燃气轮机简介.pdfVIP

我国工业燃气轮机的现状与前景

一、世界工业燃气轮机的发展趋势

1、世界工业燃气轮机的发展途径与现状

自1939年瑞士BBC公司制成世界上第一台工业燃气轮机以来，经过60多年的发展，

燃气轮机已在发电、管线动力、舰船动力、坦克和机车动力等领域获得了广泛应用。

由于结构上的分野，工业燃气轮机分为重型燃气轮机和轻型燃气轮机（包括航机改型

燃气轮机）。

80年代以后，燃气轮机及其联合循环技术日臻成熟。由于其热效率高、污染低、工程

总投资低、建设周期短、占地和用水量少、启停灵活、自动化程度高等优点，逐步成为继

汽轮机后的主要动力装置。为此，美国、欧洲、日本等国政府制定了扶持燃气轮机产业的

政策和发展计划，投入大量研究资金，使燃气轮机技术得到了更快的发展。80年代末到

90年代中期，重型燃气轮机普遍采用了航空发动机的先进技术，发展了一批大功率高效率

的燃气轮机，既具有重型燃气轮机的单轴结构、寿命长等特点，又具有航机的高燃气初温、

高压比、高效率的特点，透平进口温度达1300℃以上，简单循环发电效率达36%～38%,

单机功率达200MW以上。

90年代后期，大型燃气轮机开始应用蒸汽冷却技术，使燃气初温和循环效率进一步提

高，单机功率进一步增大。透平进口温度达1400℃以上，简单循环发电效率达37%～

39.5%，单机功率达300MW以上。

这些大功率高效率的燃气轮机，主要用来组成高效率的燃气-蒸汽联合循环发电机组，

由一台燃气轮机组成的联合循环最大功率等级接近500MW，供电效率已达55%～58%，

最高60%，远高于超临界汽轮发电机组的效率（约40%～45%）。而且，其初始投资、占

地面积和耗水量等都比同功率等级的汽轮机电厂少得多，已经成为烧天然气和石油制品的

电厂的主要选择方案。由于世界天然气供应充足，价格低廉，所以，最近几年世界上新增

加的发电机组中，燃气轮机及其联合循环机组在美国和西欧已占大多数，亚洲平均也已达

36%，世界市场上已出现了燃气轮机供不应求的局面。

目前，美、英、俄等国的水面舰艇已基本上实现了燃气轮机化，现代化的坦克应用燃

气轮机为动力，输气输油管线增压和海上采油平台动力也普遍应用了轻型燃气轮机。先进

的轻型燃气轮机简单循环热效率达41.6%。采用间冷—回热循环的燃气轮机在110%～

30%工况下，热效率下降很少，可保持在41%。现正在开发功率大于40MW，涡轮前温度

为1427℃～1480℃，简单循环热效率达45℃～50℃的轻型燃气轮机。微型燃气轮机作为

分布式电源也取得显着进展。

近20余年来，洁净燃煤发电技术已取得重要进展，最有希望的两种解决途径为：整

体煤气化联合循环（IGCC）和增压流化床联合循环（PFBC），燃气轮机均是其中的关键

设备。至今，全世界已投过了10余座各种功率等级的IGCC电厂，还有一批IGCC电厂

正在筹建之中，IGCC电厂已开始进入商业化应用阶段。PFBC电站已投运5座，成功地

进行了示范运行，正逐步进入商业化运行阶段。

世界重型燃气轮机制造业经过60多年的研制、发展和竞争，目前已形成了高度垄断

的局面，即以GE、西门子/西屋、原ABB等主导公司为核心，其它制造公司多数与主导公

司结成伙伴关系，合作生产或购买制造技术生产。日本的三菱公司值得关注，它最初应用

西屋的技术生产燃气轮机，后来发展为与西屋联合开发新型燃气轮机。1998年三菱与西屋

分手，成为拥有独立制造技术的世界重型燃气轮机制造企业之一。

燃气轮机与内燃机相比，具有重量轻、体积小、单机功率大、运行平稳、寿命长、维

修方便等优点，它早已在飞机发动机中取得了独占地位。由于美、英、俄等国对航空技术

高度重视，投入了大量研究开发资金，因此，航空的燃气轮机技术比工业燃气轮机发展更

迅速。目前，世界的轻型燃气轮机制造业也形成了GE、R.R（罗尔斯.罗伊斯）、PW（普

惠）三大主导企业。近年来，俄罗斯、乌克兰等国借助前苏联强大的航空工业基础，也在

加紧进行航机改型工作，推出了一批轻型燃气轮机。

2、工业燃气轮机技术发展的四代技术

燃气轮机是一项多种技术集成的高技术，按技术特征，工业型燃气轮机可分为四代：

过去的半个世纪，世界