導讀：今年1月，我國自主研制的3兆瓦級CGT3燃氣輪機發(fā)布，標志著我國在中小型燃氣輪機領域實現(xiàn)關鍵突破。

燃氣輪機是國之重器，被譽為裝備制造業(yè)“皇冠上的明珠”，是一國工業(yè)技術基礎、科技水平和綜合國力的象征。在位于哈爾濱的中國船舶集團有限公司第七〇三研究所（以下簡稱“七〇三所”），科技工作者們用數(shù)十年的堅守與創(chuàng)新，成功打破國外壟斷，研發(fā)生產出CGT系列燃氣輪機，為我國能源大動脈安上強勁的“中國心”。

突破核心技術

2018年以前，我國天然氣輸送、海洋油氣開發(fā)領域在用的工業(yè)燃氣輪機高度依賴進口。要保障能源安全，必須依靠自主創(chuàng)新，努力打破這一局面。

圍繞關鍵技術創(chuàng)新，七〇三所持續(xù)開展攻關。其中，雙燃料切換技術的突破十分有代表性。

在海上油氣開采平臺，開采初期需使用柴油發(fā)電，待開采出石油后，則可利用伴生天然氣。為保障平臺持續(xù)輸出電能，機組必須在運行狀態(tài)下完成燃料的快速切換。

由于柴油與天然氣的熱值差異巨大，燃燒特性截然不同，切換時極易出現(xiàn)功率波動。為此，七〇三所研發(fā)團隊提出了“雙燃料噴嘴一體化設計”方案，將油路和氣路精準集成在同一個噴嘴中。團隊從零起步，搭建專用試驗平臺，在試驗中不斷摸索，夜以繼日地記錄數(shù)據、調整參數(shù)。最終，他們成功研發(fā)出“雙燃料同步雙向調節(jié)+定向補給”智能策略，實現(xiàn)了燃料的在線快速平穩(wěn)切換。

“我們的控制邏輯完全是自主可控的。”七〇三所燃氣輪機事業(yè)部副部長王琦介紹，該所構建了自主完整的工業(yè)燃氣輪機全壽命一體化技術體系，突破了氣體燃料低氮氧化物排放和雙燃料高效穩(wěn)定燃燒技術、惡劣服役環(huán)境下關鍵部件高可靠設計、多目標多參數(shù)耦合的自適應全權限數(shù)字控制系統(tǒng)設計等多項關鍵技術，并將這些技術成功應用到CGT系列工業(yè)燃氣輪機中，大幅提升了設備性能。

拓展應用場景

技術突破的價值在于應用。七〇三所的成功不僅體現(xiàn)在試驗數(shù)據，更在于其產品在極端環(huán)境和關鍵基礎設施中的可靠表現(xiàn)，逐步構建了從單一型號到覆蓋3兆瓦—50兆瓦功率范圍的CGT系列產品譜系。

在國家能源大動脈——西氣東輸管線上，天然氣每行進150公里至200公里便需一個增壓站。七〇三所研制的30MW級燃驅壓縮機組針對荒漠戈壁環(huán)境設計，功率強勁，可靠性高。目前，已有8臺機組投入使用，不僅填補了國內空白，更極大降低了國家能源運輸成本。

在海上油氣開采平臺上，七〇三所的25MW雙燃料燃氣輪機發(fā)電機組被視為“核心動力”。由于海上平臺遠離陸地，對供電可靠性要求極高。雙燃料機組不但能實現(xiàn)燃料系統(tǒng)的快速切換，確保平臺電力持續(xù)穩(wěn)定供應，還針對鹽霧環(huán)境做了耐腐蝕設計，自2018年首臺機組應用以來，已穩(wěn)定運行數(shù)萬個小時。

七〇三所還將燃氣輪機裝在車上，研制出中大功率移動電站。王琦介紹：“這套系統(tǒng)可以用于搶險救災，只要給它提供燃料，就可以為一個四五十萬人口的城市提供源源不斷的電力。”這套移動電站還能在極寒環(huán)境中使用，團隊攻克了水管凍結、滑油黏稠、天然氣點火困難等一系列極端環(huán)境適應性難題，實現(xiàn)了從進場到供電僅需72小時的高效保障。

在我國的部分南方城市，七〇三所的燃氣輪機還應用于分布式能源站。當機組發(fā)電后，高達500攝氏度的排氣被回收進入余熱鍋爐，可用于供熱或制冷，實現(xiàn)了能源的梯級利用，將天然氣的利用效率發(fā)揮到極致，契合了綠色低碳發(fā)展理念。

隨著全球去碳化、能源調峰、人工智能數(shù)據中心的快速發(fā)展，中小型燃氣輪機在國內外市場迎來了快速增長。國內“雙碳”戰(zhàn)略與國產化政策，也為燃機在電力、分布式能源領域打開了廣闊空間。從西氣東輸?shù)幕哪瓯诘侥虾５奈邓{平臺，再到北極圈的極寒地帶，CGT系列燃氣輪機正在多個關鍵領域發(fā)揮作用。

保障能源安全

能源安全是關系國家經濟社會發(fā)展的全局性、戰(zhàn)略性問題。七〇三所自主研制的CGT系列燃氣輪機，其意義遠超產品本身，不僅體現(xiàn)在經濟賬上，更為國家能源戰(zhàn)略安全筑起了一道堅實屏障。

“以前設備只能從國外進口，完全是受制于人。”王琦說。曾幾何時，我國天然氣長輸管線、海上平臺的核心動力裝備依賴進口，不僅設備采購價格高昂，后續(xù)的備件供應、維修服務等也處處受限，甚至面臨斷供風險。CGT系列燃氣輪機的問世，標志著我國在能源動力裝備領域實現(xiàn)了完全自主可控。

此外，電驅壓縮機雖在我國中東部電網發(fā)達地區(qū)廣泛應用，但在西北戈壁灘上的增壓站，電網不能全面覆蓋，必須依靠燃氣輪機驅動。同時，由于電網本身存在故障風險，一旦停電，整個輸送管線將陷入癱瘓。而燃驅壓縮機組的獨立性和可靠性，則為我國能源大動脈的安全穩(wěn)定提供了堅實保障。同樣，在海上平臺，雙燃料機組確保了采油作業(yè)在任何情況下都能持續(xù)進行，避免了因斷電造成的巨大經濟損失和油井損壞風險。

技術的先進性與產品的可靠性，為七〇三所的產品贏得了國際市場的認可。目前，CGT系列燃氣輪機已實現(xiàn)批量出口，在海外多個商業(yè)項目中成功運行，實現(xiàn)了高端裝備“揚帆出海”。這不僅是中國制造向中國創(chuàng)造轉變的生動實踐，也提升了我國在全球燃氣輪機市場的話語權。

未來，燃氣輪機發(fā)展將圍繞“高效、低碳、靈活、智能”方向，深度適配新形勢下能源體系的需求。“我們抓住這一歷史機遇，堅持創(chuàng)新驅動，加快數(shù)智化技術創(chuàng)新應用，持續(xù)強化體系能力建設。”七〇三所副所長孫鵬說，該所將進一步打造高效協(xié)同的供應鏈體系以及自主先進、覆蓋全領域的產品型譜，以客戶為中心提供全維度高價值的一體化解決方案，持續(xù)做強中國燃機品牌，為全球市場提供更優(yōu)質的中國方案。

來源：中國經濟網

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