3月8日，被誉为中国“争气机”的全国首台自主研制F级50兆瓦重型燃气轮机发电机组，在广东华电清远华侨工业园天然气分布式能源站顺利完成72+24小时试运行，成功转入商用阶段。这标志着我国已全面掌握F级重型燃气轮机设计、试验、施工、调试、运维等方面的标准体系和工艺规范，能够为清洁能源领域提供自主可控全链条式的“中国方案”。
重型燃气轮机被誉为工业装备制造业“皇冠上的明珠”，广泛应用于航空、船舰和机车动力、管道增压、发电等领域。然而，数十年来，燃气轮机高温部件设计制造和试验验证技术在我国均处于空白，极大地阻碍了我国自主燃气轮机产业体系的建立发展。
东方电气集团和中国华电等央企强强联合，于2009年开始率先在国内开展具有完全自主知识产权的F级50兆瓦重型燃气轮机研制，累计投入资金近20亿元，国家能源局也将F级50兆瓦重型燃气轮机列为能源领域首台（套）重大技术装备示范项目。
“产品从设计、材料、制造到试验，几乎都是从零开始。”东方电气集团东方汽轮机有限公司G50发展中心副主任田晓晶介绍，G50是东方电气集团对F级50兆瓦重型燃气轮机的一个内部代号，研发过程中，科研团队联合高校、科研院所、终端用户，包括产业链上、中、下游近300家单位开展了联合攻关，突破了重型燃机的设计关、材料关、工艺关、测试关，实现了主机国产化率100%。
G50整机极其复杂，由20000多个零件组成，工作压力18个大气压，相当于海底180米深度的水压，工作温度超过1300℃……在这样的高温高压条件下，还要以6000转/分钟的转速高速旋转，对材料、涂层和加工精度要求极高。“等于在悬崖边上做设计，稍有闪失就可能损坏机组。”G50发展中心副主任赵仕志说。
研制复杂“换”来的是能源综合利用率的提升。记者了解到，燃气轮机是将空气吸入后逐级压缩，压缩后的空气和天然气燃料在燃烧室混合后剧烈燃烧，产生高温高压气流，推动涡轮旋转做功，从而输出强大动力。与汽轮机相比，燃气轮机拥有更高的热功转换效率。
“按照燃烧室温度，燃气轮机可以分为E级、F级和H级，温度越高，技术等级越高，它的热效率就越高。”东方汽轮机总设计师艾松介绍，F级燃机单循环热效率通常在38%左右，燃机蒸汽轮机联合循环效率在57%左右。相比较于E级，消耗同样的能源能获得更多的电力。
记者了解到，目前燃机使用的大多为天然气，相比于传统的煤炭，燃烧成本较高。“不能只看单一的经济账，而是要把电网调峰稳定性、清洁排放率和能源综合利用率等指标都考虑进去‘算综合账’。”赵仕志表示，相较于同功率的火力发电机组，G50一年可减少碳排放超过50万吨，联合循环一小时发电量超过7万千瓦时，可以满足7000个家庭1天的用电需求。
“G50的商用只是开始，未来我们将聚焦降低氮氧化物排放、提高能源综合利用率，持续对G50燃气轮机进行优化升级和系列化研发，以此带动我国燃气轮机制造业向更高端发展。”艾松说。
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