料与制造等。

  在未来相当长的时期内,我国燃气轮机研究重点应围绕两个方面展开:一是用于IGCC发电的煤气化燃气轮机核心技术的研究开发;二是燃烧室与透平等热端部件关键问题。这是燃气轮机的核心技术和难点,也是我国自主研发燃气轮机技术的重中之重。

  自从世界第一台发电用重型燃气轮机1939年在瑞士诞生之后,至今已有七八十年。而与西方发达国家相比,我国的燃气轮机起步并不晚,1950年代即开始从前苏联引进技术,仿制和研发燃气轮机。

  从上世纪八九十年代以来,我国在东南沿海地区和部分油气田陆续建设了一批燃气轮机电厂,主要是中小型机组,包括美国GE的6B、瑞士ABB的13D,以及美国普惠的FT8燃气轮机系列,绝大多数采用燃气-蒸汽轮机联合循环发电。但由于多种原因,重型燃气轮机发展一直处于低谷时期。

  随着经济的腾飞、资源的开发和技术能力的不断提高,对关键设备核心技术的研发和掌握,迟早会被提上日程,何况重型燃气轮机可以说集当代科学技术之大成,早已被公认为发电设备制造业“皇冠上的明珠”。

  据上海发电设备成套设计研究院副院长、院总工程师沈邱农等多位专家介绍,从2002年开始,我国开始实施以市场换技术的重大举措,对规划批量建设的燃气轮机电站项目进行“打捆”式设备招标采购,同时引进先进的大型燃气轮机制造技术。比如,由哈尔滨动力设备股份有限公司与GE公司合作,生产PG9351(FA)型燃气轮机,上海电气集团总公司与西门子公司合作,生产V9413A型燃气轮机,东方电气集团与三菱公司合作,生产M701F型燃气轮机。

  但在蒋洪德看来,虽然我国加大了对燃气轮机核心技术自主研发的支持,有关企业、研究所和高等院校执行了一系列核心技术研发和产业化项目,并取得了初步成果。可由于我国燃机技术与国际先进水平相比差距还很大,需要做的工作多,产业化的道路既漫长又艰巨。

  今年上半年,中国电力企业联合会发布《“十三五”天然气发电需求预测》,报告指出,到2020年,我国天然气发电装机规模将达1亿千瓦左右,占总发电装机4.71%。在巨大的市场需求和国产化呼声面前,燃气发电设备仍然任重道远。


       

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