机械驱动用燃气轮机综述

摘 要：机械驱动用的燃气轮机是地面燃机的一种，已经在国民经济许多部门，特别是在油田、炼厂、化工厂、天然气的压缩、储存、输送等方面得到了新的广泛的应用。燃气轮机产业是国家战略性高技术产业，发展燃气轮机产业，对于推动国家产业结构调整与转型升级，提升经济发展质量和效益具有重大战略意义。本文通过综述国内外燃气轮机产业的发展现状，总结了我国燃气轮机产业的主要差距，论述燃气轮机技术发展趋势，希望能对我国燃气轮机产业发展起到借鉴意义。

关键词：燃气轮机 发展现状 趋势

引言

燃气轮机是以燃气为动力的旋转机械，和蒸汽轮机一样都是一种透平膨胀机械，所不同的是，它是以燃气而不是以水蒸气作为膨胀介质。燃气轮机在某些场合作为机械驱动具有明显的优点，例如在油气资源丰富，电力紧缺，工艺气体可以综合利用，海上及边远地区等。但长期以来，由于燃气轮机的技术复杂，设备成本高，并主要依靠进口，因此限制了它的应用。随着技术的不断进步，燃气轮机的效率不断提高，使用也更加方便，开始在国民经济许多部门中获得了新的应用。除在发电上大量应用外，在油田、炼厂、化工厂、海上平台、油气田的注水、注气、天然气的压缩、储存、输送等方面得到了广泛的应用。

1 国内燃气轮机产业技术发展现状

1.1我国重型燃气轮机产业技术发展现状

国内重型燃气轮机产业制造方面，分别以哈电集团、上电集团、东方电气集团、南京汽轮电机（集团）有限公司为核心，形成了相应的燃气轮机制造产业群，目前，全行业具备了年产四十套左右燃用天然气的F和E级重型燃气轮机以及与之配套的燃气～蒸汽联合循环全套发电设备的能力，可以基本满足我国电力工业的市场需求，但仍然需要继续对其进行深入的研究和优化。

1.2我国轻型燃气轮机产业技术发展现状

我国轻型燃气轮机在研制开发能力方面，具备初步配套的部件性能、强度和各系统、整机试验设施以及相应的测试手段，基本可满足轻型燃气轮机试验的需要。在制造方面，基本具备了研制生产航改机和轻型燃气轮机的能力，但同类机型在主要性能指标上与国外仍存在较大差距。

2 国内外燃气轮机产业的技术差距

我国燃气轮机产业发展走的是一条分散、重复、曲折而艰难的道路，缺乏产业发展基础，尚未形成科学的产业体系。其差距主要表现在以下方面：

2.1燃气轮机产业研发技术较弱

由于历史原因，我国至今没有掌握具有自主知识产权的燃气轮机的设计与制造技术。虽然我国发电设备制造业通过打捆招标与合资引进天然气重型燃气轮机发电机组制造技术，但外方坚持不转让燃气轮机设计技术和高温部件制造等技术，燃气轮机的核心关键技术目前还受制于人。

2.2重型燃气轮机研发技术较弱

目前我国重型燃气轮机总体水平与国外相比差距依然较大，具体表现在：一是未掌握F级/E级燃气轮机热端部件制造与维修技术以及控制技术，热端部件依赖进口。二是未形成完善的研发体系，更不具備G级/H级燃气轮机以及未来级燃气轮机产品研发能力和技术。

2.3轻型燃气轮机研发技术较弱

微型燃气轮机和中小型燃气轮机研发和技术与国外相比，中小型工业燃气轮机行业存在较大差距，具体表现：一是中小型燃气轮机研制处于起步阶段，虽然研制了几型产品，市场尚未认可，国内市场被国外燃气轮机垄断。二是尚未完全掌握工业燃气轮机的关键技术，特别是低排放燃烧室、多种燃料燃烧室和高温涡轮冷却叶片等设计技术，未形成工业燃气轮机研发体系。微型燃气轮机还未完全建立设计、制造和运行的完整体系，微型燃气轮机部分关键技术尚未取得突破，产品尚未开始应用，高性能微型燃气轮机目前完全依赖进口。

2.4燃气轮机产业化能力相对较弱

燃气轮机的开发需要具备一套完整的设计、制造和试验体系。燃气轮机轮机开发体系需要基础科学能力、制造工艺水平、材料研发能力以及试验技术的支撑。这些支撑，是燃气轮机研发所必须具备的条件能力。我国发展燃气轮机的产业基础力量相对薄弱，在设计能力、试验能力、加工能力和材料四大要素中，薄弱的环节是设计能力、试验验证能力、高温合金材料体系和能力，相对较好的是加工能力，但是也缺乏关键核心部件的加工能力。

2.5燃气轮机产业配套体系不全

为满足核心企业燃气轮机产品制造的需求，我国对燃气轮机产业部分配套能力进行了发展，主要集中于燃气轮机制造配套能力建设方面，以冷端部件制造需求和辅助系统需求方面为主。但是已形成的配套能力中，均不具备关键核心热部件原材料、锻件、加工制造配套能力，不具备完整的燃气轮机研发设计配套体系，不具备完整的燃气轮机材料配套体系。与发达国家相比，存在巨大的差距。

3 燃气轮机技术发展趋势

3.1燃气轮机功率的发展趋势

无论是简单循环还是复杂循环，世界燃气轮机的功率与效率逐步提高，耗油率不断降低。简单循环燃气轮机主要通过提高压比、提高涡轮进口温度、提高部件效率等措施提高功率与热效率并降低耗油率。

3.2燃气轮机沿着适应环保要求的趋势发展

目前，燃气轮机主要通过采用低污染物排放燃烧技术，新型低排放燃烧室的采用，将会大大降低NO x、CO、UHC和颗粒状物等的排放量，随着节能减排要求的提出也将会逐步应用于舰船燃气轮机上。

3.3燃气轮机产品向系列化、谱系化发展

以基准航空发动机为基础，燃气轮机设计与制造商改型研制不同类型和不同功率的燃气轮机，充分体现了“一机为本、衍生多型、满足多用、形成谱系”的特点，不仅赋予航空发动机顽强的生命力，达成更新换代的良性发展态势，也保证了燃气轮机的可靠性、先进性、周期短、风险低和成本低。

4 结语

就当前的发展情况来看，我国的燃气轮机发展与国际发展水平依然具有一定差距，我国燃气轮机的发展明显滞后、燃机控制系统的研究更是基础薄弱，开展我国燃气轮机的控制技术和控制系统研究已经迫在眉睫，这需要我国相关人员及部门的不断努力，不断探索更好地应用技术，促使重型燃气轮机走上自主研究、消化、吸收相结合的发展之路，促使我国燃气轮机的发展越来越好。

参考文献：

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