近日，東方鍋爐成功簽訂了四川華電內江白馬2×475兆瓦燃氣輪機項目以及中海油深圳項目的燃機空氣冷卻器合同。這標志著東方鍋爐在重型燃機空氣冷卻器領域成功打破了國外技術的壟斷，突破了“卡脖子”技術難題。

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東方鍋爐以強大的自主研發(fā)實力，助力重型燃機空氣冷卻器的國產化進程，填補了國內技術的空白。這一成就對改善能源結構、保障國家能源安全具有重大意義，彰顯了央企擔當?shù)挠埠藢嵙Α?/p>

PART 01

東方鍋爐

此次合同簽訂的意義

燃氣輪機譽為裝備制造業(yè)“皇冠上的明珠”。市場上以美國GE、日本三菱重工、德國西門子等少數(shù)幾家公司控制的局面為主。國內三大燃氣輪機公司——東方電氣集團與三菱重工、哈爾濱電氣集團與 GE公司和上海電氣集團與西門子門子公司合作，生產成熟的E級、F級及以上的重型燃氣輪機。

燃氣輪機空氣冷卻器（TCA）作為國內 M701F級燃氣輪機透平冷卻系統(tǒng)的關鍵核心裝備，可提高燃氣輪機對透平冷卻空氣的能量回收，進而提升燃氣輪機出力和整個系統(tǒng)效率。在設計和制造上要求特別高，一直以來都被國外壟斷，制約著我國大型高端燃氣輪機的自主可控和能源安全，國內把這塊自主研制作為實施創(chuàng)新驅動發(fā)展戰(zhàn)略的重要領域，也是建設制造強國的重要支撐。

而東方鍋爐作為國內重要的能源設備制造商，一直致力于自主研發(fā)和科技創(chuàng)新。此次成功簽訂的合同不僅體現(xiàn)了東方鍋爐在燃氣輪機領域的技術實力，更彰顯了其在全球能源裝備競爭中的領先地位。東方鍋爐憑借其強大的研發(fā)實力和專業(yè)技術團隊，成功攻克了燃機空氣冷卻器領域的多項難題，打破了國外技術的壟斷，成功突破“卡脖子”技術，實現(xiàn)了該領域的國產化。

四川華電內江白馬2×475兆瓦燃氣輪機創(chuàng)新發(fā)展示范項目是四川省首個“以氣代煤”的燃機項目，項目建成投運后年預計耗氣量約2.215億立方米，年發(fā)電量最高可達35億千瓦時。東方鍋爐自主設計的燃機空氣冷卻器將在這個項目上實現(xiàn)首次國產化應用，該項目將有效提升川南地區(qū)能源保障能力，為四川華電提供更加穩(wěn)定、可靠的能源支持，同時也將推動我國燃氣輪機技術的發(fā)展。

此外，關鍵裝備的自主研制也加速了東方鍋爐打造“大國重器”的進程。團隊創(chuàng)新設計理念，從設計、制造、試驗到維修服務多維度進行突破，解決了一系列制造技術難題。他們制定了一套經(jīng)濟性、安全性、高質量的制造工藝技術方案，并成功將產品推向了市場。

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PART 02

燃氣輪機

簡單介紹

燃氣輪機是一種動力機械，主要依賴連續(xù)流動的氣體來將熱能轉化為機械功。通常，燃氣輪機是由三部分組成的簡單循環(huán)：壓氣機、燃燒室以及燃氣透平。這種設計簡潔，凸顯出燃氣輪機的一系列特點，像是小體積、輕重量、快速啟動，以及對冷卻水需求較少或無需求。

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在運行中，燃氣透平通過膨脹來做功，從而驅動壓氣機，這在一定程度上是燃氣輪機效率的保證。在簡單循環(huán)內，透平產生的機械功有大約1/2到2/3用于驅動壓氣機，而剩余的1/3到1/2的功率用于推動發(fā)電機等外部設備。燃氣輪機的啟動最初需要外部動力來源，比如啟動機，直到燃氣透平產生的功率超過壓氣機消耗的功率，此時啟動機會脫開，允許燃氣輪機獨立運行。

燃氣輪機的工作過程如下：壓氣機持續(xù)從大氣吸入空氣并進行壓縮，壓縮后的空氣送入燃燒室，在那里與噴入的燃料混合燃燒，形成高溫燃氣。這些高溫燃氣流入燃氣渦輪進行膨脹作功，并使渦輪和壓氣機葉輪旋轉。由于燃氣的高溫做功能力增強，使燃氣渦輪不僅能夠驅動壓氣機，還能輸出額外的機械功。

燃氣輪機效率受燃氣初溫和壓氣機壓縮比這兩個關鍵因素的影響。通過提升燃氣的初始溫度和相應增加壓縮比，可以實現(xiàn)效率的顯著提高。在1970年代末，壓縮比高達31是常見的現(xiàn)象。工業(yè)和船用燃氣輪機的燃氣初溫通常高達大約1200℃，而航空燃氣輪機的初始溫度則超過1350℃。

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在能源領域，燃氣輪機有著重要的應用。它可以用于為發(fā)電機提供電力，或者作為泵和壓縮機的動力源。同時，由于燃氣輪機可以快速啟動并具有較高的效率，因此它也是調峰電站的首選。在石油和天然氣行業(yè)中，燃氣輪機被用于驅動各種設備，如壓縮機和泵。此外，燃氣輪機還被用于生產合成氣和氫氣等化學物質。

PART 03

東方鍋爐

燃氣輪機的介紹

一直心懷“國之大者”！東方鍋爐聚焦產業(yè)前沿，鉆研技術難點。為了構建高端裝備產業(yè)完整的研發(fā)制造產業(yè)鏈，公司形成了自主高效的技術創(chuàng)新、產品制造和質量控制體系。由化工核電裝備工程公司牽頭，東方鍋爐成立了一支專門的攻關團隊，他們采用多部門融合、全流程協(xié)同的高效研發(fā)模式，針對燃機空氣冷卻器進行了強度、性能計算研究，并對關鍵結構進行了流場、應力分析研究和設備振動分析。

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在這個過程中，團隊成功攻克了多項關鍵難題：

1、換熱性能計算要求高：需要精確計算熱交換效率，考慮多種因素并采用先進數(shù)值模擬方法。高精度計算能確保冷卻器符合燃機運行要求，并減少能源消耗。

2、出口冷卻空氣溫度控制精確：通過結構設計優(yōu)化和冷卻水流量控制來調整溫度。實時監(jiān)測溫度并通過控制系統(tǒng)實現(xiàn)精確控制。

3、設備壓降小：通過優(yōu)化冷卻器結構和設計來降低設備壓降。選擇高性能材料和制造工藝也能提高性能并降低能耗。

4、應對負荷波動：采用可調節(jié)的結構設計和材料選擇來增強冷卻器的適應性。例如，可調節(jié)百葉窗、改變冷卻器形狀和結構等措施來應對負荷波動。選擇穩(wěn)定材料和制造工藝也能提高設備的抗波動能力。