科技 | 技术前沿新突破！首台国产HA级重型燃机下线！

　　近日，由哈电集团和GE燃气发电合资组建的哈电通用燃气轮机(秦皇岛)有限公司生产的首台国产HA级重型燃机，在秦皇岛重燃基地顺利下线。这标志着国内重型燃气轮机的生产制造技术水平实现了突破，在全国能源装备制造中起到了示范作用。

　　HA级燃机技术代表着当前燃机发电领域最先进的技术之一。GE HA级燃机是世界上最大、最高效的燃气轮机发电机组之一，也是全球近几年装机量增长最快的燃气轮机，特别适合在大城市集群用作纯凝发电或作为调峰机组与可再生能源进行互补。

　　其中，9HA.01燃机电厂的一拖一联合循环出力可达到661兆瓦，9HA.02燃机可达到838兆瓦，容量与国内660兆瓦和1000兆瓦煤电机组相当，完全可以作为基荷电力替代燃煤电厂使用。在效率方面，9HA.02燃机联合循环效率已经达到64%以上。与此同时，GE旗下的HA级燃机目前已经具备了50%的燃氢能力。GE的目标是在2030年前实现HA级燃机100%烧氢。

　　本次下线的燃机将运往广东惠州，用于惠州大亚湾石化区综合能源站。该项目投产后，燃机将采用10%(按体积计算)的氢气掺混比例与天然气混合燃烧，成为我国首座天然气-氢气双燃料的9HA电厂，为当地新增1.34吉瓦的供电能力。

　　作为GE在亚洲唯一的重型燃机制造核心基地，哈电通用燃气轮机(秦皇岛)有限公司除了HA级燃机的本土化制造，未来还将实现9F级和9HA级别燃机热通道部件、燃烧室部件等的本地化生产，逐步建立国内产业链，提供本土化制造与一站式全寿命周期的服务。

　　热通道部件及燃烧室部件作为重型燃机的核心部件，其本土化生产对于H级重型燃气轮机国产化具有决定性意义。该部件的制造技术专业化非常强，涉及了结构力学、材料学、气体动力学、工程热力学、转子动力学、流体力学等前沿科技，是多学科、多专业、多领域先进技术之集大成者。

　　燃机热通道部件包括燃烧筒、过渡段、透平喷嘴和动叶片。在1100~1400℃的工作温度下，这些热通道部件仍然需要满足各种机械强度和高温表面稳定性的要求。

　　1400℃已经接近制造这些部件的基本金属元素镍、钴的熔点，而在这样的高温下这些由金属制造的部件仍然需要有很高的抗断裂强度、抗蠕变性能、抗氧化和抗腐蚀性能、抗热机械疲劳，以及其他作为大型、高速转动的机械设备运行部件所必要的各种性能。

　　燃机热通道部件的制造原料以镍、钴为基材，另加各种强化微量元素，这类合金统称为高温合金。在高温合金中，所加入的微量元素形成各种化合物，这些化合物通过几种不同的强化机制来增强高温合金的高温机械性能，和高温抗氧化抗腐蚀的能力。

　　同样的，燃气轮机燃烧室也是用高温合金材料制作的燃烧设备。在整台燃气轮机中，它位于压气机与涡轮之间，主要作用是进行有效地燃烧、控制燃烧初温及控制氮氧化物的生成。

　　▲ GE公司F级燃气轮机燃烧室DLN2.0+结构示意图

　　从60年代起，材料科学界的研发人员就不断的试制各种高温合金成分。因为即使化学成分中千分之几的微量元素的变化，也可能会使高温合金的机械性能产生质变，而且这些质变需要在长期的同等高温模拟试验条件下才能测试出来，每个实验中技术人员都需要进行长达十年的观察、记录和分析。所以高温合金的设计牵涉到巨大的研究资金的投入和长期的实验。

　　在实验室试制成功，或小批量生产出高温金属样品，不等于能够大规模连续生产出同等质量的高温合金材料。进行高纯度的大型高温合金冶炼对设备、工艺、人员有着严格的要求。

　　用于大型高温合金冶炼的感应式真空熔炼炉的真空要求非常高，冶炼出来的高温合金中的含氧含氮成分需要保持在万分之一或更低的水平。这对真空熔炼设备制造水平也有极高的要求。

　　来源：河北日报