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落户上海的百亿燃气轮机项目将花落谁家?

   日期:2020-06-28     来源:TCT亚洲视角    评论:0    
核心提示:2020年6月11日上午,中国(上海)自由贸易试验区临港新片区管理委员会与中国联合重型燃气轮机技术有限公司签署《战略合作协议》。
  【 AM之家导语】2020年6月11日上午,中国(上海)自由贸易试验区临港新片区管理委员会与中国联合重型燃气轮机技术有限公司签署《战略合作协议》。中国重型燃气轮机试验验证基地拟选址于临港新片区前沿装备制造区域,试验基地部件试验台区域规划建设6个试验台及相关配套设施,试验电站区域规划建设2台试验机组和2台保障机组。

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    大国重器的重燃项目

    重型燃气轮机(以下简称重燃),名副其实的大国重器。作为迄今为止热/功转换效率最高的动力机械,重型燃气轮机和工业皇冠航空发动机实质是一体两面。是一个国家最高工业水平的体现。在法国Alstom被GE收购后,目前全球工业重型燃气轮机制造仅剩下美国、德国、日本、意大利4个玩家。这四家与国内轮机厂商的合作方式也很统一——设计技术不转让;核心的热端部件制造技术也不转让,仅以许可证方式许可本土制造非核心部件,没有自主化能力,意味着我国能源安全的重要一环,仍然受制于人,存在被“卡脖子”的风险。
 
    中国2012年开始,党中央、国务院组织成立“两机”专项论证委员会,启动专项论证工作。国家电力投资集团公司(简称国家电投)作为“两机”专项重型燃气轮机工程(简称重燃专项)的实施责任主体,中国重型燃气轮机技术有限公司(简称中国重燃)具体负责实施。

    对于落户上海临港后,国家电投副总经理刘明胜表示,自主研制重型燃气轮机对我国实施创新驱动发展战略,加快建设创新型国家等具有重要意义。重燃项目在临港各项工作得到快速推进,中国重燃提出的总部基地、研发创新基地、试验验证基地的总体构想。中国联合重型燃气轮机技术有限公司董事长束国刚表示,将在临港新片区开展中国重燃总部基地、研发创新基地、试验验证基地的建设,全力推进设计制造一体化和燃气轮机创新中心的建设。

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    燃机和金属3D打印技术

    “重型燃气轮机”重大专项总设计师顾春伟教授表示,重燃三大部件(压气机、燃烧室、燃气透平)的设计都是难上加难,因为它们需要“大量基础研究支撑”和“长期试验验证及经验积累”。燃气轮机的叶片则是透平最重要的核心部件之一。

    以全球最先进的西门子SGT5-8000H超重型燃气轮机的涡轮叶片为例,每片叶片要承受超过1500°C的高温,由于涡轮叶片叶尖转速超过1,700公里/小时,巨大的离心力使每个刀片一端接触到的10,000倍地球的引力。叶片不能有任何瑕疵,误差仅为几十微米,否则就算报废。因此有说法是一片叶片等价于一辆宝马。

    极限工况催生出极致技术,一种对质量和性能疯狂到近乎变态的追求。目前叶片只能依靠精密铸造——更准确的说是超高精密,铸造铸造过程中,材料的夹渣、裂纹、疏松、气孔以及变形等,都会影响叶片的强度和性能。所有技术必须做到极致。所以,一就是一,二就是二,偏差根本不能容忍、不被允许。由于精铸条件对于操作人员的苛刻要求,跨国巨头开始寻找数字化制造的方式取代传动制造方式。数字化、可重复、对于中空结构的可实现,金属增材制造逐渐成为新的技术趋势。2017年,西门子正式宣布其通过3D打印的燃气轮机透平叶片,被安装在一台13MW西门子SGT-400工业燃气轮机上,进行了满负荷运行。近日,西门子公布了更多的该3D打印透平叶片细节,并认为该技术是“突破性”的。
 
    除了叶片,其他核心部件也3D打印技术也逐渐,GE9HA燃气轮机的核心部件之一——燃烧室燃料喷嘴和预混器就使用了金属增材制造工艺,微孔预混技术确保了GE低氮燃烧技术DLN2.6e的有效发挥,再结合众多同样尖端的技术,最终成就了法国布尚电厂9HA机组打破吉尼斯世界纪录的联合循环效率——62.22%。

    具体而言,3D打印技术在关键零部件上的充分应用,能够帮助GE9HA燃气轮机的出力较传统制造方法增加了1%。这1%意味着可以供给大约额外为6800个家庭提供电力。

    GEGreenville工厂使用金属增材制造技术制造部件

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    未来将花落谁家,国内金属增材厂商比较

    西安铂力特增材制造有限公司

    西工大背景的西安铂力特是国内金属3D打印的领先企业,也是目前率先在科创版上市的企业。

    除了提供金属3D打印设备以外,铂力特还打造了金属增材制造与再制造技术全套解决方案,包括金属3D打印定制化产品服务、金属3D打印原材料的研发及生产、金属3D打印工艺设计开发及相关技术服务(含金属3D打印定制化工程软件的开发等),构建了较为完整的金属3D打印产业生态链。

    除了西工大20年的技术积累,以及上市企业的资金积累雄厚以外,铂力特还已经和“两机”项目中的重要参与方——中国航发上海商用航空发动机制造有限公司建立了长期战略合作,为商用发动机中的部件增材制造提供了设备和制造工艺开拓。

    上海探真激光技术有限公司

    探真激光是上海电气集团的下属公司,依托上海电气行业领先成套装备能力及雄厚资本实力,合作于华中科技大学''曾晓雁''增材制造技术团队。致力于金属3D打印设备的研发、制造、销售、技术服务和面向行业应用的专业金属3D打印服务。

    作为项目实施方中国重型燃气轮机技术有限公司的股东之一的上海电气集团的下属企业,为燃机项目开发金属增材制造设备和工艺有着得天独厚的优势,公司成立于2016年,产品应用案例和技术积累正在不断扩充中。

    如何领略金属3D打印技术的魅力?

    亚洲最大的3D打印技术展TCT亚洲展将在7月8日-10日在上海新国际博览中心隆重举办,包括德国EOS公司,(西门子燃气轮机事业部均采用EOS金属增材制造设备),探真激光、铂力特等公司将悉数登场2020TCT亚洲展。

    展会时间
    7月8日星期三09:00-17:00
    7月9日星期四09:00-17:00
    7月10日星期五09:00-15:00

    展会地点
    上海新国际博览中心E5&E6馆
    地址:上海浦东新区龙阳路2345号
 
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