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国之重器打破外国垄断变身争气机_国之重器：重型燃气轮机中国的“争气机”每年为国节省数百亿

时间: 2024-10-19 20:34:48 |   作者: 新闻中心

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  燃气轮机的基本理念燃气轮机是一种以气体燃料（如天然气）为动力来源的发电设备。其运作方式与航空引擎相似，只是燃气轮机的规模更大，效率更高。

  燃气轮机包含四个主要部分：压气机、燃烧室、涡轮和发电机。首先，压气机将空气压缩成高压状态，接着将其加热至高温。随后，这种高温度高压力空气进入燃烧室，与燃料混合后燃烧，产生更多的热量。产生的高温度高压力气体驱动涡轮旋转，涡轮的旋转能量最终传输至发电机，转化成电能。

  简单来说，燃气轮机是一个配备了旋转涡轮的热力发动机，能够将燃料转化为动力。

  燃气轮机分级系统根据燃烧过程中燃气的温度，燃气轮机可分为三个等级：E级、F级和H级。

  E级燃气轮机的涡轮入口温度大约为1,200摄氏度；F级燃气轮机的涡轮入口温度约为1,400摄氏度；而H级燃气轮机的涡轮入口温度能高达1,430至1,600摄氏度。

  中国的G50重型燃气轮机是中国自行研发的F级燃气轮机，涡轮入口温度为1,400摄氏度。

  燃气轮机的应用领域燃气轮机大范围的使用在发电、航空和船舶等多个领域。尤其是在工业发电方面，燃气轮机也常作为中型常规航空母舰的主动力。

  燃气轮机的特点与优势相比于同等功率的火力发电装置，燃气轮机拥有快速启动、排放较低、功率密度较高和维护成本较低等优点。每年可减少碳排放量超过50万吨。

  与蒸汽动力发电机相比，燃气轮机的优点是其重量轻、体积小、单机功率大以及加速快。

  中国重型燃气轮机的研发背景长期以来，中国的燃气轮机主要依赖于国外进口。这些进口燃气轮机通常用于飞机和船舶等重要设备，其重要性显而易见。

  目前，中国正在运行的重型燃气轮机超过100个机组。这些机组主要是由国内制造商与国际制造商（如GE、西门子和三菱等）合作生产的。然而，对于燃气轮机需要定期更换的三个核心部件——压气机、燃烧室和高温透平叶片，多年来一直被西方企业所垄断，导致严格限制了中国重型燃气轮机的可靠性和经济性。

  购买进口重型燃气轮机的整体价格昂贵，更换部件也很麻烦，必须从国外仓库发送，同时维修的技术工程师也需要由国外公司派遣。因此，时间和维护成本都很高。但由于没有实现国产化，中国不得不忍受这样的情况。

  为了摆脱对外依赖，中国必须依靠自身力量发展工业。为此，中国政府要求在2022年前，完成燃气轮机核心技术的攻关，并完成相关项目的建设，明确燃气轮机的发展目标，结束对燃气轮机进口关键技术的依赖，逐步实现国产化。

  中国的G50重型燃气轮机发展历史2009年，中国东方电气集团开始在中国开展具有完全自主知识产权的F级50兆瓦重型燃气轮机的开发，代号为“G50”。

  2015年，中国政府发布了《中国制造2025》计划，将燃气轮机、大飞机和航空发动机等项目列入重点项目实施清单。

  2016年，东方电气建立了国内首批压气机、燃烧器和透平部件级试验平台，2018年陆续成功研发出压气机和燃烧器。

  2019年，“G50”实现了所有高温部件的100%自主制造，并成功进行了整机点火试验。

  2022年11月，“G50”完成设备制造，并正式发货，标志着中国在自主重型燃气轮机领域实现了“从0到1”的突破。

  2023年1月3日，“G50”完成了燃气分布式能源站并网发电，填补了中国自主燃气轮机应用领域的空白。

  2023年3月8日，“G50”在华电清远华侨工业园天然气分布式能源站顺利通过72+24小时试运行，研制、安装和调试工作均已完成，并正式投入商业运行。

  东方电气经过13年的自主研发，投入资金近20亿元人民币，全面掌握了燃气轮机自主研制和试验过程中的技术，建立了自主的F级燃气轮机设计体系。掌握了燃气轮机核心部件和整机总体性能、总体结构的设计方法，获得了数百项授权发明专利，两次被评为“中央企业十大国之重器”。

  中国研发的其他重型燃气轮机除了东方电气集团的G50外，中国还在其他部门开展了重型燃气轮机的研发。

  2008年12月28日，中国首台R0110重型燃气轮机在沈阳顺利通过国家科技部阶段验收，实现了中国自主设计研发重型燃气轮机的“零”的突破。

  2022年10月，中国航空工业集团完成了AGT-110重型燃气轮机的满负荷72小时运行测试，成为中国首个成功完成百兆瓦级别测试的燃气轮机。

  AGT-110是一款由中国具有完全自主知识产权的重型燃气轮机，发电功率为110兆瓦，大多数都用在工业发电。目前大多数都用在工业发电。

  2023年2月14日，中国首台在国内组装的GE9HA.01重型燃气轮机成功下线，标志着哈电汽轮机负责的燃机及联合循环机组供货的惠州大亚湾石化区综合能源站项目取得了突破性的进展。

  GE9HA.01燃气轮机的成功研发，标志着中国在燃气轮机领域的重大突破，也为未来航空母舰的动力提供了更多的选择。

  总结燃气轮机被誉为“动力心脏”，拥有最高的热能转换效率，涉及国家安全和国防安全，反映了国家的工业水平，是大国的重要装备。

  外国企业垄断了这项技术长达半个多世纪，而中国仅用了十多年的时间就打破了这一局面，解决了多项“卡脖子”关键核心技术难题，为国家节省了大量的资金。

  重型燃气轮机这个中国的“争气机”的自主研发完成，展示了中国科研工作者在研发道路上克服困难、勇往直前的精神。他们自主研发了许多关键高端制造设备，实现了重型燃气轮机主机100%国产化，摘下了被誉为工业装备制造业“皇冠上的明珠”。这不仅开启了中国自主燃气轮机产业高水平发展的新篇章，而且展现了中国科技不断创造新的辉煌的潜力。

  让我们向那些默默奉献的科研人员表示敬意，并期待中国科技不断创造新的辉煌！

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