一、燃机市场的发展 世界燃机市场的发展 自1939年ABB推出世界第一台发电用燃机后, 燃机在发电领域得到广泛应用。 90年代起,世界天然气可采储量快速增长,来源可靠。加上联合循环技术的成熟发展,天然气发电份额快速增长。 世界燃机市场的发展——美国 1995-2014年,美国天然气发电量的年均增速高达9.5%,在总发电量中的比例也由14%增长至27.5%。 2015年4月,美国天然气发电量达到总发电量的31%(首次燃煤发电量)。 世界燃机市场的发展——日本 日本自20世纪70年代引入天然气后,燃气发电比例增长最快。 主要是利用液化天然气(LNG)发电,截止到2014年,日本可使用LNG发电的电站装机容量占总发电装机容量超过65%。 中国燃机市场的发展 1999年以前有车载燃机、船舶燃机研制,航改机使用,与GE合作制造燃机的经历。 到1999年天然气发电装机容量约720万千瓦,占全国装机容量2%,发电量1.4%,几乎全是油气田附近工业企业自用。 中国燃机市场的发展: 进入21世纪,我国加快天然气勘查开发,西气东输和液化天然气(LNG)进口等启动了燃机国内市场需求。 ◆ 2002年以来,国家通过三次“打捆招标”,哈尔滨、东方、上海三家汽机制造 厂分别引进GE、三菱、西门子的F级燃机制造技术,进行本地化制造,基本满足了我国电力工业的市场需求 。 ◆ 2014年,上海电气与西门子合作破裂,转而收购意大利安萨尔多40%股权,与安萨尔多开展合作。 ◆ 到2016年,燃气发电装机容量7011万千瓦,占总装机4.2%;发电量占总发电量3.1%。 ◆ 我国天然气发电厂主要分布在东南沿海,长三角,珠三角,京津等经济较为发达的省市,内陆省市数量较少。 ◆ 广东,福建及海南三省占34%,苏浙沪三省市占比约为32%,京津占比约为 23%。 “十三五”期间,我国进一步加大天然气供应,提高天然气消费比重。 ◆ 随着我国西气东输、近海天然气开发、液化天然气(LNG)引进、可燃冰开发、煤层气的综合利用、分布式电源建设等工程快速发展,为燃 机发电保障了天然气供应; ◆ 我国能源结构优化和环境污染治理进入实施阶段,重型燃机对我国调 整能源结构、实现能源清洁高效利用、优化发电模式有重要作用。 中国燃机市场的发展:未来,我国天然气燃气轮机发电增长空间大。 ◆ 与世界平均水平相比,我国天然气发电呈现装机容量和发电量“双低”状态。 ◆ 按F级/H级燃机容量估算,“十三五”期间新增F级/H级燃气轮机组约100台;到2020年我国仅F/H级在运、在建机组超过250台套。 二、中国燃机自主化历程 ■ 研发起步于上世纪50年代末,历经六十多年,但一度几乎中断。 80年代起,仿制/合作生产,南汽厂测绘仿制GE公司MS5001(23MW), 与GE合作生产PG6581(6B/36MW)。 1980~2000年,燃气轮机产业因油气供应严重短缺、“以煤代油”的能 源政策而基本停滞,出现断代。仅南京汽轮机厂保留了燃机制造业务。 2000年以后,发改委 实施“打捆招标”引进国际F级重型燃机,国内相关单位也通过自主研发、设施建设、国际并购等多种渠道,在发展重型燃机方面开展了一些工作。 ■ 形成了以哈电、东方电气、上海电气三大动力为核心、多家企业配套的重型燃机制造业,冷端部件制造和总装工艺装备已达到国际水平,国产化率达70%。 发电企业成功开展了燃气电站设计、设备成套、机组运行、检修维护、技术改进等工作,形成了相应的经验和技术标准。 ■ “十五”863重大专项课题“R0110重型燃气轮机设计研制与调试” R0110为E级+重型燃机,设计功率114500k,热效率36%。 研制工作始于2002年,2003年底通过设计工作验收,2008年底通过项目阶段验收;2010 年起,为了整机试验验证,中航工业与中国海油合作建设重型燃机尝试考核示范电站,开展整机试验验证;2012年12月通过72小时带负荷单循环调试试验,2013年11月,通过168小时联合循环调试试验,2014年3月21日,通过科技部验收。 但2014年秋季因燃烧系统和控制系统设计问题,发生毁机事故。 ■ 东汽50MW级F级重型燃机自主研制 该项目被列入国家重大技术创新及产业化项目,重点突破重型燃机设计技术、热部件制造技术 、试验和测试技术。 2009年起步,2014年全面启动试 验;2015年完成压气机分段试验;2017年完成了1-17级压气机整体试验、燃烧室和高温透平分段试验,整机试验台开工建设。 2018年完成样机整机装配后将进行 满负荷实验,争取2020年投入商用。 东汽50MW燃机压气机整体试验台 ■ 华清公司CGT-60F 国家发改委于2008年1月批准成立了燃气轮机与煤气化联合循环国家工程研究中心,2010年8月转为由清华控股等7个股东联合出资成立的独立法人企 业,即华清公司。 华清公司开展了CGT-60F重型燃气轮机核心技术的自主设计、研发和试验等工作。 截止目前,CGT-60F燃机研制项目已经完成了概念设计、初步设计、详细设计、施工设计及部分部件试验等研制工作,基本走完了设计流程。开展了首台样机核心热部件的试制和试验工作。CGT-60F燃气轮机后续再经过部件试验、改良设计、整机试验验证后,将来有可能作为商业机组推向市场。 三、未来道路和思考 ■ 我国重燃技术和产业存在的问题 1、在发电市场上还没有自主的产品; 2、还没有走完研发、设计、制造、运行完整的流程; 3、还没有开展150MW以上产品开发; 4、在设计、试验验证、材料体系、加工制造等环节都存在短板; ★ 重型燃机市场呈现出寡头垄断的典型特征,进入门槛高。 ★ 技术发展上呈现功率越来越大、效率越来越高、排放越拉越低、 燃料多样化、高可靠性的要求。 ★ 成本越来越低。F级联合循环建成价比投资为670至685美元/ 千瓦,G/H级联合循环机组建成价比投资接近F级。降低产品全生命周期的综合成本,提高运行灵活性、综合运行效率和利 用率。 ★ 产品更新越来越快。近年来,国际主流重燃制造商平均2至3 年更新一代产品。 自主化必须要实现! 在这样的市场环境中,如何实现自主化? 显然任何一家国内企业都不具备仅仅依靠自身力量完成这个任务。 中国制造最大的优势是我们的市场规模,但重型燃机的市场规 模够大吗? 沿着5万、7万、R0100的道路,能实现重燃追赶的目标吗? 三大动力引进、合作制造的道路能通向自主化吗? 三大动力都想成为独立自主的重型燃机OEM显然不现实。 用户牵头的模式:2014年9月原中电投集团与哈电集团、东方电气集团、上海电气集团组建了中国联合重型燃气轮机技术有限公司(原名中电联合重型燃气轮机技术有限公司)。 中国重燃如何完成任务?小核心、大协作、开放式、专业化 |
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