“汽輪機技術研發創新一直存在‘重大輕小’現象”“高端市場基本被國外壟斷、中低端市場產能過剩”“未來市場中小型汽輪機的需求遠大于大容量汽輪機”……這是記者日前采訪中聽到的業界專家對我國中小型高效汽輪機技術行業的評價。
中小型汽輪機的應用廣泛，包括區域供暖、熱電聯供、工業余熱綜合利用、太陽能熱電、生物質熱電等。與其廣泛應用不相匹配的是，中小型高效汽輪機技術研發創新力度不夠。近日，在山東省淄博舉辦的“新業態·新動能 高效發電汽輪機技術研討會”上，與會專家一致認為，我國亟需重視中小型汽輪機研發創新，通過高端產品本土化加快推進中小型汽輪機的技術進步。
“重大輕小”
汽輪機是一種知識密集型、資源密集型、資金密集型的裝備產品，代表一個國家動力裝備的研制水平，被稱為“機械工業的皇冠”。經過60多年發展，我國汽輪機技術研發制造體系已基本建立并日益完善。我國大容量汽輪機技術一直受到政策和行業專家的關注，屢創新高，發展迅速。目前，我國規模以上汽輪機制造商年產能超過1.2億千瓦，主要汽輪機廠商有哈汽、東汽、上汽、杭汽等12家企業。
“我國汽輪機技術一直堅持創新驅動發展，制造能力和產能已經穩居世界第一，生產制造體系和產業鏈非常完善。”汽輪機行業資深專家、山東透平新能源科技有限公司副總經理胡哺松直言，但不容忽視的是：一方面，我國中小型汽輪機行業產能過剩、競爭激烈，另一方面，因為缺乏基礎技術和核心技術，高端產品市場一直被少數國際品牌主導，如在石化、煉化等領域的工業汽輪機市場和太陽能光熱發電等新能源市場，國際知名品牌如西門子、GE、曼透平等仍然是用戶首選，國產品牌產品的整體性能與國際先進技術相比仍然存在差距；整個中小型汽輪機行業亟需“轉型升級”。
記者采訪發現，我國高效汽輪機技術研發創新一直存在“重大輕小”現象，大容量汽輪機創新的新聞接連不斷，今年7月，廣東華廈陽西電廠二期（2×1240MW）機組完成168小時滿負荷試運，標志著這個世界級單軸全速單機容量最大、煤耗最低的火電汽輪發電機組在中國正式投產；今年10月，申能安徽平山電廠二期工程鍋爐首次點火并且一次成功，成為全球最節能的火電機組。反觀中小型汽輪機技術創新，卻鮮有新聞爆出。
國外主導
據不完全統計，截至2019年底，我國中小型汽輪機總裝機容量（千瓦數）占市場總裝機容量約25%，在我國發電設備行業具有十分重要的地位。但長期以來，因為種種原因，我國大部分中小型汽輪機廠商的設計流程經驗化、設計工具離散化、工程數據碎片化、產品同質化，缺乏競爭力。尤其是2003年前后的快速發展制約了我國汽輪機企業技術創新的步伐和節奏，導致大量投產設備達不到設計指標、整體性能與國外先進技術差距增大。國外中小型高效反動式汽輪機技術從瑞士巴登培育發展后，經過西門子、阿爾斯通、 曼透平、DPI等企業持續研發創新，形成了完整且持續領先的技術體系。而國內中小型汽輪機技術起步晚、持續創新動力不強、基礎性研究和系統性歸納提煉匱乏，技術進步緩慢，嚴重滯后新業態下能源產業高質量發展需求。
“全面搶占高端市場、完整掌握核心技術，是我國每一個汽機人的追求。”胡哺松介紹，為縮小差距，經過認真研究決策，2017年國源電氣從意大利DPI全套引進最新第四代中小型汽輪機技術。經過近三年的消化、轉化、再創新，逐步實現了從設計、制造、服務到運維支持的全流程本土化，開啟了我國新一代中小型汽輪機高端產品全生命周期國產化之路。
在西安交通大學教授、著名汽輪機行業專家豐鎮平看來，國源電氣發揮機制優勢，選擇的引進、消化、轉化、再創新之路非常有效，有望很快成為我國高效反動式汽輪機技術的引領者。事實上，國源電氣在推進中小型汽輪機技術進步上已經取得重大突破，實現了兩個100分：100%全套掌握核心技術+100%實現高端裝備國產化。“未來高端中小型汽輪機產業要實現國產化發展，亟需國內相關行業企業借鑒、學習、研究、創新。”
空間巨大
據不完全統計，我國現有火電總裝機中，中小型汽輪機裝機臺份數占比超過50%，存量總臺份數超過10000臺套，而且大部分是在2000年-2010年間電力快速建設期投產，將逐漸被納入落后產能，面臨升級改造。近十年來，快速發展的生物質、垃圾發電、太陽能熱發電等新增市場所需汽輪機均為中小型號高端產品。無論是存量市場的升級改造，還是新增市場的需求，中小型汽輪機比大容量汽輪機存在更大的發展空間，應得到更多重視和扶持。
源和電站股份有限公司蔡虎博士說，在他們走訪的華東、華北、東北、華南等首批生物質發電中，普遍存在運行經濟性問題，即便財政補貼到位、機組運行積極，企業仍勉強處于盈虧平衡點。所以，目前如何提高高效汽輪機的經濟性成為迫切需要解決的技術問題。“如果通過高效汽輪機改造可提高15%的效率，意味著同樣燃料的情況下，可以多發15%的電，這將大幅提高經濟運行。”
以山東麗村生物質熱電廠為例，2020年年初采用高效反動式汽輪機代替傳統汽輪機并網發電后，同樣鍋爐和相同蒸汽量，上網電量由6MW/h 提高到7.2MW/h，每年增發電收益超過1000萬元，投運一半年即可回收設備投資。“我們統計了50多臺垃圾發電機組數據，1/3左右的垃圾發電機組投產后效率達不到標準。而今年9月通過高效汽輪機改造的山東淄博凱華生物質電廠的效率明顯優于傳統機組。”西安熱工院汽輪機性能測試專家、高級工程師王偉峰表示。
在胡哺松看來，隨著新一代中小型汽輪機技術的批量推廣應用，必將引導市場重新定義中小型汽輪機的設計標準和采購標準，“高效率、高可靠、高集成、智能化”將成為行業新標準。
