中小型汽轮机产业转型升级需求迫切（产业观察）
北极星火力发电网讯:“汽轮机技术研发创新一直存在‘重大轻小’现象”“高端市场基本被国外垄断、中低端市场产能过剩”“未来市场中小型汽轮机的需求远大于大容量汽轮机”……这是记者日前采访中听到的业界专家对我国中小型高效汽轮机技术行业的评价。
中小型汽轮机的应用广泛，包括区域供暖、热电联供、工业余热综合利用、太阳能热电、生物质热电等。与其广泛应用不相匹配的是，中小型高效汽轮机技术研发创新力度不够。近日，在山东省淄博举办的“新业态·新动能高效发电汽轮机技术研讨会”上，与会专家一致认为，我国亟需重视中小型汽轮机研发创新，通过高端产品本土化加快推进中小型汽轮机的技术进步。
“重大轻小”
汽轮机是一种知识密集型、资源密集型、资金密集型的装备产品，代表一个国家动力装备的研制水平，被称为“机械工业的皇冠”。经过60多年发展，我国汽轮机技术研发制造体系已基本建立并日益完善。我国大容量汽轮机技术一直受到政策和行业专家的关注，屡创新高，发展迅速。目前，我国规模以上汽轮机制造商年产能超过1.2亿千瓦，主要汽轮机厂商有哈汽、东汽、上汽、杭汽等12家企业。
“我国汽轮机技术一直坚持创新驱动发展，制造能力和产能已经稳居世界第一，生产制造体系和产业链非常完善。”汽轮机行业资深专家、山东透平新能源科技有限公司副总经理胡哺松直言，但不容忽视的是：一方面，我国中小型汽轮机行业产能过剩、竞争激烈，另一方面，因为缺乏基础技术和核心技术，高端产品市场一直被少数国际品牌主导，如在石化、炼化等领域的工业汽轮机市场和太阳能光热发电等新能源市场，国际知名品牌如西门子、GE、曼透平等仍然是用户首选，国产品牌产品的整体性能与国际先进技术相比仍然存在差距；整个中小型汽轮机行业亟需“转型升级”。
记者采访发现，我国高效汽轮机技术研发创新一直存在“重大轻小”现象，大容量汽轮机创新的新闻接连不断，今年7月，广东华厦阳西电厂二期（2×1240MW）机组完成168小时满负荷试运，标志着这个世界级单轴全速单机容量最大、煤耗最低的火电汽轮发电机组在中国正式投产；今年10月，申能安徽平山电厂二期工程锅炉首次点火并且一次成功，成为全球最节能的火电机组。反观中小型汽轮机技术创新，却鲜有新闻爆出。
国外主导
据不完全统计，截至2019年底，我国中小型汽轮机总装机容量（千瓦数）占市场总装机容量约25%，在我国发电设备行业具有十分重要的地位。但长期以来，因为种种原因，我国大部分中小型汽轮机厂商的设计流程经验化、设计工具离散化、工程数据碎片化、产品同质化，缺乏竞争力。尤其是2003年前后的快速发展制约了我国汽轮机企业技术创新的步伐和节奏，导致大量投产设备达不到设计指标、整体性能与国外先进技术差距增大。国外中小型高效反动式汽轮机技术从瑞士巴登培育发展后，经过西门子、阿尔斯通、曼透平、DPI等企业持续研发创新，形成了完整且持续领先的技术体系。而国内中小型汽轮机技术起步晚、持续创新动力不强、基础性研究和系统性归纳提炼匮乏，技术进步缓慢，严重滞后新业态下能源产业高质量发展需求。
“全面抢占高端市场、完整掌握核心技术，是我国每一个汽机人的追求。”胡哺松介绍，为缩小差距，经过认真研究决策，2017年国源电气从意大利DPI全套引进最新第四代中小型汽轮机技术。经过近三年的消化、转化、再创新，逐步实现了从设计、制造、服务到运维支持的全流程本土化，开启了我国新一代中小型汽轮机高端产品全生命周期国产化之路。
在西安交通大学教授、著名汽轮机行业专家丰镇平看来，国源电气发挥机制优势，选择的引进、消化、转化、再创新之路非常有效，有望很快成为我国高效反动式汽轮机技术的引领者。事实上，国源电气在推进中小型汽轮机技术进步上已经取得重大突破，实现了两个100分：100%全套掌握核心技术+100%实现高端装备国产化。“未来高端中小型汽轮机产业要实现国产化发展，亟需国内相关行业企业借鉴、学习、研究、创新。”
空间巨大
据不完全统计，我国现有火电总装机中，中小型汽轮机装机台份数占比超过50%，存量总台份数超过10000台套，而且大部分是在2000年-2010年间电力快速建设期投产，将逐渐被纳入落后产能，面临升级改造。近十年来，快速发展的生物质、垃圾发电、太阳能热发电等新增市场所需汽轮机均为中小型号高端产品。无论是存量市场的升级改造，还是新增市场的需求，中小型汽轮机比大容量汽轮机存在更大的发展空间，应得到更多重视和扶持。
源和电站股份有限公司蔡虎博士说，在他们走访的华东、华北、东北、华南等首批生物质发电中，普遍存在运行经济性问题，即便财政补贴到位、机组运行积极，企业仍勉强处于盈亏平衡点。所以，目前如何提高高效汽轮机的经济性成为迫切需要解决的技术问题。“如果通过高效汽轮机改造可提高15%的效率，意味着同样燃料的情况下，可以多发15%的电，这将大幅提高经济运行。”
以山东丽村生物质热电厂为例，2020年年初采用高效反动式汽轮机代替传统汽轮机并网发电后，同样锅炉和相同蒸汽量，上网电量由6MW/h提高到7.2MW/h，每年增发电收益超过1000万元，投运一半年即可回收设备投资。“我们统计了50多台垃圾发电机组数据，1/3左右的垃圾发电机组投产后效率达不到标准。而今年9月通过高效汽轮机改造的山东淄博凯华生物质电厂的效率明显优于传统机组。”西安热工院汽轮机性能测试专家、高级工程师王伟峰表示。
在胡哺松看来，随着新一代中小型汽轮机技术的批量推广应用，必将引导市场重新定义中小型汽轮机的设计标准和采购标准，“高效率、高可靠、高集成、智能化”将成为行业新标准。