重型燃气轮机产业的发展与自主化

发电设备(2007No.2)重型燃气轮机产业的发展与自主化

天然气价约比煤价高出1倍。我国煤和天然气的价格由于受资源丰度的影响,与国际市场相比,气煤差价较大,根据2001年的有关数据测算,发电

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用天然气价如果按可接受的1.3元Πm(标准状态下)计算,大约是正常动力煤价的2.8倍。天然气价格偏高对发展燃气轮机联合循环电站将产生负面影响。

图1列举了一个天然气燃气轮机联合循环发电与常规燃煤发电技术方案上网电价相对于燃料价格的敏感性分析算例。燃气轮机联合循环机组按380MW(ISO)容量,常规燃煤火电机组按350MW容量参考计算,并全部为新建电厂

。

产的基础上,还必须有针对性地对燃气轮机关键技术进行科研攻关,进行二次开发,掌握大型燃气轮机研制的核心技术,逐渐形成自主设计开发体系,促进我国燃气轮机产业发展。

(1)消化吸收引进技术,掌握大型燃气轮机制造的技术关键。自主化制造的F级燃气轮机各项技术性能指标应达到国外同类产品水平,并形成批量生产能力。其中包括压气机研制、燃气透平研制、燃烧系统研制、燃气轮机控制系统研制、燃气轮机总装配技术消化吸收、高温转子及叶片材料制造等。同时相应地形成具有自主知识产权的制造标准和工艺规范。

(2)燃气轮机辅助系统制造技术消化吸收。部分,。一般来说,除了少量关键部套目前尚需进口外,辅助系统的大部分可以实现自主化制造,但必须符合外方对辅助系统严格的质量规范,使自主化制造的辅助系统设备的质量得到保证。

(3)燃气轮机设计技术研究。这是燃气轮机

(天然气低热值按39.175MJΠm3计,年运行小时按5000h计)

核心技术开发的重要内容,包括燃气轮机热力系统优化设计、控制技术研究、压气机气动设计和特

性研究、透平气动设计和冷却技术研究、干式低NOx燃烧室和设计研究、燃气轮机联合循环机组特性研究、燃气轮机强度和振动特性研究等。

(4)三压再热余热锅炉和联合循环汽轮机自主化制造。这部分设备需要投入的主要是设计技术的研究,关键技术包括余热锅炉结构和受热面布置研究、高效传热并烟气阻力小的翅片管研究、低温段受热面的低温腐蚀机理研究、多压再热余热锅炉热力系统研究及方案设计、多压余热锅炉设计软件开发等。适用于三压再热循环和单轴布置的大功率联合循环汽轮机的关键技术也集中在设计技术研究上。

我国燃气轮机工业基础虽然相对薄弱,但燃气轮机自主化制造仍具备较好的基础条件。在发电设备制造能力方面,20世纪80年代以来各大汽轮机厂为生产引进型300MW和600MW等大型汽轮机,配备了大型制造厂房,购置了国外先进、大型数控加工设备和精密测试设备,除少数特

图1　燃气轮机联合循环上网电价对燃料价格敏感性分析

　　从图上看出,以天然气为燃料的燃气轮机联

合循环上网电价与常规燃煤电价相比,对燃料价格比较敏感。天然气价上升时,上网电价上升幅度较大,主要是由于燃气轮机联合循环电厂较之于常规燃煤电厂上网电价中固定成本所占比例小,燃料成本所占比例大。当天然气价波动时,上网电价受影响较明显。

3　重型燃气轮机自主化制造的技术

关键

　　重型燃气轮机是技术密集型产品,集多项高新技术于一体。其核心技术包括高效率、高性能的通流部分设计技术、燃烧技术、先进的冷却技术、高温热部件的材料、制造工艺、涂层保护技术、高转速机械轴系稳定性、总能系统的优化技术、先进控制技术等。实现燃气轮机的自主化制造,需要投入大量的资金和装备。在消化吸收引进制造技术,实现燃气轮机联合循环成套设备自主化生

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