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硬核科技成就國產“爭氣機”

2024年03月28日09:14 | 來源:科技日報
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原標題:硬核科技成就國產“爭氣機”

  圖為具有自主知識產權的F級50兆瓦重型燃氣輪機。受訪單位供圖

  ◎王玉丫 實習記者 劉 俠

  3月16日,在四川德陽國家經濟技術開發區分布式能源站的控制室內,隨著屏幕上“72+24小時”的倒計時歸零,由東方電氣集團東方汽輪機有限公司(以下簡稱東方汽輪機)自主研制的F級50兆瓦重型燃氣輪機G50(以下簡稱G50)結束滿負荷試運,正式投入商運。

  東方汽輪機依托自主研制的G50,在解決關鍵技術的同時,成功搭建F級燃機自主設計體系,掌握了燃氣輪機整機與核心部件設計方法,啟動了包括15兆瓦、80兆瓦、摻氫燃機等燃機的系列化自主研制工作,並帶動產業鏈上下游企業共同參與,培育了一條完整的燃氣輪機國產化產業鏈。

  兼具高能源轉換效率低排放

  “G50是一種用天然氣發電、功率為50兆瓦的大型發電設備。相較於傳統燃煤發電機,燃氣輪機有更高的能源轉換效率和更低的排放。”東方汽輪機全國重點實驗室重型燃機裝備研究所副主任李鑫說。

  李鑫介紹,在電網中,燃氣輪機具有多種作用。它可以與其他發電設備組合成聯合循環系統,迅速響應電網負荷波動,保持電網的穩定運行,並與風能、太陽能等不穩定的可再生能源相配合,根據可再生能源的供電變化快速調整發電量,提高可再生能源利用效率。同時,它還可以作為備用電源,在主電源故障或特殊情況下提供緊急電力支持。

  “燃氣輪機的廣泛應用意味著更穩定可靠的電力供應和更清潔幸福的生活環境。”李鑫表示,對國家而言,燃氣輪機的推廣應用還有助於減少我國對於傳統能源的過度依賴,推動能源向清潔、低碳、可持續發展的方向轉變。

  自主創新突破關鍵核心技術

  李鑫介紹,G50又被稱為“爭氣機”,其自主創新的鮮明屬性打破了過去我國關鍵技術被“卡脖子”的局面,提升了國家能源安全水平。

  同時,G50還能根據國內能源市場的需求和特點進行靈活定制和優化,更好地適應國內環境和行業發展需要。且G50在設計、制造、運營和維護方面也能更好地符合國內工業標准、法規和環境要求,具有更高的本土化生產能力。“這種強大的適應性意味著G50可以更好地滿足國內電力行業的需求,並為我國能源領域的發展提供更多可能性。”李鑫補充說。

  談到G50在研制過程中採用的新技術,東方汽輪機全國重點實驗室重型燃機裝備研究所副主任張瓊元打開了話匣子。“透平葉片作為燃氣輪機核心熱端部件之一,其精密鑄造技術一直被國外封鎖和壟斷。”他說。

  張瓊元介紹,為實現透平葉片精鑄工藝快速研發,東方汽輪機綜合採用了計算機數值模擬仿真、陶瓷型芯和樹脂模增材制造等先進技術,結合精鑄工藝試驗,有效減少了試驗次數和修模次數,降低了工藝研發成本,縮短了研發周期,實現了透平葉片精鑄工藝快速研發。

  此外,相關研發團隊還通過工藝優化的方式,先后解決了縮鬆、熱裂、尺寸變形、夾雜等問題,掌握了大尺寸透平葉片陶瓷型芯制備和脫除技術、陶瓷型殼制備技術、尺寸精度控制技術、冶金缺陷和組織缺陷控制技術等,建立了具有自主知識產權的技術標准和規范。

  張瓊元表示,目前東方汽輪機已完成了多台份G50透平葉片的自主生產,處於國內行業領先水平。

(責編:羅知之、李楠樺)
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