“十五五”开局之年,国资央企扎实推进提质增效稳增长,有效投资增速强劲,有力支撑国民经济行稳向好、产业发展向新向优。国务院国资委新闻中心开展“走进新国企·聚势启新程”主题采访活动,生动展现中央企业扩大有效投资的丰硕成果和进一步规划。近期,我们启动了第三轮主题采访,走进东北地区的火热一线,直击科技创新驱动产业向高端化、智能化、绿色化升级的蓬勃态势。
在河南,焦化生产中产生的煤气,成为电厂持续发电的燃料;在南海,油气开采时带出的伴生气,为远离陆地的平台提供生产和生活用电。很多不同的工业现场,都用上了同一类名为“太行”的国产动力装备。
我国自主研制的“太行”系列航空发动机,曾为多型先进战机提供动力。如今,传承航空技术的民用燃气轮机沿用这一名字,将高端动力技术用在了更广阔的能源市场。从支撑飞行到服务工业,这样的转变怎样实现?曾经依赖进口的装备,又如何凭借自主技术赢得市场?
近日,“走进新国企·聚势启新程”主题采访活动第三轮第一站,小新与新华社、中央广播电视总台、科技日报、中国新闻社、人民画报、中国证券报、央广网、中国经济网、澎湃新闻、界面新闻、国有资产管理、国资报告等新闻媒体一道,走进位于沈阳的中国航发燃气轮机有限公司,从装配厂区、重型燃气轮机试车台到综合展厅,探寻国产燃机从技术积累走向产业应用的最新答案。
媒体报道
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同源不同用
航空“家底”练出民用新本领
燃气轮机被誉为高端装备制造业“皇冠上的明珠”,是国家能源安全的战略基石,体现着一个国家的高端装备制造能力。长期以来,这类高端装备较多依赖进口;如今,国产重型燃气轮机也能走向海外,它就是“太行110”。
“太行110”
2025年9月,“太行110”首台套商业机组从此次探访的制造装试基地出厂,标志着我国自主研制的110兆瓦级重型燃气轮机迈入商业化应用新阶段,据介绍,该机组在联合循环模式下一小时发电量超过15万千瓦时,可满足上万个家庭一天的用电需求。
据中国航发燃机董事长卢继斌介绍:“燃气轮机是能源高效转换、洁净利用、多领域应用的核心装备,从油气开采到区域供电供热,许多生产现场都需要燃气轮机提供动力。”
燃气轮机通过燃料燃烧向外输出动力:空气经过压缩,与燃料混合燃烧,产生的高温燃气推动涡轮旋转,对外输出机械动力。带动发电机,它便能发电;连接工业设备,则可以承担机械驱动任务。燃气轮机机组能否稳定工作,直接关系着所服务项目的能源供应与生产运行。
支撑民用燃机研发的技术积累,来自航空发动机领域。燃气轮机与航空发动机工作原理相同、核心部件相似、制造过程相近,航空领域多年形成的设计方法、制造工艺和质量管理体系,能够为民用燃机所用。但从航空转向工业应用,还要围绕燃料条件、使用环境和运行需求重新开展适配与验证。
这条技术路线的早期探索,可以追溯到1998年。由中国航发沈阳发动机研究所牵头的团队,依托自筹资金开展7兆瓦级工业燃机研发。2003年,首台机组在河南濮城并网发电,验证了技术路线的可行性。2009年,团队启动双燃料型研制,将燃料切换与海洋环境适应性纳入攻关,逐步推动“太行7”走向实际应用。
“太行7”
“当年启动‘太行110’研制时,我国对重型燃气轮机的了解如同‘一张白纸’。”中国航发燃机总设计师赵勇在介绍研制历程时说。从这张“白纸”到能够交付的110兆瓦级重型燃机,研发团队联合全国100多家高校、科研院所与大型制造企业,历经20余年攻坚,逐步解决从关键部件到整机的自主研制难题。
2019年,中国航发整合民用燃气轮机产业资源,成立中国航发燃气轮机有限公司,将前期技术成果进一步向工程应用推进。如今,公司产品功率等级覆盖1至110兆瓦,分别面向不同功率和使用需求。
适应复杂工况
国产燃气轮机“真金不怕火炼”
从油气平台到焦化工厂,从分布式能源项目到调峰电站,工业用户对动力装备的要求各有不同:燃料要就地利用,设备要适应环境,供电还要跟上生产与用电需求的变化。持续、稳定地输出动力,是国产燃机走向工程应用必须通过的考验。
首先要解决的,是不同燃料怎样“烧得好”。焦化生产中的焦炉煤气、油气开采产生的伴生气,都是可以利用的能源,但其燃烧特性与常规燃料存在差异,不能简单换一种气体就投入使用。围绕中低热值燃料稳定燃烧、双燃料供应与切换等关键问题,中国航发燃机持续攻关,让机组能够更好地匹配用户的燃料条件。
“太行25”
面向大型焦化企业,“太行25”突破焦炉煤气燃烧等技术,在河南利源燃气电厂实现示范运行,将工业副产气体转化为发电燃料。面向海上油气生产,“太行7”则将伴生气利用与柴油备用保障结合,支持双燃料在线切换,兼顾就地取能与供电连续性。
燃料适配之外,设备还要在严苛环境中站得住、用得久。海上平台空间狭小、设备密集,机组安装和检修受到限制;高湿、高盐、强腐蚀的环境,以及风力和振动的影响,又对结构设计与设备防护提出了更高要求。
为此,“太行7”将防风、减振与结构布局统筹考虑,采用轻量化、紧凑的单元体设计,方便在有限空间内安装、拆解和维护;同时,围绕防潮湿、防盐雾、防霉菌开展技术攻关,增强机组对海洋环境的适应能力。
到2025年10月,中海油海南东方终端的一台“太行7”机组累计运行达到25000小时,累计发电1.22亿千瓦时,运行周期突破设计首翻期寿命。"太行25"利用焦炉煤气已安全稳定运行累计超过20000小时;“太行110”示范机组累计运行超过8400当量小时。不同功率等级的机组,在各自应用条件下积累了工程经验。
随着风电、光伏发展,电源出力与用电需求需要更好匹配。“太行110”具有启动迅速等特点,可用于天然气调峰电站,配合风电、光伏、水电等能源供电;在热电联产和联合循环应用中,还能利用排气中的热能,提高能源利用水平。机组选型与系统配置,需要服从项目整体的供电、供热和调节要求。
在公司本部的燃机大数据健康管理平台,现场监测、数据传输与远程分析衔接起来。机组运行参数持续回传,技术人员据此识别异常、预判故障并辅助处置,将部分维护工作前移,减少非计划停机对生产的影响。
从燃烧技术到结构防护,从负荷适应到运行维护,对复杂工况的应对贯穿了设计、制造与使用全过程。机组在现场用得稳、维护跟得上,项目投入才能持续发挥效益。
海上平台、调峰电站、分布式能源……
民用燃机打开更大市场
超300万累计运行时数、超30亿元海内外订单——截至此次采访,中国航发燃机“太行”系列产品已从示范应用走向批量销售。在国内,已与中国海油、中国大唐、中国华电等能源企业开展合作,业务覆盖海上油气平台、分布式能源、供热综合能源等领域。
从示范机组到工程采购,用户还要考虑装备的经济性与供应保障。据介绍,“太行7”全部核心零部件实现本土自主研发制造,相较同规格进口机组,购置成本降低约15%。自主装备进入市场,使能源企业在关键设备采购和后续维护上有了更多选择。
海外市场也出现了新的进展。据介绍,国产燃机已进入东南亚和中亚市场,并在浮式生产储卸油装置、燃驱增压等领域实现突破。今年3月,瀚辰精英海洋工程(江苏)有限公司批量采购5台“太行7”,拟用于马来西亚国家石油Sepat综合再开发项目的浮式生产储卸油装置。国内油气项目积累的应用经验,开始用于支持国产动力参与海外工程配套。
面向不断拓展的市场,制造与服务布局也在完善。此次探访的沈阳中国航发燃机制造装试基地已全面投产,与大庆、株洲等专业化基地协同;长三角区域服务网点落户江苏如皋,进一步靠近客户。制造基地承担生产和试验任务,区域网点衔接现场需求,使一台机组从出厂到投用、维护都有相应支持。前期设施投入由此与实际订单连接,逐步转化为产品交付和服务能力。
面向后续应用,燃料选择仍在拓展。中国航发已制定燃氢燃气轮机产业发展规划,开展相关研究与攻关。目前,“太行2”纯氢机组已商业运行,“太行7”完成纯氢部件验证,“太行25”实现50%至65%富氢燃烧。不同机型按各自进展向前推进,为燃氢发电等新应用准备装备方案,也为民用燃机产业拓展新的发展空间。
制造装试基地大楼
从蓝天到工业现场,“太行”拓展的不只是动力装备的用途。当自主研制的机组进入更多能源项目,技术突破就有了持续创造价值的载体,产业链也有了共同成长的机会。以有效投资推动科技成果转化,以产业发展增强关键装备自主供给能力,国产燃机不断拓展的应用版图,正在为能源安全与工业发展增添更坚实的支撑。
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