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我国重型燃气轮机应用获重大突破

来源: 中电新闻网      日期:16.06.23      

  东方电气与三菱日立签订M701F5燃机技术转让协议

  我国重型燃气轮机应用获重大突破

  新型燃机可使联合循环机组效率高于61%

  中国电力报 中电新闻网记者 于海江

  6月23日,中国东方电气集团有限公司(简称“东方电气”)与三菱日立电力系统公司(简称“三菱日立”)签订M701F5燃机技术转让协议暨M701J燃机技术转让框架协议。此次引进的M701F5燃机是世界上投运的最先进的F级燃机,M701J是目前世界上投运的最先进的H级燃机,东方电气是国内重型燃机技术引进最全面,也是国产化率最高的燃气轮机设备制造厂家。这标志着东方电气引导中国大型重型燃机的应用迈出了新的步伐。

  拓展国内F级重型燃机市场

  燃气轮机是典型的高新技术密集型产品,是国家制造能力的体现,被誉为机械制造业“皇冠上的明珠”。根据国家当时政策,从2002年开始,东方电气引进E级、F级燃气轮机及联合循环技术。2003年,东方电气与三菱(现三菱日立)签署F级重型燃机的技术转让协议,以许可证的方式获得三菱燃机制造技术,并对第一捆10台燃机机组逐渐进行国产化研制,2005年6月,东方-三菱首台F级(M701F3)重型燃气轮机在东方汽轮机有限公司(简称“东方汽轮机”)空负荷试车一次成功,宣告我国首台国产化率高达46.5%的重型燃气轮机在东方电气顺利诞生。

  同时,高温热部件(包括燃烧室、透平动、静叶片)的国产化在广州三菱—东方燃气轮机有限公司开始进行。经过不断努力,2010年,东方电气制造的高国产化M701F3重型燃机在福建莆田电厂投运,该燃机国产化率达到80%左右,创造了国内燃机国产化率的最高纪录,达到了合作协议要求。

  截至目前,东方电气累计产出28个项目共计63台燃机,已成为国内F级重型燃机市场占有率最高的制造厂商。具备联合循环项目独立营销、工程投标、工程设计的能力。能独立配合用户进行各种方案的优化。通过近50台燃机安装、调试服务的锻炼,东方汽轮机目前已成功建设了一支包括多专业、多工种、高技能、国际化,并且配备有精良装备和各种现代化测试仪器的联合循环机组用户服务团队。

  随着市场的变化,东方电气和三菱日立不断加深合作,向用户推出更先进的燃气轮机产品。2015年10月,东方电气从华能国际电力股份有限公司获得国内首套2台M701F5型燃气—蒸汽联合循环电站主设备订单,此次供货的主设备将用于华能北京热电厂三期工程,这标志着三菱日立(MHPS)更先进的F型燃气轮机进入中国市场。

  华能北京热电三期工程联合循环机组总出力约为110万千瓦,采用的M701F5型燃气轮机是以累计运行时间超过22万小时的M701F4型燃机为基础,结合了G型和J型燃机先进技术的更高效设备,联合循环热效率在同级别燃机中首屈一指。目前该项目处于制造阶段,机组将在今年内完成交货,计划于2017年初投产。F5燃机同F4型燃机一样,冷端部件将由东方汽轮机制造,热部件将由广州三菱-东方燃气轮机有限公司或三菱日立提供。

  新型燃机大幅提高机组效率

  M701F5和J型燃机是三菱日立的最新技术机型,其性能在同类型机组中处于领先水平。此次引进的M701F5和J型燃机分别覆盖不同的功率等级,三菱日立将最新高效燃气轮机设计技术同成熟结构相结合,升级和改进推出了单循环输出功率接近36万千瓦的M701F5和单循环输出功率为44.5万千瓦的M701J燃气轮机, 两种燃机的联合循环出力分别达到52.5万千瓦和65万千瓦。

  三菱燃气轮机技术目前处于世界先进水平,特别是透平冷却技术在重型燃气轮机领域处于领先地位。采用干式低排放预混燃烧器,较好地解决了氮氧化物排放和燃烧稳定性的问题。一般情况下,透平入口温度越高,燃气轮机的效率就越高。采用先进技术的“J”型燃气轮机实现了全球最高的燃机入口温度——1600摄氏度。F5是F系列最新升级版本,升级后的机组透平初温达到1500摄氏度高温,是F级燃机中温度最高的机型。

  通过高性能的高温材料和优良的冷却技术相结合,既提高机组的性能,又能降低机组的维护费用。M701J配备压比为23:1的15级轴流压气机,燃烧器和4级轴流透平都采用空气冷却,并且前3级采用了最新高温保护涂层,陶瓷热障涂层和高性能气膜冷却等高技术保证高温下部件的长寿命。首台M701J和首台M701F5型燃机都已在日本国内投入商业运行,机组运行稳定,性能均超过设计数据。

  燃气—蒸汽联合循环是指在燃气轮机发电的同时,利用其从燃气轮机排出的高温排气加热产生蒸汽并通过蒸汽轮机发电。由于发电效率提高,可削减二氧化碳排放量。目前国内投运的先进F级燃气-蒸汽联合循环机组效率在59.0%左右,M701F5机组效率高于60.5%、M701J机组效率高于61%。以一个安装有两台燃气轮机的联合循环电厂为例,假设年运行时间4000小时,相比M701F4机组,M701F5机组年发电量将增加3.6亿度、机组热耗降低约180千焦/千瓦时、每度电的氮氧化物排放量减少约3%,M701J机组年发电量将增加13.6亿度、机组热耗降低约240千焦/千瓦时、每度电的氮氧化物排放量减少约4%,这将为用户带来极为可观的经济效益。

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