國內燃機自主研制概況

文德剛 黎汝堅

摘要：燃機是關乎能源安全的重大技術裝備，本文介紹了目前我國燃機主要研制企業情況，以及自主研制產品、示范推廣、研制進程的總體情況，簡單分析了當前我國自主燃機研制面臨的機遇。

關鍵詞：燃機?自主研制?概況

燃機是落實國家能源安全和可持續發展戰略，提升我國能源裝備水平的重大技術裝備。國內迫切需要建立自主可控的燃機產業體系，研制出具有自主知識產權、應用范圍廣泛、性能可靠、服務可控、能夠逐步實現國產化替代的燃機產品。

1主要研制企業

中國重燃，由國家電力投資集團有限公司控股，哈爾濱電氣、東方電氣、上海電氣共同出資，于2014年9月28日在上海成立，主要從事重型燃機設計、研發、試驗驗證、相關技術開發、技術轉讓、技術咨詢和技術服務、燃機試驗電站建設管理、運行維護等業務，并致力于形成自主知識產權的燃機核心技術。目前正在進行300MW等級、400MW等級燃機研制。

七〇三所，主要從事燃機產品的技術咨詢、研發、設計、制造、系統集成、現場技術支持、售后服務以及項目總承包，在中小燃機領域具有強勁實力，牽頭研制了國產30MW等級天然氣增壓用CGT25D燃機[1]。七〇三所目前正在開展15MW等級CGT15燃機等系列化產品自主研制。

中國航發燃機，2019年由中國航發集團和沈陽市政府共同出資，整合中國航發民用燃機產業資源后成立，其成員單位牽頭研制了110MW等級R0110燃機[2]。目前中國航發燃機重點發展“三輕一重”燃機系列化產品及業務，其中包括QD70輕型燃機、QD185輕型燃機和R0110重型燃機等產品。

東方汽輪機，隸屬于東方電氣集團，是我國研究、設計、制造大型發電設備的高新技術國有企業。2003起引進三菱技術逐步建立了除熱端部件之外完整的燃機制造體系。2009年率先在業內開展具有完全知識產權的G50燃機研制，歷經10余年于2020年實現了原型機滿負荷穩定運行，標志著東方汽輪機完整地具備了重型燃氣輪機的設計、制造、試驗全過程研制能力，推動了我國燃氣輪機產業的跨越式發展。目前東方汽輪機依靠G50燃機研制經驗正在開展系列化燃機產品研制[3]。

哈爾濱汽輪機，隸屬于哈爾濱電氣集團，二十一世紀初從GE公司引進F級燃機技術進行冷端部件制造、承擔了七〇三所國產30MW等級燃機整機制造。2016年與俄羅斯彼爾姆簽訂戰略合作協議，引進10～25MW系列燃機制造許可，生產GTU-16P、GTU-25P等燃機產品。目前正在聯合開發可用于發電和驅動的40MW等級GTU-40M新型燃機。

上海電氣，2003年通過國家“打捆招標”，引進西門子技術聯合生產西門子V94.3A燃機。2014與意大利安薩爾多燃機有限公司簽署協議，成立上海電氣燃氣輪機有限公司，研發、設計、生產重型燃機及其發電設備、輔助系統及零部件，提供技術咨詢、技術服務等相關配套服務。

南汽，二十世紀七十年代開始研制燃機。2018年6月國內唯一的GE6F.01/03燃機的全速空載試車站在南汽建成并投入使用，能夠滿足6F.01/6F.03兩種機型的出廠測試，是GE在貝爾福工廠之外全球唯一的6F燃機試車站。南汽目前正在開展NGT30燃機的研制。

此外，遼寧福鞍、新奧能源動力、上海和蘭透平等企業正在開展小型、微型燃機的自主研制。綜合來看，中國重燃、七〇三所、中國航發燃機、東方汽輪機四家單位總體研制實力較強，基礎條件較好，自主研制進度較為領先。

2當前自主研制的概況

據公開資料，到2020年國內可統計的自主研制燃機產品共有16款。包括上海新奧動力0.4MW等級ENN300燃機，上海和蘭透平2MW等級ZK2000-1A、ZK2000-1B燃機，中國航發燃機7MW等級QD70A和QD70B燃機、15MW?等級QD185燃機、110MW等級R0110燃機，遼寧福鞍燃機10MW等級LGT-010燃機，七〇三所15MW等級CGT15燃機、25MW等級CGT25D燃機、CGT25-EA燃機，南汽30MW等級NGT30燃機，哈氣40MW等級GTU-40M燃機，東方汽輪機50MW等級G50燃機，中國重燃300MW等級燃機、400MW等級燃機。以上自主研制燃機產品功率等級、適用領域、研制進展情況如下。

產品功率分布。功率等級1MW～7MW的共4款占25%、10MW～50MW的共8款占50%;功率等級100MW以上的有3款，是中國航發燃機研制的110MW級大型燃機，中國重燃研制的300MW等級、400MW等級大型燃機;功率等級1MW以下有1款，是由上海新奧動力研制的0.4MW等級微型燃機。產品功率等級分布明顯在1MW～50MW中、小功率等級區間集中，大功率等級燃機產品由于研制代價高，目前啟動研制較少。

產品適用范圍。當前國內自主研制燃機產品幾乎全部適用于發電領域，包括電站集中式發電、園區分布式發電、海上平臺發電、分布式熱電聯產、移動電源、應急電源等多種形式。另外，QD70A、QD70B、LGT-010、CGT15、CGT25-EA五種產品除適用于陸地環境之外還適用于海上平臺等環境，QD185、CGT25D燃機也可用于天然氣管線增壓驅動、機械驅動。

產品示范推廣。2019年9月9日，國家能源局批復公布了第一批24個燃氣輪機創新發展示范項目。上海新奧動力ENN300燃機，上海和蘭透平ZK2000-1A、ZK2000-1B燃機，中國航發燃機QD70A、QD70B、QD185、R0110燃機，遼寧福鞍燃機LGT-010燃機，七〇三所CGT25-EA燃機，南汽NGT30燃機，東方汽輪機50MW等級G50燃機共11款自主研制燃機產品入選，其示范內容均包含了自主化設計、自主化制造，示范應用的類型主要是分布式能源，也包括電力調峰和油氣類示范應用[4]。對列入燃機創新發展示范的項目，國家能源局給予了能源領域首臺（套）重大技術裝備的支持政策。

產品研制進程。目前，七〇三所研制的CGT25D燃機已投入商業應用;以R0110、G50為代表的11款入選國家能源局創新發展示范項目的產品，正在逐漸投入示范應用;七〇三所15MW等級CGT15燃機、哈氣40MW等級GTU-40M燃機、中國重燃300MW等級燃機、400MW等級燃機四種燃機產品總體上處于自主研發設計、試驗階段。

重點產品。七〇三所的CGT25D燃機，燃料為天然氣，額定功率26.7?MW，效率36.5%，最大連續輸出轉速5250?r?/min。2014年完成了全部工廠試驗，并完成廠內燃氣輪機與壓縮機的空負荷聯調試驗，通過了出廠鑒定，2016年正式投入生產運行[1]。中國航發燃機的R0110燃機，燃料為天然氣，發電機出線端功率110?MW，轉速3000?r?/min，發電效率34.5%。2008年完成了廠內全轉速空負荷試車第三方驗證，2012年完了成燃氣輪機機組?72?h?簡單循環試驗運行考核，2013年完成了168?h?聯合循環試驗運行考核，累計運行超過450?h，較為圓滿地走完了R0110?重型燃氣輪機研制的設計、加工制造、試驗運行的全過程[2]。東方汽輪機的G50燃機，冷端驅動，主要應用于分布式發電領域，燃料為天然氣，功率50MW，效率≥36.5%，轉速5933?r/min，2020年9月，G50?燃氣輪機首次運行至滿負荷，這是國內具有自主知識產權的?F級燃氣輪機首次實現滿負荷運行[3]。

3我國燃機自主研制面臨的機遇

我國正在努力建設世界一流科技強國，燃機產業創新發展迎來了新的歷史機遇。2017年5月12日，發改委、能源局聯合發布《依托能源工程推進燃氣輪機創新發展的若干意見》，提出“形成燃氣輪機自主研發、設計、制造、試驗、維修?服務和應用結合的高效機制，具備自主持續發展的能力，有效保障能源各領域對燃氣輪機需求”的發展目標，明確要求“提高天然氣發電利用比重，加快培育和發展各類型燃氣輪機的應用市場”。2018年4月11日，發改委、國資委、科技部等聯合發布《關于促進首臺（套）重大技術裝備示范應用的意見》，提出“以首臺套示范應用為突破口，推動重大技術裝備水平整體提升”。2021年3月發布的國家十四五規劃也提出：“堅持自主可控、安全高效，推進產業基礎高級化、產業鏈現代化，保持制造業比重基本穩定，增強制造業競爭優勢，推動制造業高質量發展”。研制用戶需要、適用多領域的燃機產品，實現產業自主可控，是當前新的國際形勢下我國燃機自主研制面臨的重大機遇，也是我國燃機研制企業共同的歷史使命。

參考文獻：

[1]郭剛等.30MW級管道燃機的國產化試制[J].燃機技術，2018，31（3）：1-7

[2]蔡寧生等.R0110燃機的自主研發[J].燃機技術，2014，27（3）：1-7

[3]孔祥林等.中國首臺F級50MW重型燃機的自主研制[J].天然氣工業，2020，40（12）：12-17

[4]國家能源局.國家能源局綜合司關于第一批燃氣輪機創新發展示范項目的公示[DB/OL].國家能源局網站，http：//www.nea.gov.cn/?2019-07/19/c_138239854.htm