近日,中国东方电气集团有限公司自主研制的15兆瓦重型燃气轮机(代号“G15”)在四川德阳下线。这是我国装备制造业继50兆瓦重型燃气轮机(代号“G50”)实现国产后的又一重要进展。
重型燃气轮机是迄今为止效率最高的热—功转换类发电设备,是发电和驱动领域的核心设备,由于其设计和制造的难度极大,被誉为装备制造业“皇冠上的明珠”,该行业长期由国际巨头垄断。
整机端自主研制取得重大进展将加速关键零部件国产化替代进程。目前,我国在燃气轮机设计、制造方面已具备较为完整的产业链条,未来将在80兆瓦重型燃气轮机、掺氢燃气轮机、纯氢燃气轮机等方面持续发力。机构觉得,本轮燃气轮机制造景气周期开启,高温合金、铸锻件及整机多环节有望释放业绩弹性,国产替代背景下行业机会来临。
据央视新闻,近日,中国东方电气集团有限公司自主研制的15兆瓦重型燃气轮机(代号“G15”)在四川德阳下线。这是我国装备制造业继50兆瓦重型燃气轮机(代号“G50”)实现国产后的又一重要进展。
重型燃气轮机是迄今为止效率最高的热—功转换类发电设备,是发电和驱动领域的核心设备,由于其设计和制造的难度极大,集中体现一个国家的工业水平,也被誉为装备制造业“皇冠上的明珠”,大范围的使用在能源、航空航天、工业制造、海洋工程等领域,是制造强国的重要标志,关系国家安全、综合竞争力的国之重器。
“G15”是东方电气集团继“G50”成功后的又一突破,该项目于2019年启动,2021年完成概念设计,2023年完成施工设计并开始部件制造。
东方电气集团介绍,“G15”机组功率为16.5兆瓦,热效率35%,联合循环一小时发电量超过2.2万千瓦时,可满足2500个家庭1天的用电需求;相较于同功率的火力发电机组,一年可减少碳排放超过15万吨。
据介绍,“G15”机组的零部件多达2万个,高度集成、体积小巧,不仅可用于热电联产、分布式能源、海上平台发电,还可以和光伏、储能等绿色低碳技术耦合,构建各种小型化场景的“源网荷储”综合能源运用。
为在集成精度上提升,东方电气集团将5G、人工智能、工业大数据、精密铸造、超音速火焰喷涂、3D打印、工业机器人等深层次地融合,建成9条燃机智慧制造产线,实现透平叶片精铸合格率超过80%、转子叠装一次合格率100%、总装周期缩短50%、燃机产能提升400%。
近年来,燃气轮机被大范围的应用在分布式能源、风光互补、生物质气化联合循环等领域。国家“十四五”规划强调,要逐步推进燃气轮机技术,向高端化、专业化发展,推进燃气轮机国产化进程。
目前,我国在燃气轮机设计、制造方面已具备较为完整的产业链条,未来将在80兆瓦重型燃气轮机、掺氢燃气轮机、纯氢燃气轮机等方面持续发力。
凭借G50、G15的成功经验,东方电气集团将持续推进自主燃机系列化研制工作,加快形成燃机谱系,满足多样化的应用需求,助力我国能源结构的优化和调整,确保我国在能源领域的自主性和稳定能力,进一步保障国家能源安全。
由于在材料端、铸锻件及整机端都有较高门槛,燃气轮机行业长期被国际巨头垄断,无论是设计技术还是核心零部件的制造都掌握在国外厂商手中。
其中,热端部件是重型燃机研制实现国产化的关键和核心。一方面,热端部件具有更高的经济价值,另一方面,也面临更加大的“卡脖子”问题。
东方汽轮机全国重点实验室重型燃机装备研究所的伍林表示,在重型燃机的众多零部件中,热端部件仅占到10%左右,但其经济价值占到30%—40%左右。
近年来,国产化取得成效,2022年东方电气首台自主研制的F级50MW重型燃气轮机发运为我国重型燃机制造实现零的突破,再到刚刚下线”,整机端自研取得进展正在加速关键零部件国产化替代进程。
除了燃机本体的国产替代以外,被称为“大脑”的控制管理系统替代也很关键,这是一个要一直攻破的难点。
目前,中国华电集团有限公司已在该领域取得了相关突破,公司生产技术部燃机管理处副处长汤诚表示,未来公司会在已突破的传统控制管理系统机型上有序进行试点,同时也会对新的燃气控制管理系统,尤其是运用模型算法的先进控制管理系统进行技术研发。
中信证券日前发布的研报表示,在能源转型的大背景下,我们正真看到在能源安全及新能源消纳压力下,2021年起气电项目核准显著加速、能源运营商在建工程建设项目量增大、核心整机装备龙头推动产能扩张,多维数据验证下燃气轮机制造端景气周期开启。同时,进口气源多元化,天然气降价刺激短中期需求,电力市场改革为长期发展铺路,本轮燃机景气周期的持续性有支撑。在此基础上,燃气轮机国产化加速,建议关注,包含高温合金、铸锻件、设备整机在内的核心环节企业。
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