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媒體聚焦_川報報道:了不起的G50, 十年“備胎”期待轉正


9月27日上午,在國內知名院士、專家、政府領導、客戶代表的共同見證下,國內首臺自主研發F級50兆瓦重型燃氣輪機整機點火試驗在東方電氣集團東方汽輪機有限公司一次成功!當天,人民日報、新華社、中國能源報、中國電力報等各級媒體分別對此振奮人心的消息進行了報道!


10月12日,《四川日報》和“四川觀察”APP以《了不起的G50:十年“備胎”期待轉正》為題對國內首臺自主研發F級50兆瓦重型燃氣輪機“十年磨一劍”的艱辛研制歷程進行了專題報道。



了不起的G50:

十年“備胎”期待轉正


□ 川報記者 朱雪黎 余如波


G50檔案

全稱??????? F級50MW重型燃氣輪機


產地??????? 位于德陽的東汽


意義??????? 國內首臺自主研發,力攻我國發電裝備領域最后一塊“硬骨頭”


難度??????? 其整機點火試驗被喻為“在十級狂風中點燃一根蠟燭”


進展??????? 整機點火試驗成功,正在不同轉速下調試,進行空載荷運行試驗


目標??????? 2021年正式投入試驗電站運行



“我們還在不同轉速下調試,進行空載荷運行試驗。”10月11日,距國內首臺自主研發F級50MW(兆瓦)重型燃氣輪機整機點火試驗正式啟動已過去半個月。位于德陽的中國東方電氣集團東方汽輪機有限公司(下稱東汽)燃機試車臺一側的監控室內,多名研發人員正在有序監測各項數據。


重型燃氣輪機是發電和驅動領域的核心設備,設計和制造難度極大,體現了一個國家的工業水平,被譽為裝備制造業“皇冠上的明珠”。而F級50MW重型燃氣輪機項目,突破多項技術封鎖。其點火試驗的難度,被專家喻為,在十級狂風中點燃一根蠟燭。


重大進展背后,是歷經十年的艱苦研發路。



正視差距,迎頭追趕



G50,是東方電氣集團對F級50MW重型燃氣輪機的一個內部代號。


事實上,從目前市場來看,無論級別還是功率,它都不算了不起。


F級重型燃氣輪機工作溫度1300℃以上。目前,美國通用電氣(GE)、日本三菱(Mitsubishi)、西門子等國外企業已在生產工作溫度接近1700℃的H級。


但對我國而言,G50又很了不起。國外曾有人評價燃氣輪機是人類除了基因工程以外最復雜的工程。本世紀初,包括東方電氣集團在內的我國三大發電設備企業開始引進國外技術,制造相關產品。但截至目前,國內在運行的100多臺重型燃氣輪機,高溫部件等核心技術仍均掌握在國外企業手中。


“我國還沒有完全自主研發的重型燃氣輪機投用,這也是我國發電裝備領域國產化的最后一塊‘硬骨頭’。”東汽副總工程師、G50發展中心副總設計師楊功顯說。經過近幾十年的發展,我國在水電、火電,甚至核電、風電等多領域,都從跟跑逐漸成長為并跑,甚至局部領跑。但遺憾的是,在重型燃氣輪機領域,我們依舊是“學生”,落后于國外先進水平。因此,它也被稱作我國發電裝備領域國產化的最后一塊“硬骨頭”。



打造“備胎”,為國爭“氣”



上世紀七八十年代,在沒有財政撥款的條件下,東汽自籌資金,啟動設計研制30萬KW蒸汽輪機,用于火電機組。終于在1983年研制出首臺30萬KW火電機組,并在廠內試車。這臺機組成為東汽成長路上一個重要的里程碑。當時積累的人才隊伍,也為日后發展打下了堅實的基礎。


本世紀初,國家大力引進重型燃氣輪機項目,東汽與三菱合作,目前,已生產了70多臺300MW以上的重型燃氣輪機。雖然國產率已達80%以上,但最核心的近20%依然只能靠進口,“主要是壓氣機、燃燒室、高溫透平這‘三大件’。”東汽總經理助理趙世全介紹。


“以前引進重型燃氣輪機,只要一談到技術轉讓,國外企業都是一口拒絕。”趙世全說,這些就是“要不來、買不來、討不來”的關鍵核心技術。


同時,目前燃氣輪機最高工作溫度已接近1700℃,“三大件”依靠材料、冷卻技術、涂層等得以長期運行在金屬熔點以上,但壽命有限。“基本一臺重型燃氣輪機,運行3萬至5萬小時,就需要更換一輪部件。”東汽副總經理兼G50發展中心主任方宇說,如果采購費用是1,后期運維費用就是2,“買得起,用不起”不是開玩笑。


這些核心關鍵技術掌握在國外企業手中,不僅貴,還充滿變數。如果因為某些原因“買不到”核心部件,電廠就只能癱瘓下來。


突破“卡脖子”技術,自主研發勢在必行。


2009年,東汽開始組建科研團隊,啟動F級50MW重型燃氣輪機,迎頭追趕,為國爭“氣”。還有一個非常現實的原因,就是希望能給目前國內大量在運的重型燃機輪機,打造高溫核心關鍵部件的“備胎”。



功在當下,更在未來



趙世全全程參與了該項目的研發。他直言,“過去我們沒有搞過,設計規范、工藝、程序一無所有。”


燃氣輪機涉及20多個不同的學科。而整臺F級50MW重型燃機,光零部件就多達數萬個,從設計技術到材料機械,再到試驗設施,都非常龐大復雜。


此外,該燃機燃氣溫度超過1300℃,高溫部件長期運行在金屬熔點以上。同時每分鐘旋轉6000轉,承受著極高的應力和腐蝕環境,對材料、涂層和加工精度要求極高。“等于在懸崖邊上做設計,稍有閃失就可能損壞機組。”方宇說。


“面對困難,能迸發出更強大的力量。”G50發展中心黨支部書記兼副主任胡戰利說。


十年來,東汽陸續投入超過10億元用于研發。目前,F級50MW重型燃氣輪機已建立起完整的設計、制造、試驗體系。設計上,已掌握重型燃氣輪機的系統總成,壓氣機、燃燒室、高溫透平三大核心部件的設計技術及測量,控制技術等;制造上,形成了燃氣輪機本體的成套制造能力,突破了高溫熱部件的關鍵制造技術;試驗上,已經掌握了燃氣輪機的部件試驗技術,正在承擔國家“兩機專項”300MW重型燃機的試驗任務。


點火標志著原型機正式從制造階段轉向廠內整機試驗階段。”方宇說,接下來首先進行空載荷運行試驗,在不同轉速下不斷調試燃氣和空氣的配比,等待達到核定轉速后,就會開展滿載荷試驗。按照研制計劃,2020年將完成優化設計和完善驗證任務,2021年將正式投入試驗電站運行。




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