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超级风口来了,算力时代的刚需装备!全球疯抢中国重型燃机→

2026-08-07 17:20

(来源:中国工业报)

■ 中国工业报记者  郭宇

AI算力越跑越“吃电”,国产重型燃机先一步火到了全球。东方汽轮机自主打造的G50燃机凭着过硬实力拿下40余台海外订单,德阳市委常委、常务副市长李江波在近日的四川省政府新闻发布会上,专门点名称赞了这张本地高端制造名片。

被称作高端制造业“皇冠上的明珠”,重型燃机可不是浪得虚名。一台设备集成数万项尖端技术,从特种材料、精密铸造到热能动力、自动控制,处处都是工业硬门槛,既是稳住新型电力系统的“调峰快手”,也是“双碳”转型的核心动力装备。

过去这条赛道长期被海外巨头垄断,国内企业啃了十几年技术硬骨头,终于在东方电气等龙头企业的牵头下闯出了新路——国产燃机从实验室样机一路跑进全国商用场景,还批量扬帆出海,整条产业链都踩上了能源转型的黄金风口。

2026年上半年,三大国产燃机龙头集体交出亮眼成绩单。东方电气一季度归母净利润15.85亿元,同比大涨37.41%,G50接连拿下加拿大批量订单,同时纯氢机型与大功率型号研发正在稳步推进;上海电气预告上半年归母净利9.2亿至10亿元,同比增长12%至22%,F/H级全谱系燃机落地国内多个重点项目;航发动力净利同比增超五成,扣非净利更是翻了四倍有余,太行110重型燃机规模化商用,民用燃机业务也成了最强增长引擎。

能源体系里灵活高效的“动力多面手”

很多人对火电、风电、光伏耳熟能详,却并不了解重型燃气轮机的独特价值。传统燃煤发电机组启停动辄耗时十余小时,很难匹配风电、光伏发电昼夜起伏、阴晴波动的特点。而重型燃气轮机拥有无可替代的灵活性,主流F级机型冷态启动满负荷仅需30分钟,热态最快10分钟即可全功率输出,能够精准跟随新能源出力变化,随时填补电网电力缺口,是新型电力系统最重要的调峰电源。

在发电效率层面,燃机搭配余热锅炉组成联合循环发电系统,F级机组综合发电效率可达58%以上,H级机型突破63%,远优于常规燃煤火电45%左右的平均效率。

天然气燃烧无粉尘废渣,碳排放较燃煤降低六成以上。机型可兼容沼气、高炉煤气、煤层气,新一代机型支持掺氢乃至纯氢燃烧,兼顾清洁度与燃料多元化。

同时,燃机电站占地仅为同等规模火电厂的二十分之一,建设周期12至18个月,适配城市园区、算力中心土地紧张的建设条件,广泛应用于城市供暖、工业园区热电联产、数据中心保电、海上油气供电等多元场景。

受制于涡轮内部长期承受1600℃高温、高压、高转速的极端工况,涡轮单晶叶片、高温合金材料、燃烧室、控制系统等核心部件制造难度极大,全球仅有中、美、德、日四国具备完整自主研制能力。过去数十年,国内大型燃气电站设备高度依赖进口,不仅采购价格高昂,后期运维、备件更换被海外企业牢牢把控,能源装备供应链存在明显安全隐患。为破解困局,我国将重型燃气轮机列为重大科技攻关专项,开启长达十余年的国产化攻坚之路。

G50“争气机”实现国产从0到1规模化落地

在国产重型燃机的自主赛道中,东方电气走出了一条正向设计、全链条自研的路线,核心代表G5050兆瓦F级重型燃气轮机被行业称作国产“争气机”。

“历经4000多个日日夜夜,工程师们从'0'到'1'不断突破,终于啃下了重型燃气轮机自主化这块'硬骨头'。”

回忆13年来的研制历程,东方电气集团东方汽轮机有限公司清洁高效透平动力装备全国重点实验室主任方宇感慨万千。

该机型自2009年立项研发,累计投入近20亿元研发资金,历时13年完成全部技术攻关,拿下136项授权发明专利,搭建起完全自主的燃机设计数据库与行业标准体系,整机两万余个零部件全部实现本土化配套,热端单晶叶片、燃烧室、控制系统等“卡脖子”部件100%国产化,真正摆脱海外零部件进口依赖。

“压力大的时候整夜睡不着。燃气机要是造不出来,对不起国家,对不起公司。”东方电气集团清洁高效透平动力装备全国重点实验室副主任田晓晶坦言。这位女工程师带领团队打破国外70余年技术封锁,主持完成了国内首台完全自主知识产权的F级50MW重型燃机高温部件燃烧器研制。

科研人员王海洋也是该公司研发团队中的一员,他负责研发的8公斤重定向叶片,重量和尺寸均是以往自主燃机叶片的数倍。“尺寸大了,精铸工艺研发难度以指数级往上翻。”王海洋说,二三十个工艺方案来回试,在复杂的多场耦合里找工艺参数平衡点,这个过程几乎天天和失败打交道。

就是在无数研发人员的坚持下,国产燃气轮机迎来了胜利的成果。2023年,G50在广东华电清远项目正式投入商业运行;2024年,德阳经开区分布式能源站该机组完成“72+24小时”满负荷严苛试运行,累计并网运行超5000小时,发电量突破2.1亿千瓦时,每年可助力园区减碳超10万吨,兼顾用电保障与清洁供暖;同年机组顺利通过2000小时满负荷商业鉴定,证明长时间高负荷工况下稳定性达标,具备全国大范围复制推广的条件。

截至2026年上半年,多台G50落地济南、清远、德阳多地,济南华山热电项目两台该机组完成点火调试,每年可提供6.2亿千瓦时清洁电力,保障济南东部数百万居民冬季采暖,成为城市清洁取暖主力装备。长期统计数据显示,该全系列机组累计商业运行时长突破10000小时,各项运行参数对标国际同级进口机型,启停速度、变负荷能力、能耗水平均达到国际主流标准。

依托G50成熟的技术底座,东方电气完成燃机谱系化布局,实现大小功率全覆盖。“公司以50MW燃机为基础,可形成自主技术燃机系列产品,未来研发燃气轮机新机型的周期将大大缩短。”方宇介绍。

在小功率零碳赛道,企业2025年东方电气发布了国内首台全自主15兆瓦纯氢燃气轮机。氢气燃烧极易出现回火、热声振荡,研发团队攻克防回火、高温控氮、燃烧稳定三大世界级难题,机组可百分百燃用氢气实现零碳排放,适配绿氢产业园、分布式零碳电站。面向更高功率市场,G200大兆瓦重型燃机研发稳步推进,计划2027年下线,补齐国内大功率商用燃机短板,形成“G15H-G50-G200”完整产品梯队,覆盖15兆瓦至200兆瓦全应用区间。

除技术自研之外,东方电气打通燃机全生命周期服务闭环,搭建自主化智能运维体系,依托远程监控、AI故障预警、数字孪生技术,实现机组健康状态实时研判,打破海外企业对燃机运维技术的垄断。国内老旧进口燃机大修、备件替换不必再高价采购海外配件,国产运维方案大幅降低电站长期运营成本。

国产燃机整体进入商业化、全球化双快车道

国内燃机行业形成多点并进格局,东方电气主打正向全自主路线,上海电气依托合资技术积累深耕F/H级大容量机型,中国航发推出太行110重型燃机,单机功率110兆瓦,这是当前国内商用最大功率自主燃机,可适配大型调峰电站、海上能源平台;哈尔滨电气、国家电投同步推进300兆瓦级F级重型燃机样机研发,大功率机型逐步实现技术突破。各家企业差异化分工,完整覆盖小、中、大功率市场,构建起了国内燃机完整产业集群。

产业链配套同步成熟,上游有抚顺特钢钢研高纳等企业量产燃机专用的高温合金;中游燃机控制系统、大型铸锻件、精密机匣已经全面实现国产化;下游西子洁能华光环能等配套余热锅炉企业,打造了“燃机+锅炉+运维”全套本土供应链,彻底告别了整机、零部件两头依赖进口的局面。

东方汽轮机作为链主企业联动产业链上下游近300家企业梳理产业链短板、开展联合攻坚,实现了两万多个零部件国产化。

其中,庞大的零部件体系中,重型高端铸锻件是承上启下的关键承压部件,也是燃机国产化绕不开的攻坚重点。国机重装承担关键铸锻件供应的核心角色。作为我国高端重型装备研制的旗舰企业,国机重装在国内率先开发并批量制造燃机全套锻件、FB2转子锻件、CB2铸件等大型高端铸锻件产品。

“公司是国内唯一具备全套燃机铸锻件供货能力的企业,首家掌握E级、F级、H/J级全级段高端重型燃机铸锻件制造技术并实现量产。”国机重装董事长韩晓军表示。截至目前,该公司已累计提供各种型号重型燃机大型铸锻件200余套,是全球燃机大型铸锻件核心供应商,国内客户包括东方电气、上海电气、哈尔滨电气、杭州汽轮机,海外客户涵盖西门子能源等国际巨头。

产业链的核心更在于人才,燃气轮机之所以被称之为全球工业上的明珠,并不仅仅因为它的大功率,而是国家工业能力水平的综合体现——从材料加工到产品实验和制造乃至于人才的培养,产业链的每个环节都需要顶尖制造企业的加入。

“燃气轮机开发涉及多学科、多专业,产业链广,需要人才、技术、资金等多方面的长期投入和积累。”杭州汽轮动力集团股份有限公司先进动力研究院院长隋永枫谈到人才的培养时表示。杭汽轮的研发团队已从当年的20人发展到现在的上百人,专业几乎囊括了所有理工学科,包括气体动力学、金属工艺学、控制学、机械设计、精密铸造、特种工艺等。

“就像行百里路,三步就有一个坎,五步就是一座高山,但我们就憋着一口气要把它做出来,如今终于能与国际梯队同台竞争。”隋永枫说。

记者了解到,近两年国内燃气轮机人才培养跑出全新节奏,校企深度绑定成为最大亮点。2026年7月,北航牵头全国多所高校与燃机龙头统一育人标准,推行以真机型号带教人才,要求学生深度参与G50、太行110机型研发。清华、上海交大联动东方电气、上海电气搭建联合实验室,落实双导师工学交替模式。学位评价迎来重要革新,多所高校允许燃机硕博以真机试验、部件攻关成果替代毕业论文,适配行业长周期研发特点。各类院校分层培养,顶尖高校主攻研发,地方院校深耕运维、零部件制造。全方位本土人才体系成型,为大功率燃机、氢燃机迭代储备人力,实现技术与人才同步自主。

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