“汽輪機技術(shù)研發(fā)創(chuàng)新一直存在‘重大輕小’現(xiàn)象”“高端市場基本被國外壟斷、中低端市場產(chǎn)能過剩”“未來市場中小型汽輪機的需求遠大于大容量汽輪機”……這是記者日前采訪中聽到的業(yè)界專家對我國中小型高效汽輪機技術(shù)行業(yè)的評價。
中小型汽輪機的應(yīng)用廣泛，包括區(qū)域供暖、熱電聯(lián)供、工業(yè)余熱綜合利用、太陽能熱電、生物質(zhì)熱電等。與其廣泛應(yīng)用不相匹配的是，中小型高效汽輪機技術(shù)研發(fā)創(chuàng)新力度不夠。近日，在山東省淄博舉辦的“新業(yè)態(tài)·新動能 高效發(fā)電汽輪機技術(shù)研討會”上，與會專家一致認為，我國亟需重視中小型汽輪機研發(fā)創(chuàng)新，通過高端產(chǎn)品本土化加快推進中小型汽輪機的技術(shù)進步。
“重大輕小”
汽輪機是一種知識密集型、資源密集型、資金密集型的裝備產(chǎn)品，代表一個國家動力裝備的研制水平，被稱為“機械工業(yè)的皇冠”。經(jīng)過60多年發(fā)展，我國汽輪機技術(shù)研發(fā)制造體系已基本建立并日益完善。我國大容量汽輪機技術(shù)一直受到政策和行業(yè)專家的關(guān)注，屢創(chuàng)新高，發(fā)展迅速。目前，我國規(guī)模以上汽輪機制造商年產(chǎn)能超過1.2億千瓦，主要汽輪機廠商有哈汽、東汽、上汽、杭汽等12家企業(yè)。
“我國汽輪機技術(shù)一直堅持創(chuàng)新驅(qū)動發(fā)展，制造能力和產(chǎn)能已經(jīng)穩(wěn)居世界第一，生產(chǎn)制造體系和產(chǎn)業(yè)鏈非常完善。”汽輪機行業(yè)資深專家、山東透平新能源科技有限公司副總經(jīng)理胡哺松直言，但不容忽視的是：一方面，我國中小型汽輪機行業(yè)產(chǎn)能過剩、競爭激烈，另一方面，因為缺乏基礎(chǔ)技術(shù)和核心技術(shù)，高端產(chǎn)品市場一直被少數(shù)國際品牌主導(dǎo)，如在石化、煉化等領(lǐng)域的工業(yè)汽輪機市場和太陽能光熱發(fā)電等新能源市場，國際知名品牌如西門子、GE、曼透平等仍然是用戶首選，國產(chǎn)品牌產(chǎn)品的整體性能與國際先進技術(shù)相比仍然存在差距；整個中小型汽輪機行業(yè)亟需“轉(zhuǎn)型升級”。
記者采訪發(fā)現(xiàn)，我國高效汽輪機技術(shù)研發(fā)創(chuàng)新一直存在“重大輕小”現(xiàn)象，大容量汽輪機創(chuàng)新的新聞接連不斷，今年7月，廣東華廈陽西電廠二期（2×1240MW）機組完成168小時滿負荷試運，標志著這個世界級單軸全速單機容量最大、煤耗最低的火電汽輪發(fā)電機組在中國正式投產(chǎn)；今年10月，申能安徽平山電廠二期工程鍋爐首次點火并且一次成功，成為全球最節(jié)能的火電機組。反觀中小型汽輪機技術(shù)創(chuàng)新，卻鮮有新聞爆出。
國外主導(dǎo)
據(jù)不完全統(tǒng)計，截至2019年底，我國中小型汽輪機總裝機容量（千瓦數(shù)）占市場總裝機容量約25%，在我國發(fā)電設(shè)備行業(yè)具有十分重要的地位。但長期以來，因為種種原因，我國大部分中小型汽輪機廠商的設(shè)計流程經(jīng)驗化、設(shè)計工具離散化、工程數(shù)據(jù)碎片化、產(chǎn)品同質(zhì)化，缺乏競爭力。尤其是2003年前后的快速發(fā)展制約了我國汽輪機企業(yè)技術(shù)創(chuàng)新的步伐和節(jié)奏，導(dǎo)致大量投產(chǎn)設(shè)備達不到設(shè)計指標、整體性能與國外先進技術(shù)差距增大。國外中小型高效反動式汽輪機技術(shù)從瑞士巴登培育發(fā)展后，經(jīng)過西門子、阿爾斯通、 曼透平、DPI等企業(yè)持續(xù)研發(fā)創(chuàng)新，形成了完整且持續(xù)領(lǐng)先的技術(shù)體系。而國內(nèi)中小型汽輪機技術(shù)起步晚、持續(xù)創(chuàng)新動力不強、基礎(chǔ)性研究和系統(tǒng)性歸納提煉匱乏，技術(shù)進步緩慢，嚴重滯后新業(yè)態(tài)下能源產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展需求。
“全面搶占高端市場、完整掌握核心技術(shù)，是我國每一個汽機人的追求。”胡哺松介紹，為縮小差距，經(jīng)過認真研究決策，2017年國源電氣從意大利DPI全套引進最新第四代中小型汽輪機技術(shù)。經(jīng)過近三年的消化、轉(zhuǎn)化、再創(chuàng)新，逐步實現(xiàn)了從設(shè)計、制造、服務(wù)到運維支持的全流程本土化，開啟了我國新一代中小型汽輪機高端產(chǎn)品全生命周期國產(chǎn)化之路。
在西安交通大學(xué)教授、著名汽輪機行業(yè)專家豐鎮(zhèn)平看來，國源電氣發(fā)揮機制優(yōu)勢，選擇的引進、消化、轉(zhuǎn)化、再創(chuàng)新之路非常有效，有望很快成為我國高效反動式汽輪機技術(shù)的引領(lǐng)者。事實上，國源電氣在推進中小型汽輪機技術(shù)進步上已經(jīng)取得重大突破，實現(xiàn)了兩個100分：100%全套掌握核心技術(shù)+100%實現(xiàn)高端裝備國產(chǎn)化。“未來高端中小型汽輪機產(chǎn)業(yè)要實現(xiàn)國產(chǎn)化發(fā)展，亟需國內(nèi)相關(guān)行業(yè)企業(yè)借鑒、學(xué)習(xí)、研究、創(chuàng)新。”
空間巨大
據(jù)不完全統(tǒng)計，我國現(xiàn)有火電總裝機中，中小型汽輪機裝機臺份數(shù)占比超過50%，存量總臺份數(shù)超過10000臺套，而且大部分是在2000年-2010年間電力快速建設(shè)期投產(chǎn)，將逐漸被納入落后產(chǎn)能，面臨升級改造。近十年來，快速發(fā)展的生物質(zhì)、垃圾發(fā)電、太陽能熱發(fā)電等新增市場所需汽輪機均為中小型號高端產(chǎn)品。無論是存量市場的升級改造，還是新增市場的需求，中小型汽輪機比大容量汽輪機存在更大的發(fā)展空間，應(yīng)得到更多重視和扶持。
源和電站股份有限公司蔡虎博士說，在他們走訪的華東、華北、東北、華南等首批生物質(zhì)發(fā)電中，普遍存在運行經(jīng)濟性問題，即便財政補貼到位、機組運行積極，企業(yè)仍勉強處于盈虧平衡點。所以，目前如何提高高效汽輪機的經(jīng)濟性成為迫切需要解決的技術(shù)問題。“如果通過高效汽輪機改造可提高15%的效率，意味著同樣燃料的情況下，可以多發(fā)15%的電，這將大幅提高經(jīng)濟運行。”
以山東麗村生物質(zhì)熱電廠為例，2020年年初采用高效反動式汽輪機代替?zhèn)鹘y(tǒng)汽輪機并網(wǎng)發(fā)電后，同樣鍋爐和相同蒸汽量，上網(wǎng)電量由6MW/h 提高到7.2MW/h，每年增發(fā)電收益超過1000萬元，投運一半年即可回收設(shè)備投資。“我們統(tǒng)計了50多臺垃圾發(fā)電機組數(shù)據(jù)，1/3左右的垃圾發(fā)電機組投產(chǎn)后效率達不到標準。而今年9月通過高效汽輪機改造的山東淄博凱華生物質(zhì)電廠的效率明顯優(yōu)于傳統(tǒng)機組。”西安熱工院汽輪機性能測試專家、高級工程師王偉峰表示。
在胡哺松看來，隨著新一代中小型汽輪機技術(shù)的批量推廣應(yīng)用，必將引導(dǎo)市場重新定義中小型汽輪機的設(shè)計標準和采購標準，“高效率、高可靠、高集成、智能化”將成為行業(yè)新標準。
