燃氣輪機或成我國新型電力系統重要支撐

　　未來，燃氣輪機對新型電力系統的支撐作用或將越發顯現。

　　近日，記者在中國航發燃氣輪機有限公司(以下簡稱“中國航發燃機”)召開的國產燃氣輪機產品推介會上了解到，當前，我國燃氣輪機的幾種主要機型能夠覆蓋分布式能源、調峰電站、管輸增壓、煤化工、風光互補、生物質氣化聯合循環、移動電源車等領域的應用。未來，燃氣輪機對新型電力系統的支撐作用或將越發顯現。

　　助力實現“雙碳”目標

　　據中國航發燃機副總經理楊軍介紹，與同功率火電機組相比，110兆瓦重型燃氣輪機一年可減少碳排放超過100萬噸，聯合循環一小時發電量超過15萬千瓦，可以滿足1500個家庭一天的用電量。

圖為燃氣輪機主要機型太行110。中國航發燃機/供圖

　　2016年，國家提出“加快實現航空發動機及燃氣輪機自主研發和制造生產”，至此，我國開始實施“航空發動機及燃氣輪機”兩項重大專項決策。《新型電力系統發展藍皮書》也指出，提升電力系統科技創新驅動效能，如大型燃氣輪機，以支撐新型電力系統構建;在清潔安全高效發電技術裝備領域，支持氫(氨)燃氣輪機技術、燃氣輪機機組大比例摻氫燃燒技術研發。

　　近年來，燃氣輪機在分布式能源、管輸增壓、煤化工、風光互補、生物質氣化聯合循環、移動電源車領域應用廣泛，極大限度地利用燃氣資源，實現能源綜合利用。

　　“隨著我國燃氣輪機發電容量快速發展，自主研制重型燃氣輪機打破了國外技術壟斷，對實現‘雙碳’目標、保障國家能源安全、助力高質量發展具有重大戰略意義。”中國工程院院士劉大響此前表示。

　　中國航發燃機副總經理趙勇表示，未來10年，全球燃氣輪機將主要在燃燒、結構材料和涂層、增材制造、熱管理、非常規熱力學循環、仿真和實驗驗證、系統集成、維修、數字孿生和應用場景拓展等技術領域開展進一步研究。

　　技術可滿足多應用場景

　　燃氣輪機應用場景廣泛。例如，中國航發燃機主要機型太行7系列燃氣輪機，體積小、啟動快、運行維護方便、便于集中控制、燃料適應性強，可應用于分布式能源、海上平臺、機械驅動、備用電源等領域;太行25燃氣輪機具有可靠性高、效率高、排放低、耐海洋性氣候腐蝕等優點，可用于天然氣管道輸送、分布式供能、中低熱值、海上平臺等領域。

　　“隨著煤化工行業大力發展，高效利用其伴生氣、尾氣是當務之急。”中國航發燃機副總經理袁平介紹，“太行110重型燃氣輪機利用煤化工生產過程中的伴生氣、尾氣，不僅可以用來發電，還可利用余熱鍋爐產生蒸汽供熱，燃料綜合利用效率85%以上，靈活調整發電和蒸汽量，自動化程度高、排放低，能夠實現能源的綜合梯級利用。”

　　在生物質發電方面，以新疆地區為例，將生物質氣化技術和燃氣蒸汽聯合循環相結合，利用生物質氣化后的可燃組分，凈化后送給燃氣輪機進行聯合循環發電。“生物質氣化聯合循環系統具有發電及運行成本低廉、自動化水平高等特點，能夠解決新疆地區龐大的棉桿等生物質應用需求。此外，生物質燃料部分取代燃煤，減少了二氧化碳、二氧化硫的排放，符合節能減排要求。”趙勇說。

　　楊軍進一步指出，太行7燃氣輪機移動電源車具有運行穩定可靠、燃料適用性強、加載能力突出、環境適應性強、可靈活移動等特點，可以用于臨時或緊急電力供應，如應急搶修、露天活動等場景，也可用于油氣田鉆井、開采等野外勘探作業，以實現偏遠地區電力供應，滿足各種場景下的電力需求。

　　成套研發體系待建立

　　“燃氣輪機對保障國家能源安全、改善能源結構和環境可持續發展具有重要意義。”中國航發集團重大專項工程部副部長江勇表示，由于其便于接近負荷中心，提高供電可靠性，是可替代傳統煤電的基荷能源和保障電力系統安全穩定可靠的環保低碳能源，作為未來新型電力系統的重要支撐，燃氣輪機發電會愈發重要。

　　趙勇指出，未來燃氣輪機的發展將在燃燒、數字孿生、健康監測等方向上布局。“未來，在低排放技術上，應繼續開展太行7、太行25、太行110燃機產品整機驗證及優化改進，不斷充實完善低排放燃燒技術及驗證平臺;在雙燃料技術上，繼續開展太行7、太行25燃機雙燃料切換控制優化及整機驗證，并完成技術遷移和推廣;在燃料多樣性方向上，探索生物燃料燃燒技術，提高可再生能源開發。同時，持續開展純氫燃料燃燒組織技術和熱聲振蕩控制技術研究。在材料和涂層技術方面，后續將開展重燃用大尺寸定向柱晶空心透平葉片材料與精密鑄造技術研究，針對涂層、滲層、熱處理工藝對高溫合金定向葉片組織性能的影響及其工藝相容性進行技術攻關;仿真與驗證技術方面，后續開展F級重燃研制，滿足新型電力系統對可靠調峰電源的需求。”

　　在成套、運維和維修技術發展方面，新疆頤天熱電有限公司董事長濮鑒光認為，我國燃氣輪機成套設計研發能力、成套設計標準規范亟待加強和制定，應構建成套的研發體系。“此外，開展燃氣輪機先進控制技術、故障預測及全壽命健康管理技術的研究和工程實施，建設燃機控制技術創新平臺，實現具有世界領先水平的燃機控制產品的完全自主可控。”

　　來源：中國能源報 記者 楊曉冉