【文/鐳射】
據(jù)媒體報(bào)道,2026年3月,中國(guó)東方電氣集團(tuán)獲得一份來(lái)自加拿大的訂單:20臺(tái)G50重型燃?xì)廨啓C(jī),總價(jià)值約40億元人民幣。這批設(shè)備計(jì)劃在2026年底交付首批10臺(tái)。
眾所周知,過(guò)去七十年間,全球燃?xì)廨啓C(jī)市場(chǎng)超過(guò)四分之三的份額,被美國(guó)通用電氣、德國(guó)西門子能源和日本三菱重工三家巨頭牢牢掌控。它們構(gòu)成了一個(gè)穩(wěn)固的技術(shù)和商業(yè)聯(lián)盟。對(duì)于后來(lái)者,這不僅是技術(shù)壁壘,更是一道難以逾越的市場(chǎng)高墻。
中國(guó)曾長(zhǎng)期處于只能購(gòu)買整機(jī),甚至單個(gè)高溫葉片都需要進(jìn)口的境地。這次中國(guó)自主研發(fā)的重型燃?xì)廨啓C(jī)首次規(guī)模化進(jìn)入對(duì)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和可靠性要求最為嚴(yán)苛的北美高端電力市場(chǎng),標(biāo)志著中國(guó)在重型燃?xì)廨啓C(jī)領(lǐng)域取得了重大突破,這是一件可喜可賀的事情。
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這是2023年?yáng)|方電氣發(fā)往廣東清遠(yuǎn)的G50重型燃?xì)廨啓C(jī),它是第一臺(tái)正式投入商業(yè)運(yùn)行的G50
這里有必要說(shuō)明一個(gè)事情。燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)(Gas turbine engine或Combustion turbine engine)或稱燃?xì)廨啓C(jī),分為重型燃?xì)廨啓C(jī)和基于航空噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)的航改型燃?xì)廨啓C(jī)兩種,而它們的工作原理是相同的,以至于很多愛好者、甚至專業(yè)人士,往往分不清此二者的區(qū)別到底在哪里。
其實(shí)這個(gè)區(qū)別并不復(fù)雜。重型燃?xì)廨啓C(jī)從設(shè)計(jì)初始的目標(biāo)就是對(duì)外輸出功率,因此它采用單轉(zhuǎn)子設(shè)計(jì),其渦輪的出力既驅(qū)動(dòng)前端的壓氣機(jī),又向后輸出動(dòng)力驅(qū)動(dòng)負(fù)載。而航改型燃?xì)廨啓C(jī)因?yàn)樵荚O(shè)計(jì)是航空發(fā)動(dòng)機(jī),其渦輪只用于驅(qū)動(dòng)前端的壓氣機(jī),因此要對(duì)外輸出功率,必須額外配一個(gè)與原航空發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子沒有剛性連接的專用動(dòng)力渦輪,由經(jīng)過(guò)改進(jìn)的航空噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)作為燃?xì)獍l(fā)生器,驅(qū)動(dòng)其對(duì)外輸出功率。這也是航空發(fā)動(dòng)機(jī)改型燃?xì)廨啓C(jī)研制工作的主要內(nèi)容之一。比如20世紀(jì)80年代,成都航空發(fā)動(dòng)機(jī)公司與美國(guó)普惠公司合作基于JT-8渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)研制名為FT-8的航改型燃?xì)廨啓C(jī),就是由成發(fā)承擔(dān)的動(dòng)力渦輪研制任務(wù)。在這種結(jié)構(gòu)中,航改型燃?xì)廨啓C(jī)的結(jié)構(gòu)必然是多轉(zhuǎn)子的。
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中美合作研制的FT-8航改型燃?xì)廨啓C(jī),注意后部的動(dòng)力渦輪部分
中國(guó)曾經(jīng)基于“市場(chǎng)換技術(shù)”的設(shè)想,寄希望于通過(guò)引進(jìn)技術(shù),實(shí)現(xiàn)自身重型燃?xì)廨啓C(jī)技術(shù)的發(fā)展。這個(gè)過(guò)程中,位于四川德陽(yáng)、隸屬于東方電氣集團(tuán)與日本三菱重工自2002年起展開合作,成功將三菱重工的H/J級(jí)M701J、F級(jí) M701F 系列以及中小功率級(jí)的 H100 系列重型燃?xì)廨啓C(jī)引入國(guó)內(nèi)。雖然通過(guò)“市場(chǎng)換技術(shù)”,國(guó)產(chǎn)化率已接近80%,但剩余20%的高溫部件等核心關(guān)鍵部件與運(yùn)維服務(wù)均受制于日方,沒有形成獨(dú)立的完整重燃的研制和生產(chǎn)能力。
承擔(dān)重型燃?xì)廨啓C(jī)技術(shù)引進(jìn)任務(wù)的另外兩家企業(yè)——與德國(guó)西門子合作的上海電氣集團(tuán),和與美國(guó)GE公司合作的哈電集團(tuán),情況也差不多。為打破這一局面,我國(guó)自“十三五”起將重型燃?xì)廨啓C(jī)列為“卡脖子”技術(shù)攻關(guān)重點(diǎn),目前已經(jīng)形成了東方電氣、上海電氣、哈電集團(tuán)與中國(guó)重燃四大主力玩家并駕齊驅(qū)的新格局。
這次新聞中提到的G50型重型燃?xì)廨啓C(jī),就是東方電氣自主研制的F級(jí)重型燃機(jī)。所謂F級(jí),是重型燃?xì)廨啓C(jī)的分類,指渦輪前溫度在1200℃以上的重型燃?xì)廨啓C(jī)。這是國(guó)內(nèi)首臺(tái)全正向自主研制的F級(jí)50MW重型燃機(jī)。
東方電氣之所以選擇這個(gè)規(guī)格,是基于兩個(gè)考慮:一是F級(jí)是目前全世界重型燃?xì)廨啓C(jī)的主流技術(shù)檔次,二是50MW是重型燃?xì)廨啓C(jī)的入門級(jí)別。掌握了這個(gè)規(guī)格的重型燃?xì)廨啓C(jī)的設(shè)計(jì)和制造技術(shù),就可以在其基礎(chǔ)上通過(guò)放大或縮小,獲得其他功率檔次的燃?xì)廨啓C(jī),形成產(chǎn)品系列。G50從設(shè)計(jì)、材料到制造都是100%國(guó)產(chǎn)化,打破了國(guó)外長(zhǎng)期的技術(shù)壟斷,填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)該領(lǐng)域的空白。
G50重型燃?xì)廨啓C(jī)由東方汽輪機(jī)于2009年立項(xiàng),2009年,東方電氣在東方汽輪機(jī)廠成立G50發(fā)展中心,組建100余人的科研隊(duì)伍,先后投入近20億元資金。歷經(jīng)十余年攻關(guān),2019年9月27日,G50整機(jī)點(diǎn)火試驗(yàn)一次成功。2023年1月3日,G50重型燃?xì)廨啓C(jī)在廣東清遠(yuǎn)華僑園的調(diào)峰電站首次并網(wǎng)發(fā)電,在完成72+24小時(shí)試運(yùn)行之后,正式投入商業(yè)運(yùn)行。這填補(bǔ)了我國(guó)全自主燃?xì)廨啓C(jī)應(yīng)用領(lǐng)域的空白。2025年,G50成功中標(biāo)中亞項(xiàng)目,實(shí)現(xiàn)了國(guó)產(chǎn)大功率燃機(jī)海外訂單零的突破。
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這是東方電氣基于G50的技術(shù)基礎(chǔ)研制的G15型15MW重型燃?xì)廨啓C(jī),于2024年7月4日在德陽(yáng)東方汽輪機(jī)廠下線。東方電氣的G系列重型燃?xì)廨啓C(jī)產(chǎn)品系列已經(jīng)初見雛形
值得一提的是,目前國(guó)內(nèi)獨(dú)立掌握了50MW級(jí)F級(jí)重型燃?xì)廨啓C(jī)研制和生產(chǎn)能力的企業(yè)并不只有東方電氣集團(tuán)一家。另一家獨(dú)立掌握這項(xiàng)能力的是杭州汽輪機(jī)集團(tuán),其研制的HGT51F是目前國(guó)內(nèi)另一款完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的F級(jí)50MW重型燃?xì)廨啓C(jī)。
2014年,杭汽輪正式成立燃?xì)廨啓C(jī)研究所,項(xiàng)目正式啟動(dòng)。通過(guò)近10年攻關(guān),研發(fā)團(tuán)隊(duì)逐步壯大至近百人,累計(jì)投入研發(fā)經(jīng)費(fèi)近10億元。2025年5月9日,HGT51F在杭汽輪燃機(jī)試驗(yàn)中心一次性點(diǎn)火成功,標(biāo)志著其從設(shè)計(jì)圖紙變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)。2025年10月,HGT51F圓滿完成為期“72+24小時(shí)”的連續(xù)運(yùn)行考核,各項(xiàng)性能與排放指標(biāo)均達(dá)到世界先進(jìn)水平。2026年1月,杭汽輪集團(tuán)與江蘇連云港示范項(xiàng)目簽署首個(gè)商業(yè)化合同。這是HGT51F重型燃?xì)廨啓C(jī)取得的首個(gè)商業(yè)化合同,標(biāo)志著該機(jī)型正式邁出了工業(yè)化應(yīng)用的關(guān)鍵一步。
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杭汽輪集團(tuán)完全自主研制的F級(jí)HGT51F型50MW級(jí)重型燃?xì)廨啓C(jī)
隨著全球AI數(shù)據(jù)中心的基礎(chǔ)設(shè)施競(jìng)賽白熱化,電力需求呈現(xiàn)指數(shù)級(jí)增長(zhǎng)。燃?xì)廨啓C(jī)憑借啟動(dòng)快、易部署、發(fā)電穩(wěn)定等優(yōu)勢(shì),成為AI數(shù)據(jù)中心自備電站的最佳選擇之一。據(jù)McCoy Power報(bào)告,2025年全球小型燃?xì)廨啓C(jī)(10-99.9MW)市場(chǎng)規(guī)模達(dá)到22.3GWe,創(chuàng)下歷史新高,需求幾乎翻倍至575臺(tái)。在這些需求中,50MW級(jí)燃?xì)廨啓C(jī)因?yàn)楣β蕶n次適合,是數(shù)據(jù)中心自備電站的首選。這次東方電氣集團(tuán)開了一個(gè)好頭,希望國(guó)產(chǎn)重型燃?xì)廨啓C(jī)能夠成為繼光伏、鋰電池、新能源汽車“新三樣”之后的中國(guó)制造業(yè)新的出口增長(zhǎng)點(diǎn)。
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