打破国外垄断，突破“卡脖子”！东方锅炉重型燃机空气冷却器实现国产化

近日，东方锅炉成功签订了四川华电内江白马2×475兆瓦燃气轮机项目以及中海油深圳项目的燃机空气冷却器合同。这标志着东方锅炉在重型燃机空气冷却器领域成功打破了国外技术的垄断，突破了“卡脖子”技术难题。

图源：官微

东方锅炉以强大的自主研发实力，助力重型燃机空气冷却器的国产化进程，填补了国内技术的空白。这一成就对改善能源结构、保障国家能源安全具有重大意义，彰显了央企担当的硬核实力。

PART 01

东方锅炉

此次合同签订的意义

燃气轮机誉为装备制造业“皇冠上的明珠”。市场上以美国GE、日本三菱重工、德国西门子等少数几家公司控制的局面为主。国内三大燃气轮机公司——东方电气集团与三菱重工、哈尔滨电气集团与 GE公司和上海电气集团与西门子门子公司合作，生产成熟的E级、F级及以上的重型燃气轮机。

燃气轮机空气冷却器（TCA）作为国内 M701F级燃气轮机透平冷却系统的关键核心装备，可提高燃气轮机对透平冷却空气的能量回收，进而提升燃气轮机出力和整个系统效率。在设计和制造上要求特别高，一直以来都被国外垄断，制约着我国大型高端燃气轮机的自主可控和能源安全，国内把这块自主研制作为实施创新驱动发展战略的重要领域，也是建设制造强国的重要支撑。

而东方锅炉作为国内重要的能源设备制造商，一直致力于自主研发和科技创新。此次成功签订的合同不仅体现了东方锅炉在燃气轮机领域的技术实力，更彰显了其在全球能源装备竞争中的领先地位。东方锅炉凭借其强大的研发实力和专业技术团队，成功攻克了燃机空气冷却器领域的多项难题，打破了国外技术的垄断，成功突破“卡脖子”技术，实现了该领域的国产化。

四川华电内江白马2×475兆瓦燃气轮机创新发展示范项目是四川省首个“以气代煤”的燃机项目，项目建成投运后年预计耗气量约2.215亿立方米，年发电量最高可达35亿千瓦时。东方锅炉自主设计的燃机空气冷却器将在这个项目上实现首次国产化应用，该项目将有效提升川南地区能源保障能力，为四川华电提供更加稳定、可靠的能源支持，同时也将推动我国燃气轮机技术的发展。

此外，关键装备的自主研制也加速了东方锅炉打造“大国重器”的进程。团队创新设计理念，从设计、制造、试验到维修服务多维度进行突破，解决了一系列制造技术难题。他们制定了一套经济性、安全性、高质量的制造工艺技术方案，并成功将产品推向了市场。

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PART 02

燃气轮机

简单介绍

燃气轮机是一种动力机械，主要依赖连续流动的气体来将热能转化为机械功。通常，燃气轮机是由三部分组成的简单循环：压气机、燃烧室以及燃气透平。这种设计简洁，凸显出燃气轮机的一系列特点，像是小体积、轻重量、快速启动，以及对冷却水需求较少或无需求。

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在运行中，燃气透平通过膨胀来做功，从而驱动压气机，这在一定程度上是燃气轮机效率的保证。在简单循环内，透平产生的机械功有大约1/2到2/3用于驱动压气机，而剩余的1/3到1/2的功率用于推动发电机等外部设备。燃气轮机的启动最初需要外部动力来源，比如启动机，直到燃气透平产生的功率超过压气机消耗的功率，此时启动机会脱开，允许燃气轮机独立运行。

燃气轮机的工作过程如下：压气机持续从大气吸入空气并进行压缩，压缩后的空气送入燃烧室，在那里与喷入的燃料混合燃烧，形成高温燃气。这些高温燃气流入燃气涡轮进行膨胀作功，并使涡轮和压气机叶轮旋转。由于燃气的高温做功能力增强，使燃气涡轮不仅能够驱动压气机，还能输出额外的机械功。

燃气轮机效率受燃气初温和压气机压缩比这两个关键因素的影响。通过提升燃气的初始温度和相应增加压缩比，可以实现效率的显著提高。在1970年代末，压缩比高达31是常见的现象。工业和船用燃气轮机的燃气初温通常高达大约1200℃，而航空燃气轮机的初始温度则超过1350℃。

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在能源领域，燃气轮机有着重要的应用。它可以用于为发电机提供电力，或者作为泵和压缩机的动力源。同时，由于燃气轮机可以快速启动并具有较高的效率，因此它也是调峰电站的首选。在石油和天然气行业中，燃气轮机被用于驱动各种设备，如压缩机和泵。此外，燃气轮机还被用于生产合成气和氢气等化学物质。

PART 03

东方锅炉

燃气轮机的介绍

一直心怀“国之大者”！东方锅炉聚焦产业前沿，钻研技术难点。为了构建高端装备产业完整的研发制造产业链，公司形成了自主高效的技术创新、产品制造和质量控制体系。由化工核电装备工程公司牵头，东方锅炉成立了一支专门的攻关团队，他们采用多部门融合、全流程协同的高效研发模式，针对燃机空气冷却器进行了强度、性能计算研究，并对关键结构进行了流场、应力分析研究和设备振动分析。

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在这个过程中，团队成功攻克了多项关键难题：

1、换热性能计算要求高：需要精确计算热交换效率，考虑多种因素并采用先进数值模拟方法。高精度计算能确保冷却器符合燃机运行要求，并减少能源消耗。

2、出口冷却空气温度控制精确：通过结构设计优化和冷却水流量控制来调整温度。实时监测温度并通过控制系统实现精确控制。

3、设备压降小：通过优化冷却器结构和设计来降低设备压降。选择高性能材料和制造工艺也能提高性能并降低能耗。

4、应对负荷波动：采用可调节的结构设计和材料选择来增强冷却器的适应性。例如，可调节百叶窗、改变冷却器形状和结构等措施来应对负荷波动。选择稳定材料和制造工艺也能提高设备的抗波动能力。