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上海中长期科技重点领域技术预见研究—微小型燃气轮机技术与产品

发布时间:2016-07-01 发布来源:金沙娱乐网址

  随着我国社会经济的迅速发展,能源需求增长速度远超预期,带来了多方面的挑战。以微小型燃气轮机为核心装备的天然气分布式能源具有节能减排、分布式应用、保证能源安全等优点,越来越受到推崇。《国家能源科技“十二五”规划》中明确要求到2015年,建成1000个左右天然气分布式能源项目、10个左右各具特色的天然气分布式能源示范区,完成天然气分布式能源主要装备研制,初步形成具有自主知识产权的分布式能源装备产业体系。因此,微小型燃气轮机发展的市场前景非常广阔。同时微小型燃气轮机作为动力装备皇冠上的明珠,具有多种优势和广泛的应用前景。
  
  主要特点:效率高、占地小、保护环境、减少供电线损、降低应急突发事件。
  
  应用市场:民用(具备矿企业、写字楼、宾馆、医院等的公用区域)+军用(舰船、无人机、巡航导弹等)。
  
  功能作用:改变能源使用结构和供应方式,缓解南方用电紧张、减小电网峰谷差、提高用电安全
  
  我国微小型燃气轮机技术发展方面,整体而言,发展较为迟缓,主要是因为是以下两点:
  
  一是具有自主知识产权的设计技术:包括整机的设计能力(总体热力与结构),整机设计体系,核心部件(燃烧室和透平等)的设计、试验、服务能力;
  
  二是关键原材料的研发、工艺技术,如透平、燃烧室等,需要高温金属材料及涂层材料,随着燃气轮机性能的提高,对这些材料在强度、耐温、寿命等一系列方面的要求不断提高,对原材料的生产制造工艺要求非常高。
  
  两方面的关键技术相辅相成,相互影响,是主要瓶颈。由于国外在燃气轮机核心关键技术方面,一直对我国采取了封锁的政策,所以国内相应设备的关键原材料均依靠进口,导致了国内设备价格较高,产业发展迟滞。但通过近二十多年来的发展,国内在华北、东北、西部、长三角等区域已具备了一定的燃气轮机发展基础。
  
  上海在微小型燃气轮机技术研发方面具有一定的优势,拥有一批高素质技术研发专家和上海大学、中科院上海高等研究院、新澳公司等科研机构和重点企业,主要有以下三点优势:
  
  (1) 拥有实力雄厚的燃机制造经验:上海电气集团通过对西门子E/F级重型燃气轮机制造技术的引进、消化、吸收,拥有了完备的重型燃气轮机制造设施和体系。同时2012年,华电与通用在上海建立的合资制造公司,也进一步提升了上海燃气轮机的制造能力;
  
  (2) 拥有专业的燃气轮机技术队伍:经过多年的发展,上海在燃气轮机领域,从基础研究、设计研发到生产制造,从关键材料、零部件到整机成套,产学研用各单位已积累形成一支人才队伍,包括上海交通大学、上海发电设备成套院、中国科学院上海高等研究院、上海大学、上海理工大学等;
  
  (3) 拥有大量的燃气轮机联合循环运行经验和示范项目:在燃气轮机产品的工程应用示范方面,上海最早开始了天然气分布式能源的项目实践,目前已建设20多个分布式能源供能系统,并通过虹桥公共事务管理中心、浦东机场等项目的探索,取得了大量工程建设及集成实践经验。
  
  上海在“四个中心”建设中明确提出,坚持技术先导,聚焦产业高端、聚焦重点领域,着力抢占产业科技制高点,作为分布式发电核心装备,动力装备皇冠上的明珠,发展微小型燃气轮机具有非常好的市场前景。建议发展中可以采取如下策略:
  
  (1)坚定自主研发,结合自身优势,错位竞争
  
  燃气轮机产业极其重要且技术壁垒非常高,即便国家曾采用捆绑招标的方式,引进了几大国际燃气轮机制造厂商的制造技术,但发展到如今这个阶段,国内已经掌握了燃气轮机冷端部件的国产化制造技术,但在整机及部件设计、热部件的材料研制及部件制造、燃气轮机调试维修服务方面依然处于落后的地位,国外对中国实行了燃气轮机关键技术的封锁,意味着只有自主研发才能走通这条燃气轮机之路。而国内已经有100 kW和1 MW率先研制成功,上海可以通过选择其他功率范围进行研发如300/600KW、6MW等,结合上海本地企业和高校的基础,实现错位竞争。由于上海在重型燃机方面有着良好的产业和制造积累,在微小型燃气轮机的研发具有一定的优势。
  
  (2)组建攻关平台,以企业为中枢,整合资源
  
  由于燃气轮机的研发投入巨大,且能源军用设备涉及国家能源安全战略和经济命脉,属于国家的支柱产业,所以由政府整合资源,引导大型国有企业发展并主导自主燃气轮机产业,鼓励中小型企业专攻部件技术,实现企业资源的统筹安排。以企业为中枢,产学研三位一体发展,组建攻关平台。应用技术研究的主体不一定是企业,但企业应该是中枢,高校科研院所是配套的技术源。由投资开发商、机组研究设计制造商、工程服务商形成一个整体,研制出整机样机,具体进行项目研发实施,将高校科研院所的各方面技术研发能力(包括材料研制、仿真模拟能力等),充分应用于机组设计制造商的样机实现过程中,真正做到产学研用,将样机最终实现在上海本地的设备应用运营商手中,解决首台业绩及科学技术实践的多要素创新。
  
  联系方式:金沙娱乐网址 科研管理部门 wuyy@shandongcars.com;课题联系人巫英wuying@shandongcars.com

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