探索燃?xì)廨启C(jī)技术(shù)进(jìn)步“中国方案”——东方汽轮机(jī)自主研制的国內(nèi)首台15兆瓦重型燃机(jī)下线
国內(nèi)首台自主研制的15兆瓦重型燃?xì)廨启C(jī)下线；国內(nèi)首个燃机(jī)智慧制造基地建成投用；国內(nèi)首批商业(yè)化G50燃机(jī)订单签订；行业(yè)首个“燃?xì)廨启C(jī)三联(lián)供+光储充直流微电网(wǎng)”应(yīng)用场景落地……7月4~6日，中小型燃机(jī)现(xiàn)代產(chǎn)业(yè)链共链会议暨2024燃机(jī)產(chǎn)业(yè)发(fā)展大会在四川省德阳市召开，东方电气集团(tuán)东方汽轮机(jī)有限公司（以下简称“东方汽轮机(jī)”）全面展示了一系列助推我国燃机(jī)產(chǎn)业(yè)技术(shù)进(jìn)步和產(chǎn)业(yè)升级的“中国方案”，不断提升我国在燃机(jī)领(lǐng)域的整体实(shí)力和市场竞爭力。
本次大会旨在加快推动燃机(jī)產(chǎn)业(yè)在技术(shù)创(chuàng)新方面取得新突破，推动关(guān)键核心部件的研制进(jìn)程；加强(qiáng)数(shù)字化在燃机(jī)制造中的应(yīng)用，提升生產(chǎn)效率和產(chǎn)品质(zhì)量；带动材料科学(xué)、机(jī)械制造、电子技术(shù)等相关(guān)產(chǎn)业(yè)协(xié)同发(fā)展；完善產(chǎn)业(yè)布局，提高產(chǎn)业(yè)整体规(guī)模和水平。
国內(nèi)首台15兆瓦重型燃机(jī)下线
7月4日，国內(nèi)首台自主研制的15兆瓦重型燃?xì)廨启C(jī)（代號：G15）在东方汽轮机(jī)正式下线，標(biāo)志著东方汽轮机(jī)自主燃机(jī)系列化取得重大突破。G15是东方汽轮机(jī)自主燃机(jī)系列化研制的第二个型號產(chǎn)品，该项(xiàng)目于2019年启动，2023年完成施工设(shè)计并开始部件制造，现(xiàn)在即將进(jìn)入试验(yàn)阶段。
燃?xì)廨启C(jī)广泛用于电力、工业(yè)、舰船和交通等领(lǐng)域，被誉(yù)为工业(yè)领(lǐng)域“皇冠上的明珠”，建设(shè)自主可控的现(xiàn)代化燃机(jī)產(chǎn)业(yè)链?zhǔn)潜Ｕ衔覈茉窗踩?、装备水平和动力自主的重要力量。
东方电气集团(tuán)于2009年率先在国內(nèi)启动G50燃机(jī)研制，从而带动系列化中小燃机(jī)研制。2023年3月，我国首台拥有自主知识產(chǎn)权(quán)的F级50兆瓦重型燃?xì)廨启C(jī)（G50）在华电清远(yuǎn)电厂正式投入商运(yùn)，实(shí)现(xiàn)了我国自主重型燃机(jī)从“0”到“1”的突破，填补(bǔ)了多项(xiàng)国內(nèi)空白，为保障国家能源安全作出积极贡献(xiàn)。
此次下线的G15功率为16.5兆瓦，热效率达(dá)35%，透平进(jìn)口温度近1177摄氏度，相较于同功率的火力发(fā)电机(jī)组，一年可减少碳排放超过15万吨，联(lián)合循环(huán)一小时发(fā)电量超过2.2万千瓦时，可以满足2500个家庭1天的用电需求。
相较于G50，G15燃机(jī)缩尺约0.6倍，整体结(jié)构(gòu)更加集成化，导(dǎo)致其制造难度更大。针对高温透平动叶片，G15采用了定向凝固技术(shù)，在合金液凝固过程中通过控制温度、梯度，消除了横向晶界，显著提高了叶片的高温力学(xué)性能，保证了叶片服役时的安全可靠性。针对高温涂层，G15采用了超音速火焰喷涂，以2000摄氏度以上的高温焰流將粉末粒子加热到熔融或半熔融状態(tài)，并以500~800米/秒的速度喷射至叶片等基材表面，从而形成组织均匀致密的防护(hù)涂层。针对燃烧器尾筒等异形件及部分间隙狭窄、结(jié)构(gòu)復(fù)杂的部件，G15采用了3D打印技术(shù)，解决了其易变形、难加工的问题。
凭借G50、G15的成功经(jīng)验(yàn)，东方汽轮机(jī)將持续(xù)推进(jìn)自主燃机(jī)系列化研制工作，同步开展80兆瓦、掺氢、纯氢等自主燃机(jī)的研制，加快形成燃机(jī)谱系，满足多样化的应(yīng)用需求，进(jìn)一步保障国家能源安全。
国內(nèi)首个燃机(jī)智慧制造基地投用
7月4日，国內(nèi)首个燃机(jī)智慧制造基地在东方汽轮机(jī)建成投用，这是目前国內(nèi)技术(shù)最先进(jìn)、智慧化程度最高、產(chǎn)能最大的燃机(jī)智慧制造基地，標(biāo)志著我国燃?xì)廨启C(jī)產(chǎn)业(yè)迈入了全新的发(fā)展阶段，也预(yù)示著高端装备制造业(yè)的自主创(chuàng)新能力將得到显著提升。
近年来，燃?xì)廨启C(jī)被广泛应(yīng)用在分布式能源、风(fēng)光互补(bǔ)、生物质(zhì)气化联(lián)合循环(huán)、移动电源车等领(lǐng)域，已逐渐成为国家能源结(jié)构(gòu)调(diào)整的主力军。实(shí)现(xiàn)燃?xì)廨启C(jī)的智慧制造，提高燃?xì)廨启C(jī)產(chǎn)量，对实(shí)现(xiàn)“双碳”目標(biāo)、保障国家能源安全、助力高质(zhì)量发(fā)展具有重大战(zhàn)略意义。
此次建成的燃机(jī)智慧制造基地，聚焦重型燃机(jī)高温透平叶片、燃烧器、转(zhuǎn)子等核心部件，將5G、人工智能、大数(shù)据(jù)等数(shù)字技术(shù)与精密铸造、超音速火焰喷涂、3D打印、工业(yè)机(jī)器人等先进(jìn)制造技术(shù)深度融合，建成包括高温透平叶片精铸、高温透平叶片喷涂、燃烧器在內(nèi)的9条燃机(jī)智能制造生產(chǎn)线。
以5G全连接数(shù)字化工厂为基础(chǔ)，对数(shù)据(jù)价值进(jìn)行深度挖掘，构(gòu)建数(shù)据(jù)分析模型，实(shí)现(xiàn)透平叶片精铸合格率超过80%、转(zhuǎn)子叠装一次合格率达(dá)100%、总装周期缩短50%，燃机(jī)產(chǎn)能提升400%。目前，东方汽轮机(jī)已具备自主燃机(jī)G15到G50、合作燃机(jī)F型到J型全系列燃机(jī)的柔性制造能力。
东方汽轮机(jī)依托自主研制F级50兆瓦重型燃?xì)廨启C(jī)的成功经(jīng)验(yàn)，同上下游產(chǎn)业(yè)的近300家企业(yè)开展联(lián)合攻坚，实(shí)现(xiàn)了2万多个零部件国產(chǎn)化，主机(jī)国產(chǎn)化率达(dá)100%，培育了一条完整的燃?xì)廨启C(jī)国產(chǎn)化產(chǎn)业(yè)链，带动培养(yǎng)了一批“专精特新”隱形冠军，锤炼出一支专业(yè)齐全、技术(shù)功底硬的创(chuàng)新攻坚队(duì)，確保了燃机(jī)產(chǎn)业(yè)链自主可控，推动自主燃机(jī)產(chǎn)业(yè)链发(fā)展。
面向產(chǎn)业(yè)链未来发(fā)展，东方汽轮机(jī)將依托目前国內(nèi)產(chǎn)能最大、技术(shù)最先进(jìn)、智慧化程度最高的燃机(jī)制造基地，加快推进(jìn)重型燃机(jī)国產(chǎn)化制造。强(qiáng)化產(chǎn)业(yè)链协(xié)同创(chuàng)新机(jī)制建设(shè)，积极探索国產(chǎn)自主重大装备应(yīng)用推广的新路径，形成我国自主燃?xì)廨启C(jī)配套產(chǎn)业(yè)体系，拓展国际市场，推动我国燃?xì)廨启C(jī)產(chǎn)品和技术(shù)“走出去”，提升在全球產(chǎn)业(yè)中的影响力。
源网(wǎng)荷储综合能源应(yīng)用场景再下一城
7月4日，东方汽轮机(jī)“燃?xì)廨启C(jī)三联(lián)供+光储充直流微电网(wǎng)”应(yīng)用场景顺利落地。作为行业(yè)首个多场景源网(wǎng)荷储智慧低碳综合能源系统(tǒng)的重要组成部分，该场景装机(jī)功率达(dá)1344千瓦，预(yù)计年发(fā)电量约220万千瓦时，这些电量足够供应(yīng)700余个家庭一年的用电需求。
此次投运(yùn)的应(yīng)用场景——“源端”，涵盖了太阳能发(fā)电、燃?xì)獍l(fā)电等多种能源形式。作为该综合能源系统(tǒng)的“心臟”，燃机(jī)装机(jī)功率为350千瓦，实(shí)行供冷、供热、供电“三联(lián)供”运(yùn)行方式，可直接满足园区(qū)生產(chǎn)、生活需求。
该应(yīng)用场景的智慧化综合能源监(jiān)测管控平台，集成了系统(tǒng)控制、能量管理、参数(shù)监(jiān)测、数(shù)据(jù)分析、用能优(yōu)化、视频监(jiān)控等重要功能，可实(shí)现(xiàn)无人值守和自动运(yùn)行。同时，分布式光伏、电池储能、直流充放电等模块不再配置变流器，从而构(gòu)建起园区(qū)级直流微电网(wǎng)，可有效降低电能损耗、提升系统(tǒng)运(yùn)行效率。
该应(yīng)用场景將新能源汽车充电桩的数(shù)量扩(kuò)充至近百个，为员工绿色低碳出行创(chuàng)造了条件。办公区(qū)域空调(diào)系统(tǒng)通过采用燃机(jī)三联(lián)供替代螺桿风(fēng)冷机(jī)组，提高了制冷制热能效比，减少了能源消耗。
此外，该应(yīng)用场景新增磷酸铁鋰电池储能系统(tǒng)，在光伏发(fā)电富余时进(jìn)行存储，高峰时期或夜间可放电满足使用需求。停车场还配置了多个新型V2G充电桩，不仅可以实(shí)现(xiàn)充电，还可实(shí)现(xiàn)车辆反向放电，极大地提升了能源利用效率，使新能源汽车成为移动储能载体。
