刘侠 科技日报记者 滕继濮
7月4日，东方电气集团研制的国内首台自主研制15兆瓦重型燃气轮机（代号G15）在四川德阳举行总装下线仪式。该机组不仅可用于热电联产、分布式能源、海上平台发电，还可以和光伏、储能等绿色低碳技术耦合，构建可应用于医院、学校、小区、工业园区等不同场景的“源、网、荷、储”综合能源运用场景。
国内首台自主研制15兆瓦重型燃气轮机。受访者供图
该机组功率为16.5兆瓦、热效率35%，透平进口温度约为1170摄氏度，相较于同功率的火力发电机组，一年可减少碳排放超过15万吨，其联合循环1小时发电量超过2.2万千瓦时，可以满足2500个家庭1天的用电需求。东方汽轮机全国重点实验室重型燃机装备研究所副主任程国强表示，G15的零部件多达数万个，从设计技术到零部件加工，再到整机总装，任何一步都是十分精密复杂的系统工程。在其制造过程中，东方电气建成了目前国内技术最先进、智慧化程度最高、产能最大的燃机智慧制造基地，大幅提升了制造效率和产品质量。
据了解，该基地以5G全连接数字化工厂为基础，聚焦重型燃机高温透平叶片、燃烧器、转子等核心部件，将5G、人工智能、大数据等数字技术与精密铸造、超音速火焰喷涂、3D打印、工业机器人等先进制造技术深度融合，建成高温透平叶片精铸、高温透平叶片喷涂、燃烧器数字化加工等9条燃机智慧制造产线，实现透平叶片精铸合格率超过80%、转子叠装一次合格率100%、总装周期缩短50%，燃机产能提升400%。
“特别是针对高温透平动叶片，我们采用了定向凝固技术，在合金液凝固过程中通过控制温度梯度，消除了横向晶界，显著提高了叶片的高温力学性能，保证了叶片服役时的安全可靠性。”东方汽轮机全国重点实验室重型燃机装备研究所副主任张琼元说。
同时，针对G15的高温涂层，研制团队还采用了超音速火焰喷涂，2000摄氏度以上的高温焰流，将粉末粒子加热到熔融或半熔融状态，以每秒500米至800米的高速喷射至叶片等基材表面，从而形成组织均匀致密的防护涂层。而针对燃烧器尾筒等异形件及部分间隙狭窄、结构复杂的部件，研制团队还采用了3D打印技术，解决了其易变形、难加工等问题。
程国强表示，截至目前，东方电气已建立了较为完备的燃气轮机设计、制造体系，并联合上下游近300家企业实现了2万多个零部件国产化，培育了一条完整的燃气轮机国产化产业链，带动培养了一批“专精特新”隐形冠军，确保我国燃机产业链自主可控，进一步提升中小型燃机产业链供应链的韧性和竞争力。按照部署，东方电气将持续推进自主燃机系列化研制工作，同步开展80兆瓦、掺氢、纯氢等自主燃机的研制，加快形成燃机谱系。
