2017年9月22-23日，2017第二届德令哈光热大会在青海省德令哈市举行。东方电气集团东方汽轮机有限公司汽轮机研发部部长张晓东以“太阳能光热汽轮机技术特点及研发经验”为题进行了主旨报告。
以下为张晓东演讲全文：
这两天大家对光热讨论了很多，应该说光热发电跟传统发电和新能源，它是清洁可控的。对于汽轮机而言是光热发电里面核心的部件，不管是传统发电或者是光热发电，应该说汽轮机就像心脏一样，是一个核心设备，是不可或缺的。而且它的效率和安全性直接影响了整个机组的效益。
当然汽轮机这两天各位专家讲的比较微观，也比较专业，我讲的可能比较生涩一点，请大家多多谅解，如果有讲的不对的地方大家多多批评指正，我们下来进一步交流。
围绕光热机组，东方改产了十大技术来做光热。当然今天我不是围绕东方的十大技术做介绍，我就不一一展开说了。目前来看，我们在光热汽轮机的发展，从预判来看，我们觉得槽式和塔式对汽轮机而言都是可行的。但是总体上来讲，在汽轮机的循环效率上看，我们可能更偏向于塔式、高参数、大容量。
所以从目前的研究来看，我们的循环效应塔式的、大功率的可以做到45%的效率。我们希望是15分钟启动，包括负荷来看，我们常规的达到20%，我们希望做到15%。
大家可以看到，我们光热汽轮机和传统的中小汽轮机和联合循环汽轮机相比，它有它自身的技术要求和技术特点，无论怎么说，汽轮机要求效益高、自动化程度高、检修方便，这对于任何一个汽轮机来说都是通用的。但是光热汽轮机它有快速启停、频繁启定的特点。我们适应深度调峰的要求，当然我们东方研发的光热汽轮机，有一些同志们说我们研究了4亿千瓦的汽轮机，这个汽轮机难度很低。也有一些同志说光热汽轮机运行很复杂，难度很大。但是总体上来说，从项目执行、设计到目前的阶段来看，应该说它不是一个不可逾越的难题。
当然这是光热汽轮机普遍的要求，但是就我们国内来说，应该说我们的地理条件、资源禀赋，包括能源政策和能源形势都不一样。所以我们和国外的光热机组可能有一定的差异，我列了一个国家光资源和全球光资源的对比。宏观上看略有不足，但是总体上说还是可以的。
但是我们的光资源有一个比较大的特点，我们光资源集中在陕北地区、东北、华北、西北地区，尤其是以西北地区更突出。这些地区有一个特点就是富煤、多水、多风、贫水、缺水，这是最主要的特点，我们的人口密度相对比较低一点。这对我们汽轮机有什么影响呢？除了基本的效益，如果我们的风多、水少，我们可能只能采用这样一些机组，比如说这和我们看到西班牙、澳大利亚的光热机组是不太一样的，我们必须要接地气。
另外，我们这些机组都是多风、多光，这两天大家提到了，我们本身是风电、光伏发展比较好的区域，所以让他们热行，这涉及到机组要灵活运行。大家也可以看一下，我没有把20个项目都列出来，列了我们在执行的项目。我们在德令哈这个地方得天独厚的优势，有一江清水向东流，空冷适合做什么呢？它对我们汽轮机的影响还是比较大的。我们光热机组定位，刚才说了国家在太阳能发展“十三五”规划中要求发挥太阳热发电的能力，所以这里面的运行比较苛刻，燃煤机组不管是运行的范围等等都有比较大的差异。
就这两个方面，一个是空冷，一个是灵活运行跟大家做一个介绍。空冷是节约水资源，特别是对西北这些地区来讲比较好，但是空冷也意味着效率要低一点。所以当我们把五万机组和国外五万机组放在一起比的时候，我们国家的发电效率先天上有一些不足，当然这个不是重点。
空冷实际上最大来自安全性的挑战，尤其是末端的安全性挑战。为什么？因为汽轮机可能有的专家不太熟悉这个领域，汽轮机是在高速高温或者是高速高辐射环境下来运行的，我们的叶片在3000转下运行，运行的环境恶劣、功率大。同时对于空冷机组来说，汽轮机出口的压力非常大，夏天和冬天不一样，白天和晚上不一样。因为它就是靠出口空气的温度直接来影响的。同时空冷机组背压变化大，而且频率和速度非常快。在我们这些地区一阵风过来背压马上就变了，一朵云过来就变了，沙尘暴过来，大家只讨论光热的影响和进场的影响，实际上汽轮机的背压马上就变了，对汽轮机的安全性是非常大的。
当然当我们把空冷叶片用到光热上情况就不一样了，我们要调节到20%这个和100%的设计偏差很远了。所以大家可以看到，这是末叶片没有优化的时候，会形成漩涡和导流，会导致末级叶片断裂，这是非常危险的。我们的光热机组，从目前东方汽轮机的项目来看，末级叶片都和传统燃煤机组不一样，它低负荷运行的时候很容易进入蒸汽过渡期。我们叶片的腐蚀更恶劣，所以它对水质和运行的要求更加高，这些都是我们国家的一些特点。国外的机组像澳大利亚、西班牙，我估计有一定的原因，不会出现这样的情况。所以在设计选型的时候也是很重要的一件事情。
所以这个涉及到末级叶片，通常来说大家看到的空冷末级叶片都比较丑。1030的叶片是目前全世界最常用的末级叶片，也代表着全世界最高的水平。目前在这个领域，我们说10MW光热的示范，某种意义上示范了光热系统，但是对汽轮机的示范还没有达到，随着功率的增加对叶片的挑战性越来越大。
应该说在空冷领域，我们国家的地理资源和特点，空冷领域我们一直都是必须自己发展的，在这个地方我们在全球的空冷汽轮机领域，应该说都有发言权。当然东方在这个方面也做了很多工作，大家可以看看，基本上国内首个都是由东方来缔造的。这个时候百万机组没有对标，因为只有东方的百万，国内没有其他厂家。所以在空冷大家在选型的时候各方面要注意安全性。
一是汽轮机的工况定义，我们跟国际标委会做IEC的设计标准，实际上它有两套标准，一套是国标，一个是IEC定义，这两个对汽轮机的设计点选择有很大的影响。当然这里面有优点和缺点，只是说给大家一个建议，对于工况定义对汽轮机是有影响的。而且对进场的成本也是有影响的。
再一个是灵活运行，大家说汽轮机还是皮实的，高负荷运行、低负荷运行，去年四月份国家提出火电要灵活运行，要调峰。我们东方结合灵活项目做了国内首个实验，今年四月份完成了阶段性的成果，目前我们东方为了把这个项目做好我们要去电厂测试动力，东方直接投入可能要很多，电厂要配合我们做叶片的动力，这个非常难，电厂为这个付出可能也是好几百万到上千万了，这是非常难的研究，也非常计算。所以应该说汽轮机灵活运行对于电网，对机组，对效率的影响都是很大的，方方面面的。包括我们电网，实际上昨天专家也提到了特高压输电到华东和华中，我们机组进一步发展之后，我们机组对电网频率的影响，在欧洲的机组不可能发生，欧洲就是小网不会出现这样的情况，冯总刚才讲了你的产品在我们国内能不能适应，随着我们机组的发展都会方方面面的进行考虑。
当然对于这方面汽轮机肯定要做很多工作，我们要做很多的分析，转子结构复杂，要做很多分析，除了我们自己做大量的分析之外，还要委托高校来做分析。另外，为了保证灵活运行效率高，我们对所有的部件设计、选型要做研究，包括叶片叶形的研究，得益于分析技术的进步要做很多工作。当然还要做实验研究，比如说我们的叶片，简单来说就跟电风扇的扇叶一样，这是国家科技支撑下所做的项目，我们保证效率在全负荷的情况下都比传统的高，负荷变化的时候，它的效率变化更小，这些工作也要做。
第一个建议，希望大家选择民族企业的产品推进示范项目，昨天听到有些专家在说这个事情。实际上我个人可能有点愤青，不太赞同某些专家的说法。汽轮机的选型大家很关心效率和成本，我觉得有几点应该澄清一下。目前来看，我们汽轮机的效率应该说和国外产品主要可能在于制造误差，性能上我认为肯定是在0.5%以内。当然进口汽轮机和国产汽轮机价格差异，可能国产汽轮机只能卖到进口汽轮机的50%或者是70%的价格，这是目前的局面。我为什么说这个话呢？其实我还是想为发电制造业正名，我们是汽轮机制造业优秀品牌，说实在话我们汽轮机制造不像汽车制造，我们汽车制造引进这么多年发动机还是进口，汽轮机不是，汽轮机所有的核心都是我们自己研发、自己实验、自己制造，现在已经出口全球有1亿千瓦，这个盘子已经很大了，包括在欧盟的机组我们也有很多。所以昨天有专家提到我们跟别人的效率是2%到百分之多少的差异，我不太认可这个。最先进的机组在中国，60万效率最高的机组也在中国，百万效率最高的机组也在中国。所以在这个领域，我觉得应该多说两句。
当然国内的民族品牌，应该说性能、价格、服务都是不错的，尤其是在服务这一块，我们也经历过为十九大献礼的项目，结果是某个知名产品发生了点故障，这个项目要换设备，周期是十个月，今年四月份发生的事情，要把设备换回来才能重新做这个项目。我不说别人的产品，如果东风的产品在现场说要停机十个月，我想各位在座的业主肯定是不能接受的。当然这里面也有国家能源司提出来光热产业的发展，一定要把设备制造能力带动起来，这也是核心目标。国家搞示范的目的，肯定也不是希望大家买一个回来，我们都在一起，然后技术咨询我们也找国外公司，这可能也偏离了我们国家示范的意义。
再一个是参数，目前来看基本上光热项目主要以光产为主进行参数的选择，不怎么考虑汽轮机。实际上刚才我也说了，参数和工艺是一回事，大家都觉得16.7是比较合理的，但是由于地理环境，你可能选择17.1，大家都觉得540比较合理，从全国范围来看或者从西北地区来看540来看，你选择了538的或者是532的非标的，非标件的设计，设计费用、制造费用，从行业管理、对标各方面来说都不好操作。当然还涉及到其他的，包括传统汽轮机参数系列和高性能汽轮机参数系列也不太一样，希望大家一起行动，尽快的组织好实施。
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