加速创新 GE发电集团持续领先全球燃机市场

作为全球增速最快的燃气轮机机组，GE HA级燃气轮机已经在全球累计销售76台套，足迹遍布全球超过15个国家和地区，惠及超过25个发电客户。

重型燃机，一直被誉为装备制造业“皇冠上的明珠”。作为能源高效、清洁利用的重大技术装备，重型燃机是中国重点突破和发展的大国重器，也是我国“十三五”发展计划中要实施的100项重点任务之首。但现实中，不论是设计技术、高温部件制造技术还是运行维护技术，这些燃机制造中的瓶颈都尚未实现突破。解决燃气发电项目设备瓶颈，在国内基本形成完整的重型燃气轮机产业体系尚且任重道远。GE作为全球燃机制造巨头之一，从二战后研制出第一台燃机开始，到全球首个配置GE 9HA燃机的法国电力公司(EDF)布尚电厂以62.22%的实测联合循环全厂效率被吉尼斯世界纪录认定为全球最高效的50赫兹电厂，在近70年的时间内持续领跑全球燃机市场，并不断创新，继续向着净效率65%的目标一路狂飙。其成功的背后到底拥有着怎样的奥秘?是否能为“重型燃机中国造”的目标提供些许思考?不久前，机电商报记者亲赴GE位于美国格林威尔的重型燃机生产基地，将其首次面对中国记者开放的众多“看家法宝”一览无余。这座始建于1968年的生产基地，在过去十年就申请了7000多项专利技术。

关于未来

“我们对气电有着长期的承诺，我们对燃气发电系统投入了很多，我们有着最有竞争力的产品线。而且未来我们还会为之持续投入，保持GE在行业中的领先地位。”刚刚上任不到3个月的GE燃气发电总裁兼首席执行官查克˙纽金特在面对全球媒体的首次亮相中显得信心满满。事实上，在一连串的骄人业绩背后，查克˙纽金特的自信确实有理有据。作为全球增速最快的燃气轮机机组，GE HA级燃气轮机已经在全球累计销售76台套，足迹遍布全球超过15个国家和地区，惠及超过25个发电客户。在机电商报记者到达格林威尔的这些天，GE第26套HA级机组也已正式并网发电。

GE燃气发电总裁兼首席执行官查克˙纽金特

根据国际能源署的预测，到2040年，全球能源需求量将增长30%，这相当于在如今全球能源需求的基础上再增加一个中国和印度的消费量。世界满足其日益增长的能源需求的方式发生了巨大变化，天然气发电、可再生能源、节能增效将成为发展主流。

“通过多样化的燃料组合和领先业界的技术实力，GE发电集团将持续引领客户顺利渡过这场能源变革。”GE发电集团总裁兼首席执行官罗素˙斯托克斯表示，“我们注意到，天然气在世界能源组合当中将长期发挥着重要作用，并将为多种可再生能源提供必要补充。我们的HA级燃气发电技术在能效水平方面达到了前所未有的高度，并能够帮助客户达成更为严格的排放目标。”

据悉，GE于2016年投放市场的HA级燃气轮机是世界最大型、最高效的先进重型燃气轮机。自上市以来，GE的HA级燃气轮机已经成功造就了全球最为高效的50赫兹与60赫兹电厂，并保持吉尼斯世界纪录。2018年3月，配置GE 7HA燃气轮机的日本中部电力株式会社西名古屋电厂一期实测联合循环全厂效率达63.08%，被吉尼斯世界纪录认定为全球最为高效的联合循环电厂。而联合循环效率超过64%的GE 9HA.02燃机已于2018年起接受订购。截至目前，GE HA级燃气轮机的运行时数已超11.8万小时，同时也成为全球增速最快的燃气轮机机组。

GE9HA机组

“对于GE而言，我们的优势就是拥有非常丰富的产品线。我们的航改型燃机可以在短短几周时间内完成部署、投入运营、实现快速发电;我们的HA级燃机持续保持着联合循环效率的吉尼斯世界纪录，这一切都得益于多年来我们对这些产品线的持续投资。未来，GE将继续对这些产品进行投资，切实帮助各类燃气发电企业有效满足电力需求，并不断提升他们的盈利能力。” 查克˙纽金特继续讲道。

关于创新

燃气轮机每秒可以烧掉40磅天然气，即便减少0.3%的用量，每年也能为客户节省数百万美元的燃料成本。“我们之所以能在竞争中胜出就是因为我们的天然气发电站效率高、排放低、灵活性高，而这就是HA机型带给我们的好处。”在 Competitive Power Ventures(CPV)电力开发与资产管理公司副总裁汤姆˙拉姆齐看来，GE HA级燃机不仅为公司创造了价值，也为最终用户带来了更优惠的用电价格。作为一家独立的发电企业，Competitive Power Ventures(CPV)电力开发与资产管理公司在全美范围内开发商业天然气和可再生能源项目。也是GE第一家将双燃料方案应用于7HA燃机发电项目的客户。CPV Towantic能源中心安装了两台7HA.01燃气轮机及其配套工程设备，这座805兆瓦联合循环发电站的发电量至少可满足80万个美国家庭的用电需求。

“GE是世界领先的燃气轮机和喷气发动机生产商。在我看来，燃气轮机领域的创新是一个渐进的过程，通过将渐进性的和少数革命性的技术混合在一起，我们不断改善燃气轮机的性能，这也让我们可以为世界各地的客户带来最高效的燃气轮机。尽管看起来我们在燃气轮机结构上没有革命性变化，但我们对燃气轮机持续改进所使用的技术肯定是革命性的。所以你千万不要低估这些技术的创新成就。” 查克˙纽金特进一步指出。

在过去40年间，GE位于格林威尔的重型燃机制造基地始终引领技术先锋。截至2017年底，其生产的燃气轮机总量已经达到 3235台套。目前这一基地已 不仅仅是GE燃机的制造基地，其下辖的先进制造中心、燃气轮机技术中心、维修服务中心、维修开发中心、燃气轮机技术实验室、全转速全负荷测试台、全转速空载测试台、燃烧室技术中心等覆盖了新技术、设计工程、生产、发包、测试、服务与维修等燃机全生命周期中的方方面面。

投资总额超过2.3亿美元的全转速全负荷测试台主要用于检测验证 F级和HA级燃气轮机 。具备离网变速满负荷检测能力 ，可完全模仿真实的电网环境，也是全球最大最全面的燃气轮机系统验证测试台。

首次揭开神秘面纱的GE先进制造中心，初期投资就高达 7300 万美元， 后期又追加投资 3.27 亿美元。通过聚焦创新技术，GE 先进制造中心能够更加快速地为市场设计、测试、迭代验算并推出领先于业界的产品：用于燃气轮机、飞机发动机的陶瓷基复合材料(CMC)、先进树脂基复合材料等。而令GE引以为傲的增材制造(3D打印)，正在加速帮助其进行技术革新。通过3D打印技术，GE可以制造出结构更复杂的燃烧室和制造工艺非常复杂的轮机叶片。在燃烧室技术中心，机电商报记者看到了GE即将应用到首台套9HA燃机上的微孔预混燃烧室。

GE先进制造中心

该项目以美国能源部(DOE)拨款扶持的氢能源计划作依托，早在2006年就已启动。理念在于通过燃料空气的微控混合来降低燃烧脉动，即所谓的燃烧不稳定。与传统燃烧室相比，微孔预混燃烧室有398个微型混合器，每个混合器都能释放燃料和空气的混合物，大幅提升了燃料与空气混合的均匀性，能够让燃烧室承受更高的燃烧温度，从而让9HA机组获得最佳的效率、最低的排放。目前，GE把下一代燃机的联合循环目标效率设定在65%，而在实现这一目标的过程中，微孔预混燃烧必将发挥至关重要的作用。

微孔预混燃烧室设计中，最核心、最关键的技术在于增材制造的应用，通过3D打印不仅可以杜绝燃料泄漏从而提高产品的可靠性，还可以将原来的66个部件严丝合缝形成一个部件。“为什么要用3D打印，有三个原因：第一个就是快，相比传统工业更快;第二个就是性能好，最新进的制造工艺、最先进的设计理念打印出来的零部件可以进一步提升燃机性能;第三个原因就是可以缩减成本，简化供应链。在一些情况下，我们甚至能生产出低于传统零部件成本的3D打印零部件。”在先进制造中心负责人看来，3D打印技术在关键零部件上的充分应用，能够帮助GE燃机把新产品的推出周期提前一年时间。 而长期来看，先进的增材制造技术有望为 GE 节省 30 亿~ 50 亿美元的成本。

目前，首台套为客户生产的微孔预混燃烧室已在GE格林维尔工厂生产制造完毕，很快将发至法国贝尔福(Belfort)工厂进行全转速空载测试，并装配到9HA.01重型燃气轮机上。工厂测试结束后，该燃机将发往位于中国的华电天津军粮城电厂，这也是首台套应用到9HA机组上的微孔预混燃烧室。

“中国市场对于GE来讲，是非常重要的。我们希望在这个市场可以保持领先地位，并获得客户的认可。与此同时，GE将继续投资未来，并在增材制造和数字化等创新技术领域保持领先地位。” 查克˙纽金特讲道。