《我国工业燃气轮机的现状与前景gslc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《我国工业燃气轮机的现状与前景gslc（36页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、我国工业业燃气轮轮机的现现状与前前景南京汽轮轮电机（集集团）有有限责任任公司 薛福福培一、世界界工业燃燃气轮机机的发展展趋势 1、世世界工业业燃气轮轮机的发发展途径径与现状状 自19939年年瑞士BBBC公公司制成成世界上上第一台台工业燃燃气轮机机以来，经经过600多年的的发展，燃燃气轮机机已在发发电、管管线动力力、舰船船动力、坦坦克和机机车动力力等领域域获得了了广泛应应用。 由于结结构上的的分野，工工业燃气气轮机分分为重型型燃气轮轮机和轻轻型燃气气轮机（包包括航机机改型燃燃气轮机机）。 80年年代以后后，燃气气轮机及及其联合合循环技技术日臻臻成熟。由由于其热热效率高高、污染染低、工工程总投投
2、资低、建建设周期期短、占占地和用用水量少少、启停停灵活、自自动化程程度高等等优点，逐逐步成为为继汽轮轮机后的的主要动动力装置置。为此此，美国国、欧洲洲、日本本等国政政府制定定了扶持持燃气轮轮机产业业的政策策和发展展计划，投投入大量量研究资资金，使使燃气轮轮机技术术得到了了更快的的发展。880年代代末到990年代代中期，重重型燃气气轮机普普遍采用用了航空空发动机机的先进进技术，发发展了一一批大功功率高效效率的燃燃气轮机机，既具具有重型型燃气轮轮机的单单轴结构构、寿命命长等特特点，又又具有航航机的高高燃气初初温、高高压比、高高效率的的特点，透透平进口口温度达达13000以上，简简单循环环发电效效率
3、达336%38%,单机机功率达达2000MW以以上。 90年年代后期期，大型型燃气轮轮机开始始应用蒸蒸汽冷却却技术，使使燃气初初温和循循环效率率进一步步提高，单单机功率率进一步步增大。透透平进口口温度达达14000以上，简简单循环环发电效效率达337%39.5%，单单机功率率达3000MWW以上。 这些大大功率高高效率的的燃气轮轮机，主主要用来来组成高高效率的的燃气-蒸汽联联合循环环发电机机组，由由一台燃燃气轮机机组成的的联合循循环最大大功率等等级接近近5000MW，供供电效率率已达555%58%，最高高60%，远高高于超临临界汽轮轮发电机机组的效效率（约约40%455%）。而而且，其其初始投
4、投资、占占地面积积和耗水水量等都都比同功功率等级级的汽轮轮机电厂厂少得多多，已经经成为烧烧天然气气和石油油制品的的电厂的的主要选选择方案案。由于于世界天天然气供供应充足足，价格格低廉，所所以，最最近几年年世界上上新增加加的发电电机组中中，燃气气轮机及及其联合合循环机机组在美美国和西西欧已占占大多数数，亚洲洲平均也也已达336%，世世界市场场上已出出现了燃燃气轮机机供不应应求的局局面。 目前，美美、英、俄俄等国的的水面舰舰艇已基基本上实实现了燃燃气轮机机化，现现代化的的坦克应应用燃气气轮机为为动力，输输气输油油管线增增压和海海上采油油平台动动力也普普遍应用用了轻型型燃气轮轮机。先先进的轻轻型燃气
5、气轮机简简单循环环热效率率达411.6%。采用用间冷回热循循环的燃燃气轮机机在1110%30%工况下下，热效效率下降降很少，可可保持在在41%。现正正在开发发功率大大于400MW，涡涡轮前温温度为11427714480，简单单循环热热效率达达45500的轻型型燃气轮轮机。微微型燃气气轮机作作为分布布式电源源也取得得显著进进展。 近200余年来来，洁净净燃煤发发电技术术已取得得重要进进展，最最有希望望的两种种解决途途径为：整体煤煤气化联联合循环环（IGGCC）和和增压流流化床联联合循环环（PFFBC），燃燃气轮机机均是其其中的关关键设备备。至今今，全世世界已投投过了110余座座各种功功率等级级的
6、IGGCC电电厂，还还有一批批IGCCC电厂厂正在筹筹建之中中，IGGCC电电厂已开开始进入入商业化化应用阶阶段。PPFBCC电站已已投运55座，成成功地进进行了示示范运行行，正逐逐步进入入商业化化运行阶阶段。 世界重重型燃气气轮机制制造业经经过600多年的的研制、发发展和竞竞争，目目前已形形成了高高度垄断断的局面面，即以以GE、西西门子/西屋、原原ABBB等主导导公司为为核心，其其它制造造公司多多数与主主导公司司结成伙伙伴关系系，合作作生产或或购买制制造技术术生产。日日本的三三菱公司司值得关关注，它它最初应应用西屋屋的技术术生产燃燃气轮机机，后来来发展为为与西屋屋联合开开发新型型燃气轮轮机。
7、119988年三菱菱与西屋屋分手，成成为拥有有独立制制造技术术的世界界重型燃燃气轮机机制造企企业之一一。 燃气轮轮机与内内燃机相相比，具具有重量量轻、体体积小、单单机功率率大、运运行平稳稳、寿命命长、维维修方便便等优点点，它早早已在飞飞机发动动机中取取得了独独占地位位。由于于美、英英、俄等等国对航航空技术术高度重重视，投投入了大大量研究究开发资资金，因因此，航航空的燃燃气轮机机技术比比工业燃燃气轮机机发展更更迅速。目目前，世世界的轻轻型燃气气轮机制制造业也也形成了了GE、RR.R（罗罗尔斯.罗伊斯斯）、PP&W（普普惠）三三大主导导企业。近近年来，俄俄罗斯、乌乌克兰等等国借助助前苏联联强大的的
8、航空工工业基础础，也在在加紧进进行航机机改型工工作，推推出了一一批轻型型燃气轮轮机。 2、工工业燃气气轮机技技术发展展的四代代技术 燃气轮轮机是一一项多种种技术集集成的高高技术，按按技术特特征，工工业型燃燃气轮机机可分为为四代：过去的的半个世世纪，世世界发展展了头两两代工业业燃气轮轮机，其其传统的的提高性性能途径径是：不不断地提提高透平平初温，相相应地增增大压气气机压比比和完善善有关部部件。未未来五十十年，可可能主要要利用新新材料和和新技术术的突破破，再开开发出两两代新的的燃气轮轮机。 （1）第第一代始始自四、五五十年代代 19339年秋秋，瑞士士研制出出世界首首台4MMW燃气气轮机发发电机组
9、组。19949年年世界首首套燃气气蒸汽联联合循环环发电装装置投入入运行。五五十年代代初，透透平初温温只有66007000，那时时主要靠靠耐热材材料性能能的改善善，平均均每年上上升约110。六十十年代后后，还藉藉助于空空气冷却却技术，透透平初温温平均每每年升220。到了了八十年年代，已已把初温温升至885010000。 第一代代技术的的特点是是：单轴轴重型结结构（航航空移植植除外），初初期高温温合金，简简单空冷冷技术，亚亚音速压压气机，机机械液压压式或模模拟式电电子调节节系统。性性能参数数特征：透平初初温小于于10000，压比比在4-10，简简单循环环效率小小于300%。 （2）第第二代已已达当
10、今今最高水水平 从七十十年代开开始，充充分吸收收先进航航空技术术和传统统汽轮机机技术，沿沿着传统统的途径径不断提提高性能能，现已已开发出出一批“F”、“FA”、“3A”型技术术的新产产品，它它代表着着当今工工业燃气气轮机的的最高水水平：透透平初温温达到112600-13300，压比比10-30，简简单循环环效率336-440%，联联合循环环效率555-558%。 第二代代技术特特征：轻轻重结合合结构，超超级合金金和保护护涂层，先先进的空空冷技术术，低污污染燃烧烧，数字字式微机机控制系系统，联联合循环环总能系系统。性性能参数数特征透透平初温温小于114300，简单单循环效效率小于于40%，联合合
11、循环效效率小于于60%。 （3）第第三代正正在开制制 其主要要特征是是采用更更有效的的蒸汽冷冷却技术术，高温温部件的的材料仍仍以超级级合金为为主，采采用先进进工艺（定定向结晶晶，单晶晶叶片等等）进一一步改善善合金性性能，部部分静部部件可能能采用陶陶瓷材料料。应用用智能型型微机控控制系统统也是一一个方向向。 GE公公司的GGE377是相当当于第三三代水平平的喷气气发动机机，正在在研制，它它使用现现有超级级合金和和少量可可提供的的陶瓷材材料，透透平初温温在1440015500，短时时达到116000。正在在研制第第三代工工业燃气气轮机的的典型代代表是许许多公司司的H型型技术产产品，它它们采用用蒸汽
12、冷冷却，以以保证达达到14430以上的的初温。 （4）第第四代正正在构思思 对第四四代燃气气轮机的的构思是是基于采采用革命命性的新新材料，发发动机处处于或接接近理论论燃烧空空气量条条件下工工作，透透平初温温将大于于16000-118000，冷却却系统可可能被取取消，现现采用的的熔点112000、密度度为8gg/cmm3的超级级合金将将被淘汰汰，新的的高级材材料应是是小密度度（55g/ccm3）的、有有更好的的综合高高温性能能，也许许陶瓷材材料是一一种选择择。 美国工工业燃气气轮机在在总体上上处于世世界领先先地位，已已开发出出“FA”型产品品，正在在开发“G”型和“H”型（透透平初温温14330
13、，单机机功率2280MMW，单单机联合合循环功功率4880MWW，系统统效率将将突破660%），正正在实施施多项大大的发展展计划，如如先进动动力透平平系统（AATS）等等，还和和欧洲合合作执行行将高性性能航空空发动机机改型为为先进工工业燃气气轮机的的先进燃燃气轮机机合作计计划（CCAGTT）。欧欧洲在发发电用大大型燃气气轮机方方面不比比美国逊逊色。德德国、瑞瑞士和瑞瑞典有自自己研制制的高性性能燃气气轮机。日日本、英英国、意意大利、法法国等国国都生产产当今性性能最好好的“FA”型燃气气轮机，但但都沿用用外国的的技术。英英国和法法国有航航机陆用用领域有有很大进进展。日日本在开开发高温温的陶瓷瓷燃气
14、轮轮机上进进展迅速速。 注：美国IIHPTTETTT和ATTS计划划：在国国际市场场上，美美国燃气气轮机在在技术水水平和产产量方面面均具有有领先地地位，是是其在贸贸易方面面保持大大量顺差差的主要要产业之之一。为为了保持持在军务务和商业业竞争方方面的领领先地位位，美国国对下一一代燃气气轮机的的发展，正正在投入入大量资资金，实实施多项项大的发发展计划划。如：IHPPTETT计划：这项为为期166年（11987720003年年）的计计划是针针对航空空的要求求提出的的，要使使航空发发动机的的推重比比现有最最高水平平的基础础翻一番番，达到到20。该该项计划划的投资资为455亿美元元。除此此之外，近近年来
15、美美国还有有455个大中中型航空空发电动动机研制制项目。这这些，都都为美国国先进燃燃气轮机机技术的的发展提提供了技技术基础础。ATSS计划：即先进进透平动动力系统统（Addvanncedd Tuubinne SSysttemss）计划划。由美美国能源源部主持持，政府府与工业业界共同同投资77亿美元元历时88年（11992220000年年）的计计划，主主要目标标是：透透平初温温14227，系统统效率约约60%，以煤煤为燃料料，更好好的RAAM性能能，低水水耗，低低污染（NNox9pppm，CCO110pppm）。美国和和欧洲合合作的CCAGTT计划：即先进进燃气轮轮机（CColllaboorattivee Addvanncedd Gaas TTurbbinee）合作作计划。是是一项由由美国牵牵头，美美、欧222个部部门和公公司参加加的多国国计划，主主要是将将波音7777飞飞机配装装的三种种超级风风扇发动动机（GGE900，PWW40000和TTrennt）改改为先进进的燃气气轮机。当当前首要要项目是是ICAAD（中中间冷却却）方案案，透平平转子前前温度为为17000117555K，简简单循环环效率为为4547%。ICCAD是是实现更更先进的的循环-HATT的第一一步。HHAT循
