【电力】国产30MW级轻型燃气轮机研制取得突破性进展

引言：

       蒸汽机、汽轮机、内燃机、燃气轮机等 动力机械的递进发展推动了工业文明的进步，燃气轮机涉及高温高压高负荷，代表机械动力的最高水平，是国家综合国力的象征，实施“航空发动机和燃气轮机科技重大专项”已列为国家战略。

        燃气轮机 分为 重型结构和轻型结构， 轻重结构燃机的重量差数十倍。 重型结构 燃机体型重，结构件一般采用传统金属材料，仅用于地面固定式发电； 轻型结构 燃机体型轻巧，大量使用钛合金、高温合金等先进材料，适合移动环境使用，如航空发动机、舰船燃机、快速布置的应急电源和分布式能源。

        轻型燃气轮机由于其单机功率大、体积小、重量轻、启动加速快、操作维护性好等优点，获得越来越广泛的应用。 在民用领域，30MW级燃气轮机是天然气管道运输和分布式能源发电的核心装备，目前国内在用的已经有200多套，基本被国外厂商垄断，维护维修价格奇高， 迫切需要自主可控保障。随着进口与自产天然气资源的不断丰富，我国未来10-20年将迎来燃气轮机巨大发展机遇，相关产值将达万亿规模。

01、国产TGD30轻型燃气轮机研发

        中国科学院工程热物理研究所 一直致力于能源动力领域的研究，建立了燃气轮机关键部件和整机设计体系，在此基础上对标国际先进燃机型号开展了轻型燃气轮机关键技术研发。 青岛中科国晟动力科技有限公司（简称中科国晟） 基于中科院工程热物理所燃气轮机关键技术，致力于轻型燃气轮机的研发和产业化， 主要包括20MW、30MW和50MW等型号。目前30MW燃气轮机已完成工程设计和国产化制造，进入小批量生产和工业示范运行阶段。

02、国产TGD30燃气轮机应用案例

       中科国晟 建立了 整机自主设计和零部件国产供应链体系 ，突破了整机装配工装工艺和关键设备开发，形成了支撑先进轻型燃气轮机自主发展的工程化平台。 整机应用业绩方面 ，在天然气管道压缩驱动领域， TGD30燃气轮机纳入国家管网集团重点项目，通过了中国航空学会的专家鉴定，在西气东输管道孔雀河压气站启动工业性试验，目前已通过72小时连续稳定运行，计划2023年完成4000小时运行。 在分布式发电领域， TGD30燃气轮机正在河南省开展焦炉煤气分布式发电示范，2022年电站已稳定运行超过630小时，计划2023年完成2000小时运行，充分验证燃气轮机产品可靠性。

03、轻型燃气轮机行业与市场分析

       轻型燃气轮机一般由航空发动机型号改型而成， 在技术路线上一般采用航空发动机的核心机，对低压压气机、低压涡轮、燃烧室、进排气等结构进行有针对性的修改，以满足海平面和陆地的运行条件和性能需求。鉴于以上技术层面的原因，当今世界几十兆瓦级别的先进燃气轮机型号都是由航空发动机改型而来，且核心技术都掌握在老牌航空发动机公司，如美国通用电气（GE）公司、英国罗罗（RR）公司、美国普惠（PW）公司等。

        从国内来看，30MW等级燃气轮机的市场潜力巨大。 在我国节能减排政策导向下，分布式能源成为必然趋势，保守估计未来10-20年将至少有300台套的市场规模。按照国际同级别燃机价格，30MW燃机每台套全生命周期售价为3.5亿元人民币左右，以此可估，总市场规模超过1000亿元人民币。

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