中国计划实施的100个重大工程及项目名单之首--燃气轮机

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1、导语

近年来，美国的“禁芯令”让国人意识到“中国芯”的重要性。在“十三五”规划纲要公布的中国计划实施的100个重大工程及项目名单中，培育集成电路产业体系排名第34位。这份榜单中排在首位的是航空发动机及燃气轮机。

燃气轮机被誉为装备制造领域"皇冠上的明珠",它被称为“动力的心脏”，它有目前效率最高的热工转换率，它事关国家能源安全、国防安全，它体现了一个国家的工业水平。它是大国重器。它的技术被外国企业垄断半个世纪，而我们花了10年时间就打破了垄断，它就是装备制造业“皇冠上的明珠”——重型燃气轮机。

2、什么是燃气轮机

燃气轮机是一种利用气体燃料（例如天然气）提供动力的发电机组。气体燃料燃烧产生的高温高压气体膨胀驱动涡轮转动做功。其工作原理和航空发动机相类似，只是燃气轮机具有更大的规模，更高的效率。

燃气轮机由压气机、燃烧室、涡轮和发电机等部分组成。首先，压气机将空气压缩，然后将压缩后的空气加热到高温高压，接着喷入燃烧室中与燃料混合燃烧，产生高温高压气体。这些气体将涡轮推动转动，涡轮转动的动能最终被传递到发电机上，从而产生电能。

目前先进的燃气轮机可以混合50%的氢气，使用100%的氢气是燃气轮机的发展目标。

所以，相对于以煤炭为燃料的传统蒸汽轮机，燃气轮机具有： 启动快、 排放少、 功率密度高、 维护成本低等优势。因此被广泛应用于发电、航空、船舶等领域。

3、燃气轮机的分类

根据燃烧室燃气的温度燃气轮机分为E级、F级、H级。E级燃气轮机的涡轮进口温度约为1200C；F级燃气轮机的涡轮进口温度约为1400C；H级燃气轮机的涡轮进口温度可以达到1430-1600C

4、燃气轮机的核心

燃气轮机的的核心部件由三部组成：压气机、燃烧室、高温涡轮叶片其中耐高温材料更是核心中的核心。

5、 我国燃气轮机的现状

我国目前正在运行的重型燃气轮机超过100台组，GE、西门子、三菱是主要的国际供货商。

但是，三大技术核心数十年来被西方企业垄断，受到严格控制，相关设计制造技术不予转让，致使我国每年要花费数百亿购买燃气轮机，在使用过程中的维护费用更是巨大。

6、自主研发之路

由于这些国际巨头的技术壁垒和商业垄断，使得中国燃气轮机的自主生产举步维艰，极大地制约了我国燃气轮机的可靠性和经济型，有时候不得不仰人鼻息，委曲求全。

整机购买已经价格不菲，至于运行维护更是痛苦不堪。更换部件必须国外仓库发送，技术工程师也需要国外公司派遣。时间成本和维护成本成为我国燃气轮不得不承受的痛。

走出仰人鼻息，委曲求全的窘境，只能靠自己，重型燃气轮机的自主研发和生产是唯一的出路。

2015年，国务院印发《中国制造2025年》，明确把燃气轮机和大飞机、航空发动机等一起列为组织实施的重大工程。国家能源局更是要求在2022前完成燃气轮机核心技术攻关并完成相关的项目建设，明确了我国燃气轮机的发展目标：结束我国燃气轮机产业依赖进口关键核心技术状态，逐步实现国产化。

中国人向来不逆来顺受，我们是女娲的后裔，天漏，我们就凝聚力量炼彩石以补天，我们是精卫的信徒，海深，我们会持之以恒，啄沙砾以填海，我们是夸父的子孙，即便是焚心膏骨，也不放弃勇往直前的雄心。

于是，我们看到了中国的科研工作者在重型燃气轮机子研发征途上奋力前行的脚步：

2008年12月28日，我国首台R0110重型燃气轮机通过国家科技部阶段验收，实现了中国自主设计研发的重型燃气轮机“0”的突破；

2018年12月25日，我国首件自主化300兆瓦级重型燃气轮机涡轮第一级静叶铸件通过鉴定；

2019年9月27日，我国首台F级50兆瓦重型燃气轮机空负荷试车整机点火实验一次成功；

2023年1月3日，中国首台全国产化F级50兆瓦重型燃气轮机发电机组，完成燃气分布式能源站并网发电。

从1939年第一台燃气轮机商用到1971年第一台E级重型燃气轮机商用，经历了32年；

从第一台E级燃气轮机到1990年第一台F级燃气轮机商用，经历了19年；

F级燃气轮机商用后13年，2003年燃气轮机开始进入H级的时代。

我国作为燃气轮机的后发者，不等待，不畏缩，更是不惧重重阻力。

从2009年东方电气集团开始自主研发50兆瓦重型燃气轮机，到2019年完成原型机的制造总装，仅仅用了10年时间。

3年后，2023年我国首台F级50兆瓦燃气轮机开始并网商用。

我国工程技术人员攻克了无数的技术难关，这些关键技术曾经是被称为不可逾越的鸿沟，完成了从“0”到“1”的跃迁。

经过13年，4000多个日夜的不间断的探索研制，他们自主研发了关键高端制造设备，如，气浮转台、高速叶尖磨床，制造了压气机转子、静子、燃烧室喷嘴、涡流器、涡流转子等关键部件，直至最终完成整机自主装配。

我国重型燃气轮机主机实现100%国产化，曾经有专家断言，中国实现重型燃气轮机国产化简直就是天方夜谭。我国科研人员用实际成果作出了响亮的回答：中国人从不迷信神话，中国人向来是神话的身体力行者。

杭汽轮从2014年开始燃气轮机研发工程。HGT51F燃气轮机，单轴结构，功率52MW，简单循环效率35%，透平入口温度＞1300℃，联合循环功率75MW，联合循环效率52%。

2023年5月，完成燃烧室全部试验；

2023年9月完成了压气机整机试验；

2023年12月，完成燃气轮机样机加工制造；

2024年6月，开展了掺氢比达30%的全温全压试验；

2024年7月，杭州燃机整机试验基地启用

1. 有投资者在投资者互动平台提问：请问杭汽轮在研的HGT51F燃气轮机跟东方电气到G50有何差异，两者是同质竞争产品吗？公司产品的先讲性及优势在哪里

杭汽轮Ｂ（200771.SZ）8月2日在投资者互动平台表示，两家公司的燃气轮机同功率等级，但产品技术路线不同，是完全独立开发的两款自主燃机。公司正在开发的自主燃机功率达到55MW，在多燃料适应性、低排放等方面具有一定竞争性。

公司回答表示：有序推进燃机整机试验能力建设并启动自主燃机运转试验，已被列为公司2024年度重点任务之一。

由此看来， 杭汽轮在研发试验的55MW比东方电气集团自主研发的50兆瓦还高10%，

一旦启动运转试验成功，这是国内F级燃气轮机巨大的突破。

2.据公开资料：杭汽轮机为福建号航母生产了12台汽轮机！有力保障国防又一国之重器的运行和战斗力

3. 世界最大的燃气轮机是593兆瓦。这一纪录目前由西门子公司的H级重型燃气轮机SGT-5-9000HL保持。

上个世纪70年代，杭汽轮通过引进西门子的工业汽轮机技术，经过引进、消化、吸收和再创新，成功制造出可提供功率范围为0.5MW—150MW的各种工业汽轮机，应用于石油炼化、化工、钢铁等各类驱动领域。

从2015年开始，杭汽轮又与西门子就燃气轮机设计、制造、成套、售后等业务全面深化合作。2017年，杭汽轮完成与西门子技术合作协议的最终谈判与签约，全面开启中小型燃气轮机配套国产化工程。

有了西门子的合作，杭汽轮的技术发展突破后劲十足