燃氣輪機

燃氣輪機行業定義與分類

燃氣輪機行業定義

燃氣輪機是以連續流動的氣體為工質帶動葉輪高速旋轉，將燃料的能量轉變為有用功的內燃式動力機械，是一種旋轉葉輪式熱力發動機。

燃氣輪機行業主要產品分類

燃氣輪機按結構形式主要分為三類：（1）微型燃氣輪機，功率為數百至幾十千瓦，主要替代柴油機用于機車、坦克；（2）輕型燃氣輪機（由航空燃機改型而來，利用了大部分航空燃機部件并吸收了航空燃機的先進技術），功率在1兆瓦以上，50兆瓦以下，應用于循環發電，石油、天然氣的管道運輸，鋼廠的焦爐廢氣再次燃燒和艦船應用等，歐美軍艦艇燃氣輪機裝配率在50%以上；（3）重型燃氣輪機，功率在50兆瓦以上，主要用于大型艦船和區域發電。

燃氣輪機行業政策環境分析

◆ 《2012年度國家863計劃先進能源技術領域備選項目》

根據國家863計劃先進能源技術領域“十二五”戰略規劃，能源領域擬設立4個重點專項和6個優先主題。4個重點專項包括智能電網專項、潔凈煤專項、太陽能發電專項和風力發電專項；6個優先主題包括可再生能源技術、潔凈煤技術、先進核能與核安全技術、氫能燃料電池與分布式供能技術、新型電力電子技術、節能與儲能技術。其中涉及燃氣輪機的研發內容如下：

1）潔凈煤技術專項。重點支持清潔高效燃煤發電技術、煤制清潔燃料技術、煤基多聯產技術與示范、超超臨界發電技術與示范等，突破潔凈煤領域核心關鍵技術和重大產業化系統集成難點，為調整能源結構、控制能源消耗提供技術支撐。2012年度主要任務包括：700℃超超臨界發電關鍵技術，煤制清潔燃料、化工品關鍵技術及新型工藝，大型煤氣化關鍵技術等。

2）潔凈煤技術主題。重點支持先進燃煤發電、新型煤氣化核心技術開發及褐煤氣化、F級和E級燃機設計、燃煤電廠CCUS等潔凈煤技術領域的前沿技術方向。包括：煤燃燒后低能耗，二氧化碳利用、捕集、封存與利用等新技術。

3）氫能、燃料電池與分布式供能技術主題。重點支持可再生能源制氫技術、潔凈的化石燃料制氫技術、高效儲氫技術、加氫站技術、燃料電池技術及基于微型燃機和燃料電池發電的三聯供技術等，開展前沿技術的重點探索，研制一批核心設備與裝備。2012年度主要任務包括：先進制氫和儲氫技術，基于氫能的冷熱電聯供系統，基于可再生能源制/儲氫的70MPa加氫站研發及示范，先進燃料電池發電及應用技術等。

◆《發展天然氣分布式能源指導意見》

中小型、微型的燃氣輪機是天然氣分布式能源發電系統的核心設備，國家能源局于2010-2011年連續下發《發展天然氣分布式能源指導意見征求意見函》和《發展天然氣分布式能源指導意見》，鼓勵燃氣輪機分布式電源發展。

2011年4月，國家發改委、財政部、住房和城鄉建設部以及國家能源局發布了《關于發展天然氣分布式能源的指導意見》，提出我國在“十二五”初期將啟動一批天然氣分布式能源示范項目，“十二五”期間建設1000個左右天然氣分布式能源項目，并擬建設10個左右各類典型特征的分布式能源示范區域。意見給出的目標是：2015年前完成天然氣分布式能源主要裝備研制。當裝機規模達到500萬千瓦，解決分布式能源系統集成，裝備自主化率達到60%；當裝機規模達到1000萬千瓦，基本解決中小型、微型燃氣輪機等核心裝備自主制造，裝備自主化率達到90%。到2020年，在全國規模以上城市推廣使用分布式能源系統，裝機規模達到5000萬千瓦，初步實現分布式能源裝備產業化。

◆ 《國家能源科技“十二五”規劃》

2011年12月，國家能源局印發《國家能源科技“十二五”規劃》（國能科技【2011】395號）。

在發電與輸配電技術領域中，確定高效、節能、環保的火力發電技術，先進、生態友好的水力發電技術，大容量、遠距離輸電技術，間歇式電源并網及儲能技術和智能化電網技術等5個能源應用技術和工程示范重大專項，其中，規劃7項重大技術研究、7項重大技術裝備、10項重大示范工程和13個技術創新平臺。（Y：重大技術研究引導符；Z：重大技術裝備引導符；S：重大示范工程引導符；P：技術研發平臺引導符）。

其中高效、節能、環保的火力發電領域提出研究開發更高參數的超超臨界發電、燃氣輪機發電、IGCC及多聯產、空冷和節水、污染物減排及CO2捕集、貯存和資源化利用技術。

Y18）高效清潔火力發電技術

（1）超超臨界發電技術

目標：掌握具有自主知識產權的600℃百萬千瓦級超超臨界發電技術；掌握二次再熱技術；掌握700℃超超臨界發電機組的關鍵技術，使火電機組的供電效率達到50%。

研究內容：自主知識產權的600℃百萬千瓦級超超臨界發電技術；二次再熱技術；在汲取國際700℃超超臨界發電研究成果的基礎上，進一步研究提高蒸汽參數的可行性和技術路線，攻克建設700℃超超臨界示范電站需要解決的材料、工藝、設備制造以及主廠房緊湊型布置等關鍵技術。

起止時間：2011-2017年

（2）燃煤電廠大容量CO2捕集與資源化利用技術

目標：掌握燃煤電廠CO2捕集技術以及資源化利用技術，研發新型的CO2捕集技術，降低系統能耗和CO2減排成本。

研究內容：新型吸收劑、新型CO2捕集系統以及低品位熱集成系統；燃煤電廠100萬噸/年CO2脫除與處理系統；CO2資源化利用技術；CCS技術；利用地下鹽穴儲存CO2技術。

起止時間：2011-2020年

Z11）超超臨界發電技術裝備

目標：研發具有自主知識產權的600℃百萬千瓦級（單軸）超超??界燃煤發電機組；研制700℃超超臨界發電機組鍋爐、汽輪機設備、輔機，高溫材料和部件開發。

研究內容：具有自主知識產權的600℃百萬千瓦級（單軸）超超臨界燃煤發電機組鍋爐、汽輪機、發電機及其配套主要輔機設備；700℃超超臨界發電機組鍋爐、汽輪機及其配套主要輔機設備；水冷壁、過熱器、高溫管道、閥門等重要高溫合金部件的制造；新型耐熱鋼加工應用技術；大型鍛件和鑄件的高質穩定生產技術；低壓末級長葉片；焊接轉子；汽輪機軸系穩定性；關鍵輔機及閥門國產化制造技術；600℃和700℃超超臨界發電機組用高溫材料。

起止時間：2011-2018年

Z12）微小型燃氣輪機

目標：掌握適合分布式供能的MW級微小型燃氣輪機發電機組設計、試驗、系統集成及配套的關鍵技術；研制成功具有自主知識產權的高效率、長壽命、低成本微小型燃氣輪機發電機組，發電效率不低于32%。

研究內容：先進回熱式燃氣輪機熱力循環方案；高效換熱器設計；整體插拔式單筒燃燒室設計；離心壓氣機與向心渦輪結構設計；葉片材料與高溫涂層技術；關鍵部件與整機試驗；MW級燃氣輪機變工況與聯供系統集成技術；微小型燃氣輪機關鍵部件與整機裝置；發電系統相關配套設備。

起止時間：2011-2015年

Z13）重型燃氣輪機

目標：開發具有自主知識產權的重型燃氣輪機；掌握E級和F級燃氣輪機核心部件的制造技術、燃中低熱值合成氣的F級氣輪燃機改造設計技術，以及燃中低熱值合成氣的E級和F級燃氣輪機制造技術。

研究內容：自主知識產權的重型燃氣輪機關鍵設計技術和共性先導應用技術的工程化研究和實驗驗證；E級、F級燃氣輪機本體設計、制造和控制技術；高溫合金葉片材料；高性能壓氣機設計技術；燃氣輪機葉片冷卻技術；燃燒室燃燒組件、干式低NOx、燃料噴嘴制造技術；中低熱值合成氣燃燒技術。

起止時間：2011-2018年

S13）IGCC多聯產示范工程

目標：研發大型IGCC多聯產技術和煤炭分級轉化技術，自主研發IGCC電站的設計集成技術，建設400-500MW級IGCC多聯產示范工程。

研究內容：自主研發大型IGCC設計集成和成套技術，大型IGCC技術氣化設備的制造、建設、調試等關鍵技術；煤炭熱解燃燒及分級轉化技術、有價元素高效提取和利用技術，以及低CO2排放的綜合利用技術；高效長壽命的高溫除塵技術；高溫脫硫凈化技術；多聯產系統的優化整合；高效發電和化工產品穩定供應的多聯產技術；燃燒前CO2捕集技術。

起止時間：2013-2017年

S14）IGCC發電技術示范工程

目標：研發中低熱值燃氣輪機設計、制造技術和整體優化集成技術，建設國產IGCC發電技術示范工程。

研究內容：研究、開發、設計、制造多燃料燃氣輪機。建設全容量試驗平臺，對自主燃機進行熱態全負荷驗證；研究IGCC動態特性，形成IGCC設計、調試、運行標準；研究開發整體化升壓型空分技術和中低熱值燃燒器技術；驗證燃氣輪機，驗證CO2減排技術。

起止時間：2014-2018年

S15）分布式能源燃氣輪機發電技術示范工程

目標：開發分布式能源級燃氣輪機發電系統，開展工程示范，機組發電效率不低于30%。

研究內容：多級軸流式壓氣機設計與試驗；多級軸流式渦輪設計與試驗；高效、低排放環形燃燒室設計與試驗；關鍵部件與整機的疲勞壽命分析與試驗；燃氣輪機整機起動特性與運行技術；燃氣輪機整機與發電系統集成；燃用天然氣的發電機組示范。

起止時間：2011-2015年

S16）700℃超超臨界發電技術示范工程

目標：建設700℃超超臨界發電技術示范工程，使火電機組的供電效率達到48%-50%，為700℃超超臨界發電技術的推廣積累經驗。

研究內容：輔機選型、系統集成優化設計；二次再熱和減少高溫管道用量的緊湊型布置設計；主廠房緊湊型布置技術；依托示范工程，對700℃超超臨界發電技術前期研究成果進行驗證。

起止時間：2015-2018年

S17）高效節能環保節水型燃煤發電示范工程

目標：建設高效節能環保節水的燃煤發電示范工程，使其發電效率、污染物排放、耗水等主要指標達到國際先進水平。

研究內容：大型燃煤電廠綜合節能、節水、環保的新技術以及集成應用技術（包括煙氣余熱利用、凝汽器低背壓等節能新技術）；活性焦脫硫、超低NOX燃燒、廢水零排放等環保新技術；主機、輔機空冷等節水新技術；大型超臨界空冷機組系統優化技術；中低溫單螺桿膨脹機技術；空冷汽輪機內流特性與改造技術；高效空冷島設計與改造技術；大型吸收式熱泵回收冷凝熱供熱與制冷技術。

起止時間：2011-2015年

S18）中/低熱值燃氣蒸汽聯合循環發電示范工程

目標：研制出具有自主知識產權的高效率、長壽命、低成本的燃用高爐、焦爐煤氣CCPP裝置，并進行示范應用，使50MW的CCPP系統發電效率不低于40%，150MW的CCPP系統發電效率不低于46%。

研究內容：中/低熱值CCPP總體技術方案；高效組合式煤氣壓縮機設計；中/低熱值燃氣輪機優化設計；中/低熱值CCPP整機集成及配套關鍵技術；中/低熱值CCPP系統集成與示范應用；高爐、焦爐煤氣壓力、成分和流量穩定供應技術；高潔凈度高溫除塵技術。

起止時間：2012-2017年

P13）燃氣輪機技術研發平臺

目標：完善重型、工業、微小型燃氣輪機研制體系；突破熱端部件設計制造技術；建設部件與整機試驗驗證平臺；縮小我國在燃氣輪機領域與國際先進水平的差距。

建設與研發內容：100kW級移動電源用微型燃氣輪機；1MW級分布式供能用燃氣輪機；5MW級發電和動力驅動型燃氣輪機；10-30MW級燃氣輪機壓縮機組；300MW級重型燃氣輪機發電機組；新一代大功率燃氣輪機總體概念設計技術；低排放燃燒室設計技術；新材料涂層技術；高溫冷卻葉片設計技術；整機發電試驗電站和三大部套的全溫全壓試驗平臺。

P14）大型渦輪葉片研發平臺

目標：實現百萬千瓦核電機組葉片國產化；提升百萬千瓦超臨界/超超臨界火電汽輪機組、燃氣輪機組等大型渦輪葉片的自主研發、制造技術等創新能力。

建設與研發內容：葉片鍛壓成型與控制技術；葉片材料及工藝技術；葉片表面強化及特種工藝；葉片精密切削加工技術；大型先進壓水堆核電半速飽和蒸汽輪機末級動葉片研制；超超臨界百萬千瓦汽輪機末級鈦合金長葉片研發；燃壓機組壓氣機/渦輪葉片及盤類鍛件研發；涂層技術在燃機壓氣機葉片上的應用研究。

燃氣輪機行業產業鏈分析

燃氣輪機行業供應鏈上游是鋼鐵原材料，下游是電力、船舶、火車、汽車、飛機和軍事等應用領域。

燃氣輪機行業發展狀況分析

經過多年的研究發展，國內在燃氣輪機自主創新、引進消化吸收、產品研制生產等方面取得了較大進展，為我國自主知識產權的燃氣輪機產品的研制奠定了基礎。但是，由于多種原因，我國燃氣輪機產業發展緩慢，其技術與國外差距仍然較大。

中國能源產業結構的調整，天然氣產量的不斷增加，給以潔凈天然氣為燃料的燃氣輪機提供了發展和應用的良好的外部環境與條件。根據國家發改委規劃，到2020年，全國燃氣輪機聯合循環裝機容量將達到5500萬千瓦。我國將成為世界最大的燃氣輪機潛在市場，行業發展前景廣闊。

具體內容詳見前瞻產業研究院發布的《2015-2020年中國燃氣輪機行業市場前瞻與需求預測分析報告》。

國際燃氣輪機行業知名企業

美國通用電氣公司

法國阿爾斯通公司

美國索拉燃氣輪機公司

英國羅爾斯·羅伊斯公司

美國西屋電氣公司

德國西門子（Siemens）公司

中國燃氣輪機行業領先企業

東方電氣集團東方汽輪機有限公司

上海汽輪機有限公司

西安航空發動機（集團）有限公司

杭州汽輪機股份有限公司

哈爾濱汽輪機廠有限責任公司

勝利油田勝利動力機械集團有限公司

南京汽輪電機（集團）有限責任公司

中航工業哈爾濱東安發動機（集團）有限公司

青島捷能汽輪機集團股份有限公司

中航工業成都發動機〔集團〕有限公司