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[科技日報]國內首臺自主研制15兆瓦重型燃氣輪機總裝下線
時間:2024-07-04    來源: 科技日報

7月4日,東方電氣集團研制的國內首臺自主研制15兆瓦重型燃氣輪機(代號G15)在四川德陽舉行總裝下線儀式。該機組不僅可用于熱電聯產、分布式能源、海上平臺發電,還可以和光伏、儲能等綠色低碳技術耦合,構建可應用于醫院、學校、小區、工業園區等不同場景的“源、網、荷、儲”綜合能源運用場景。

國內首臺自主研制15兆瓦重型燃氣輪機。受訪者供圖

該機組功率為16.5兆瓦、熱效率35%,透平進口溫度約為1170攝氏度,相較于同功率的火力發電機組,一年可減少碳排放超過15萬噸,其聯合循環1小時發電量超過2.2萬千瓦時,可以滿足2500個家庭1天的用電需求。東方汽輪機全國重點實驗室重型燃機裝備研究所副主任程國強表示,G15的零部件多達數萬個,從設計技術到零部件加工,再到整機總裝,任何一步都是十分精密復雜的系統工程。在其制造過程中,東方電氣建成了目前國內技術最先進、智慧化程度最高、產能最大的燃機智慧制造基地,大幅提升了制造效率和產品質量。

據了解,該基地以5G全連接數字化工廠為基礎,聚焦重型燃機高溫透平葉片、燃燒器、轉子等核心部件,將5G、人工智能、大數據等數字技術與精密鑄造、超音速火焰噴涂、3D打印、工業機器人等先進制造技術深度融合,建成高溫透平葉片精鑄、高溫透平葉片噴涂、燃燒器數字化加工等9條燃機智慧制造產線,實現透平葉片精鑄合格率超過80%、轉子疊裝一次合格率100%、總裝周期縮短50%,燃機產能提升400%。

“特別是針對高溫透平動葉片,我們采用了定向凝固技術,在合金液凝固過程中通過控制溫度梯度,消除了橫向晶界,顯著提高了葉片的高溫力學性能,保證了葉片服役時的安全可靠性。”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說。

同時,針對G15的高溫涂層,研制團隊還采用了超音速火焰噴涂,2000攝氏度以上的高溫焰流,將粉末粒子加熱到熔融或半熔融狀態,以每秒500米至800米的高速噴射至葉片等基材表面,從而形成組織均勻致密的防護涂層。而針對燃燒器尾筒等異形件及部分間隙狹窄、結構復雜的部件,研制團隊還采用了3D打印技術,解決了其易變形、難加工等問題。

程國強表示,截至目前,東方電氣已建立了較為完備的燃氣輪機設計、制造體系,并聯合上下游近300家企業實現了2萬多個零部件國產化,培育了一條完整的燃氣輪機國產化產業鏈,帶動培養了一批“專精特新”隱形冠軍,確保我國燃機產業鏈自主可控,進一步提升中小型燃機產業鏈供應鏈的韌性和競爭力。按照部署,東方電氣將持續推進自主燃機系列化研制工作,同步開展80兆瓦、摻氫、純氫等自主燃機的研制,加快形成燃機譜系。

(劉俠科技日報記者滕繼濮)

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