燃气发电设备最新机型

当前国际燃气轮机市场被GE公司、西门子、三菱重工、安萨尔多等公司占据，各燃机设备生产厂家的技术经济指标较为接近，由于技术路线不同，燃机系统构成和运维操作存在较大差异。燃机技术发展较为迅速，技术更新迭代较快，机组容量、效率逐步提高。各厂家燃机技术指标之间的竞争也较为激烈，各厂家官方发布的燃机热耗、效率等技术指标处于不断刷新的状态。现就当前最新机型及技术指标情况简介如下。

一、世界最新燃机概况

1.GE燃气轮机

当前美国GE燃气轮机技术最为先进，该公司燃气轮机容量最大，效率也最高。其最新推出的H级燃机9HA.02机型单循环容量540MW，联合循环容量超过800MW，联合循环效率超过62%。最新资料显示，GE研制最新的 9HA.HArriet型机组联合循环效率已突破64%，运行经济性得到显著提高。GE公司H级燃气轮机采用全空冷技术，第一级采用单晶材料叶片，燃烧器采用DLN2.6+燃烧技术，环保指标处于先进行列。

GE公司世界上首个HA型燃气轮机联合循环发电厂于2016年6月在法国布尚正式投产，联合循环净效率为62.22%。国内首台9HA.01机组为华电军粮城六期650MW联合循环热电联产项目，目前该机组正在建设中，预计联合循环效率超过62%。集团公司筹建中的首台9H机组为南京电厂二期扩建工程，机组选型为GE 9HA.01机组，联合循环容量655MW，目前项目正在审批核准阶段。

图1 美国GE9HA型燃气轮机

GE燃气轮机在国内装机数量较多，运行指标和性能较好。从国内投产的燃机运行情况看，该公司燃气轮机运行稳定，经济指标较好。

表1 GE F级（含改进型）三种类型燃机型号及其技术数据

型号

压比

初温℃

排气温度℃

进气量 (t/h)

燃机出力 (kW)

LHV 热耗(kJ/kW·h)

LHV 效率(%)

256: GE 9351 FA

16.5

1327

599

2333

259500

9643

37.3

111: GE 9351 FA

16.5

1327

599

2333

259670

9643

37.3

174: GE 9351 FA

16.5

1327

606

2288

259730

9601

37.5

313: GE 9351 FA

16.5

1327

600

2355

260700

9674

37.2

475:GE 5-series

18.2

1427

637

2335

291485

9390

38.3

表2 GE H级三种类型燃机型号及其技术数据

型号

压比

初温℃

排气温度℃

进气量 (t/h)

燃机出力 (kW)

LHV 热耗(kJ/kW·h)

LHV 热耗(%)

114:GE 9001H

23.2

1427

621

2466

331000

9115

39.5

521:GE 9HA.01

21.8

1427

621

2930

405700

8699

41.4

584:GE 9HA.02

23.5

1482

652

3450

507200

8699

41.4

GE 9HA.01

633

429000

8483

42.4

GE 9HA.02

636

519000

8440

42.7

说明：表中的设备型号前的编号为Thermoflow GT-PRO软件燃机库中的ID号。数据为ISO条件下的数据，即环境条件为15.0℃、101.325kPa(a)、60.00%相对湿度。

2.三菱燃气轮机

三菱公司最先进的H级燃气轮机为M701J型机组，最新资料显示其单循环出力达478MW，联合循环机组容量超过701MW，效率达到62.3%，整体性能处于先进行列。三菱研制的最新的燃机为M701JAC，单循环出力即可达到563MW，组成联合循环容量将达到818MW，最新资料显示联合循环效率达到64%。国内安装数量最多的为M701F型机组，运行性能较为稳定，经济指标较好。目前国内最先进的机组为华能北京热电厂的M701F5型燃气轮机，机组性能稳定。集团浙江绍兴公司安装的M701F4机组自2013年投运以来运行性能稳定，经济指标较好。

图2 东方三菱M701F型燃气轮机

表3 三菱F级（含改进型）三种类型燃机型号及其技术数据

制造商及型号

压比

初温℃

排气温度℃

进气量 (t/h)

燃机出力 (kW)

LHV 热耗(kJ/kW·h)

LHV 效率(%)

355:Mitsubishi 701 F4

18.0

1399

594

2548

314890

9014

39.9

463:Mitsubishi 701 F4

18.0

1399

590

2581

327030

8859

40.6

539:Mitsubishi 701 F4

20.0

1399

586

2648

333660

8880

40.5

表4三菱H级四种类型燃机型号及其技术数据

制造商及型号

压比

初温℃

排气温度℃

进气量 (t/h)

燃机出力 (kWe)

LHV 热耗(kJ/kW·h)

LHV 热耗(%)

464:Mitsubishi 701 F5

21.0

1427

611

2581

353660

8639

41.7

546:Mitsubishi 701 F5

21.0

1427

613

2669

375540

8567

42.0

MitsubishiM701J

630

478000

8511

42.3

MitsubishiM701JAC

649

563000

8257

42.6

3.西门子燃气轮机

德国西门子研制的最新的H级燃机为SGT5-9000HL，单循环出力即可达到593MW，组成联合循环容量将达到850MW，联合循环效率超过63%，是当今最大的燃气轮机机型之一，该机型目前已通过试验考核，投入市场。目前SGT5-8000H是西门子燃机的主流H级机型，联合循环出力超过670MW，发电效率大于62%，国内正在建设中的华电增城项目即采用该机型。

图3 西门子SGT5-8000H型燃气轮机

表5 西门子F级五种类型燃机型号及其技术数据

制造商及型号

压比

初温℃

排气温度℃

进气量 (t/h)

燃机出力 (kW)

LHV 热耗(kJ/kW·h)

LHV 效率(%)

100:Siemens SGT5-4000F

16.2

1310

571

2219

232400

9651

37.3

142:Siemens SGT5-4000F

16.9

1343

577

2280

263600

9157

39.3

187:Siemens SGT5-4000F

17.0

1316

584

2312

265900

9284

38.8

291:Siemens SGT5-4000F

17.2

1316

575

2421

278500

9205

39.1

324:Semens SGT5-4000F

17.2

1316

577

2438

291600

8999

表6 西门子H级三种类型燃机型号及其技术数据

制造商及型号

压比

初温℃

排气温度℃

进气量 (t/h)

燃机出力 (kW)

LHV 热耗(kJ/kW·h)

LHV 热耗(%)

401:Siemens SGT5-8000H

19.2

625

2938

379000

8932

40.3

453:Siemens SGT5-8000H

19.2

625

2934

389050

8889

40.5

435:Siemens SGT5-8000H

19.2

619

3081

405050

8976

40.1

Siemens

SGT5-9000HL

670

593000

8411

42.8

4.安萨尔多燃气轮机

安萨尔多研制的最新H级燃机为GT36-S5，单循环出力可达到500MW，组成联合循环容量将超过750MW，联合循环效率超过62%。国家电投上海电力闵行发电厂燃气-蒸汽联合循环发电机组示范工程建设两台安萨尔多机组，其中一台为H级GT36-S5型机组，采用4级可调静叶、OTC冷却、高压直流汽水系统等技术，联合循环出力达750MW。

图4上海安萨尔多GT36-S5燃气轮机

安萨尔多在国内主推机型为F级AE94.3，运行效率59.2%，单循环出力为310MW，组成联合循环容量将超过460MW，已在国内多个项目安装投用，集团公司肇庆及在建的广东佛山、海南万宁项目即选用该型。

图5上海安萨尔多AE94.3燃气轮机

表7安萨尔多F级两种类型燃机型号及其技术数据

制造商及型号

压比

初温℃

排气温度℃

进气量 (t/h)

燃机出力 (kW)

LHV 热耗(kJ/kW·h)

LHV 效率(%)

369:Ansaldo

AE94.3A

17.7

1477

572

2432

284800

9057

39.7

376:Ansaldo

AE94.3A

18.2

1454

574

2475

290600

9063

39.7

表8安萨尔多H级一种类型燃机型号及其技术数据

制造商及型号

压比

初温℃

排气温度℃

进气量 (t/h)

燃机出力 (kW)

LHV 热耗(kJ/kW·h)

LHV 效率(%)

Ansaldo

GT36 S5

624

500000

8675

41.5

二、H级燃机技术参数对比

目前世界一流燃气电厂所采用的基本为GE、三菱、西门子和安萨尔多的生产的燃气轮机。GE、三菱、西门子和安萨尔多等燃机厂家的燃气轮机制造技术较为接近，但燃机设备的细节方面存在不同，燃机的经济指标也存在一定的差距。燃机单循环和联合循环机组热耗、效率等指标是用户选择燃气轮机的重要依据，对于大型燃气发电机组而言，联合循环对于选择燃机设备更有意义。当前各生产厂家最新的H级、F级燃机技术参数对比参见下表。

表2.1 H级燃机技术参数汇总表

燃机厂家

西门子

三菱

安萨尔多

燃机型号

9HA.01

9HA.02

SGT5-9000HL

SGT5-8000H

M701JAC

M701J

GT36-S5

简单循环净出力（MW）

405

507

593

450

493

478

500

简单循环净热耗率（kJ/kW·h，LHV）

8699

8411

<8780

8392

8511

8675

简单循环净效率（%，LHV）

41.40%

>41%

42.9%

42.3 %

41.5%

排烟温度（°C）

621

670

630

641

630

624

联合循环净出力（MW）

643

774

870

665

717

701

720

联合循环净热耗率（kJ/kW·h，LHV）

5750

5739

<5714

5890

5705

5778

5854

联合循环净效率（%，LHV）

62.60%

62.70%

>63%

61%

63.1%

62.3%

61.5%

表2.2 F级燃机技术参数汇总表

厂家

西门子

三菱

安萨尔多

燃机型号

9F.06

9F.05

SGT5-4000F

M701F

AE94.3

简单循环净出力(MW）

342

299

329

385

310

简单循环净热耗率（kJ/kW·h，LHV）

8768

9295

8780

8592

9045

简单循环净效率(%)

41.1

38.7

41.9

39.8

排烟温度（°C）

618

642

599

630

576

一拖一联合出力（MW）

508

462

475

566

477.2

一拖一热耗率（kJ/kW·h，LHV）

5887

5951

6030

6168

6212

一拖一效率（%）

61.1

60.5

59.7

57.95

二拖一联合出力（MW）

1020

929

950

1135

913.2

二拖一热耗率（kJ/kW·h，LHV）

5866

5919

6030

6055

二拖一效率（%）

61.4

60.8

59.7

62.2

表2.3 各燃机厂家H级燃机技术特点汇总表

项目

Siemens

MHPS

Ansaldo

主要机型

50Hz：9HA.01、9HA.02

60Hz：7HA.01、7HA.02

50Hz：SGT5-8000H/HL、SGT5-9000HL

60Hz：SGT6-8000H/HL、SGT6-9000HL

50Hz：M701J

60Hz：M501J

50Hz：GT36-S5

60Hz：GT36-S6

特点技术

轴向拉杆转子

单晶叶片

模块高度集成

水雾消防

中心拉杆转子

主动液压间隙控制

HCO技术

高压比/高温度

轴向拉杆转子

空气旁路阀

增强型空气冷却

焊接转子

顺序燃烧器

双层热障涂层

外部冷却器OTC

工程应用

国内：天津华电军粮城

国外：巴基斯坦必凯/赫维利/百路凯、孟加拉玛格丽特二期/Unique项目

国内：香港龙鼓滩、广州华电增城

国外：巴基斯坦吉航、埃及贝尼苏韦夫/布如勒斯/新首都

国内：暂无

国外：泰国曼谷、日本千叶县Anesaki热电厂

国内：上海闵行燃机电厂（GT36-S5

国外：瑞士Birr测试电厂（GT36-6S）、意大利 Marghera Levante项目

附件3

燃气发电设备国产化情况

2001年，国内以市场换技术主要引进GE公司、西门子、三菱重工等厂家燃气轮机产品，在引进安装燃气发电机组的同时，逐步吸收燃机设计制造技术，并对燃机及附属设备进行了一定规模的国产化，几家燃机在国内发电行业均有较多的应用。

1.制造国产化进展情况

国家大力推进燃气轮机技术攻关，进入“十三五”以来，工信部决定全面实施“航空发动机和燃气轮机重大专项”，重点突破发电用重型燃气轮机、工业驱动用重型燃气轮机、分布式能源用中小型燃气轮机以及燃气轮机运维服务技术，燃气轮机将逐步进入国产化替代阶段。初步建立燃气轮机自主创新的基础研究、技术与产品研发和产业体系。目前我国重型燃气轮机设计和制造的总体水平与国外相比差距依然较大。一是未掌握燃气轮机热通道部件制造与维修技术以及控制技术，热通道部件依赖进口;二是未形成完善的研发体系，更不具备H级及以上燃气轮机产品研发的能力和技术。

国内各制造厂家尚无整套重型发电用燃气轮机的设计制造能力，主要受制于燃气轮机燃烧器、透平等热通道部件的设计和生产。热通道部件是燃气轮机的关键部分，由于该部位运行温度高，对部件材质、强度和冷却都有着很高的要求。虽然我国三大动力厂以“市场换技术”引进燃气轮机制造多年，但燃气轮机关键部分的设计和制造未能有效掌握，透平叶片材料和精铸工艺等关键技术未能攻克，无自主生产能力。

1.1燃机本体设备国产化情况

安萨尔多行使权力最大股东是上海电气，上海电气与意大利安萨尔多的合作将会加快燃机国产化的进度，该公司已逐步实现重型燃机技术研发与设计制造一体发展，但燃机核心部分的自主设计和制造还要经过长期的努力。目前上海电气与安萨尔多共同成立了上海安萨尔多燃气轮机科技有限公司，并与江苏永瀚叶片厂合作，开展燃气轮机叶片制造和加工业务。上海电气与安萨尔多合作后与西门子解除了燃气轮机制造的合作关系，但上海电气同时具备安萨尔多和西门子燃气轮机组装和试验能力。

东方电气与日本三菱合作开展燃机制造业务，目前尚不具备燃气轮机的整套设计能力，同样也不具备燃机热通道部件的制造能力。以东方电气首台M701F4国产化机组为例，国产化范围为燃机缸体、轴系和压气机叶片等，但燃烧器、透平等关键部件为日本三菱生产。

哈尔滨电气与美国GE公司合作开展燃机制造业务，该公司在小型燃机制造上取得了一定的成果，但重型发电用燃机轮机主要由美国GE公司进口，不具备燃机热通道部件的设计和制造能力。

尽管三家单位的燃气轮机国产化程度存在一定差异，但近几年都在燃气轮机国产化发展方面积极筹划，消化吸收燃机设计和制造技术，并就燃机国产化进行试验和尝试，以期在燃机设计制造方面取得突破。

1.2燃机配套设备国产化情况

国内燃气轮机的联合循环配套经验相对不足，尤其是余热锅炉、汽轮机、发电机和辅机设备的配套还停留在原燃煤机组的固有经验上，且部分厂家仍旧采取来图加工等形式完成主要辅机的制造工作，未能充分考虑燃气轮机运行的带负荷特性和地区季节差异，造成燃机不能满足实际电、热负荷需求。目前国内联合循环机组的配套和热平衡联算主要依靠设备制造厂家，业主方和设计方介入不深，造成业主方对机组选型工况未能完全把握、发电和供热能力失衡，不能满足实际需求。

2.运维及检修服务国产化进展情况

为了保证燃机的安全经济运行，目前国内重型发电用燃气轮机的运维还主要依靠制造厂家的长协服务，大部分燃机本体热通道部件的故障判断和检修还需返回国内或国外的检修部门进行，国内燃气轮机检修还主要停留在人工拆装阶段，不具备燃机本体热通道部件的故障判断、寿命评估、修理改造的能力。

2.1集团燃气轮机运维现状

燃机检修具有易上手，难精通的特点，国内燃机检修队伍主要依靠从制造厂商或国内大型航发企业挖掘技术人才，作为检修业务骨干。但类似燃机制造厂长协现场技术工程师等关键岗位无法在短期内培养成才，限制了燃气轮机检修业务的发展。目前，集团公司的燃机本体检修工作主要依靠设备制造厂长协来完成，签订检修和维护合约。

为了更好的对集团内部燃机厂进行运维管理，成立了北京国际燃机检修中心。北京国际燃机检修中心除承担高井电厂燃机检修外，还承担过江山燃机的中修业务，在GE公司技术工程师的指导下对燃机进行了揭缸检修；绍兴公司2019年3月在燃机技术工程师的指导下自主完成了燃机本体检修。目前集团内燃机检修还处于人工承担阶段，不具备部件评估和修复的能力，拆下的燃机热通道部件需返回燃机长协驻地进行维修。

附件4

燃机设备的常用机型

一、燃机设备概况

随着燃气发电技术的不断进步和天然气资源的不断开发，燃气发电在近几十年得到了快速发展，自2001年国家大力发展燃机事业以来，燃气发电装机不断增多，目前装机容量已经超过九千万千瓦。国内燃机装机机型较为复杂，既有小容量的E级、小F（6F）燃气发电机组，也有较大容量的F级、H级机组，燃机制造单位包括哈电集团GE、南汽GE、东方电气三菱、上海电气安萨尔多、西门子中国等多个厂家。

燃机发电设备选择应综合考虑燃机的经济性能、运行维护和售后服务等多个因素，优先选择技术条件成熟、投运较多的常用机型，以减小因设备运行差异、备品备件采购等方面对燃机运行安全成本带来的影响。由于燃机设计制造技术发展较快，各燃机厂家每年均会推出多种改进机型，燃机的安全可靠性、经济性处于持续改进的状态，因此必须考虑燃机技术经济参数的时效性。在签订合同时对燃机技术参数的先进性进行约定，及时对燃机数据进行调整，保证在建燃机设备的指标最优。

二、燃机常用机型

按燃机透平进气温度和处理范围区分，发电用重型燃机主要H级燃机、F级燃机、E级燃机三种。其中H级燃机技术先进，经济指标最好；F级燃机是当前的主流机型，技术最为成熟；E级燃机因其透平进气温度较低，运行效率较低。

燃机选型不同于燃煤机组，燃煤机组在同一容量下有多种技术参数可以选择，燃机设备在确定容量后，燃机的级别和技术指标就已基本确定。

表1 不同级别燃机技术比较

项目

9E级

9F级

9H级

备注

出力范围

190-220MW

390-540MW

600-870MW

联合循环

联合循环发电效率

50-53%

58-61%

60-63%

排放水平

NOx：25ppm

Baseload，

@15%O2

负荷变化能力

20-50MW/min

50-80MW/min

抽汽能力

220-260t/h

310-350t/h

满足50%热电比

国产化水平

70-90%

70-80%

进口

1.常用F级燃机

（1）上海电气安萨尔多常用的F级机组为AE94.3型燃气机组，性能指标先进，联合循环容量483MW，效率大于59.7%，该型机组在国内已有较多的应用，可用于供热和纯凝工况机组选用。集团公司广东已建成发电的肇庆燃机项目、在建的广东佛山、海南万宁项目即为该种机型。

（2）哈电集团GE公司F级机组为9FA、9FB型燃气机组，9FB型燃气机组性能指标先进，该型机组在国内已有较多的应用，可用于供热和纯凝工况机组选用。集团公司北京高井、江苏金坛即为该型燃机。

（3）东方电气三菱公司F级机组为M701F3、M701F4、M701F5（采用部分H级燃机技术）型燃气机组，性能指标先进，该型机组在国内已有较多的应用，可用于供热和纯凝工况机组选用。集团公司投产的浙江绍兴热电即为M701F4型燃机，运行稳定，经济指标较好。国内华能北京热电厂采用M701F5机组，联合循环出力525MW，效率达到61%。

（4）西门子F级机组为SGT5-4000F型燃气机组，性能指标先进，该型机组在国内已有较多的应用，可用于供热和纯凝工况机组选用。目前集团公司无该型机组。

2.常用H级燃机

（1）上海电气安萨尔多H级机组为GT36-S5型燃气机组，联合循环容量750MW，效率大于62%，采用原阿尔斯通燃机设计方案，性能指标先进。国电投上海闵行电厂即采用该型机组，目前正处于建设阶段。

（2）哈电集团GE公司H级机组为9HA.01、9HA.02型燃气机组，性能指标先进。华电军粮城电厂即为9HA.01机型，目前正处于建设阶段，集团公司正在审批核准中的南京燃机扩建项目也为该型机组。

（3）东方电气三菱公司H级机组为M701J型燃气机组，性能指标先进。目前国内尚无M701J型投运机组。

（4）西门子H级机组为SGT5-8000H、SGT5-9000HL型燃气机组，性能指标先进。华电增城项目新建燃机项目即选用SGT5-8000H型燃气机组，联合循环容量670MW，发电效率大于62%，该项目正在建设阶段。

3.常用E级燃机

（1）上海电气安萨尔多E级机组为AE94.2型燃气机组，联合循环容量270MW，效率大于53.1%，国内尚无用户采用。

（2）南汽和GE公司合作生产9E机组，主要有PG9171E型燃气机组，其最新机型联合循环容量270MW，效率大于53.1%，集团公司投产的广东宝昌、江苏苏州、泰州热电即为该型机组。

4.常用小F（6F）级燃机

（1）上海电气安萨尔多小F（6F）机组为AE64.3型燃气机组，联合循环容量117MW，效率大于54.7%，国内尚无用户采用。

（2）南汽和GE公司合作生产6F机组，主要有PG6111FA型燃气机组，联合循环容量117MW，效率大于54.7%，集团公司投产的浙江江山项目即为该型燃机。

5.常用分布式机组

天然气分布式原动机主要以中小型或微型燃气轮机、燃气内燃机为主。

（1）燃汽轮机主要有GE公司的LM2500、LM6000，6F.01，西门子公司的SGT5-700、SGT5-800，三菱日立的H25/H15，P&W的FT8 Swift Pac 30，索拉的Titan250等产品。

（2）燃气内燃机主要有美国GE颜巴赫、芬兰瓦锡兰公司、美国卡特比勒公司、美国康明斯公司等产品。

二、燃机配套设备的常用机型

1.汽轮机、发电机设备

联合循环机组汽轮机选型一般为高中压合缸、低压缸两个汽缸组成，低压缸排汽方式有下排汽和轴向排气两种。发电机根据容量不同有氢冷、空冷等形式，国内汽轮机、发电机制造技术相对成熟，均能满足系统配置要求

汽轮机、发电机等设备一般由燃机厂家进行配套，配套设备的选择对联合循环机组的安全经济性有着较大影响，应在合同签订中对配套设备的安全性和先进性提高标准要求，对联合循环的整体性能进行掌握。

2.余热锅炉设备

余热锅炉有立式锅炉和卧式锅炉两种布置方式，立式锅炉受热面横向布置，占地面积小，但不利于安装和检修作业，国内福建莆田电厂即为该型余热锅炉，由无锡华光锅炉制造。卧式锅炉受热面纵向布置，占地面积较大，但安装和检修操作方便。国内余热锅炉更多的采用卧式布置方式，安装维护更为简便，集团公司在装余热锅炉均为卧式锅炉。

余热锅炉设备一般由业主自行进行选购。杭州锅炉、无锡华光等锅炉专业厂家进入燃气发电余热锅炉设计和制造行业更早，且具有多家燃机配套经验，余热锅炉的综合性能表现较为突出。目前上海电气、哈电集团和东方电气均有自己的余热锅炉设备，并与自有燃机设备进行配套，在安全性和经济性上能够满足系统配置要求。

国内燃气发电项目采用最多的为杭州锅炉，无锡华光次之，三大动力厂家生产的余热锅炉一般仅为自家燃机配套，数量相对较少。西门子中国燃机则多选择杭州锅炉或无锡华光等厂家配套的余热锅炉。

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