（中国广州 华电福新广州能源有限公司）
摘要：如果说燃气轮机是制造业的皇冠，那么H级燃气轮机更是皇冠上的明珠。在高质量发展新时代，中国开始引进世界领先的H级燃气轮机，本文仅对当今国际H级主流燃气轮机作对比介绍。
关键词：燃气轮机 H级 对比
1 H级燃气轮机概述
在当今国际燃气轮机市场中，能制造H级燃气轮机的厂家有美国GE公司、德国SIMENS公司、日本三菱日立公司等（GT36无商运业绩，不作介绍）。
我国9F级燃气机组投产已近百台，H级燃机无投产业绩，订货业绩有天津军粮城一套GE公司9HA.01型燃机、广州增城两套西门子SGT5-8000H型燃机。
2主流H级燃气轮机介绍
2.1GE公司9HA型
2.1.19HA.01和9HA.02单循环出力分别为446MW和544MW。主要技术特点和优势：
（1）采用16个分管式DLN2.6+燃烧器
采用全预混燃烧技术，透平入口初温超过1470℃；自动燃烧调整，燃料灵活性好；30%最低负荷以上NOx排放浓度低于25ppm；具有双燃料能力。
（2）采用14级压气机
压气机采用4级可调模式，包括1级进口可调导叶IGV和3级可调静叶；采用3D空气动力学叶型设计、“超级抛光”制造工艺；动静叶片可现场拆装，100%实现内窥镜检查。
（3）采用4级透平
热通道部件采用超级合金、单晶材料以及涂层技术；采用3D空气动力学叶型和先进的冷却、密封技术；采用内外缸设计以更好地控制间隙，方便维护；透平采用空气冷却方式。
2.1.2研发历程
2014年第一台50Hz9HA燃机在法国下线，在美国测试平台测试。2016年首台商用机建成于法国布尚，容量为605MW，整套联合循环发电效率为62.22%，创造当时世界效率最高的联合循环发电记录。
2.1.3业绩和投运情况
目前共获得约50台9HA燃机订单。2017年3月，由哈尔滨电气总包的巴基斯坦必凯1180MW联合循环电站单循环发电。
2.1.4国内技术引进和国产化、后期运维保障
国内合作方哈尔滨电气，2017年哈电与GE就重型燃机合资项目签署协议，在秦皇岛建立基地，专注GE9F及9H级燃机和部件制造。9HA燃机及配套汽轮机、发电机已在2014年向哈电转让技术。目前燃机热通道部件和控制系统的备品备件基本进口，燃机热通道部件可在GE秦皇岛服务中心维修。
2.2西门子公司SGT5-8000H型
2.2.150HzSGT5-8000H型燃机，简单循环出力超过400MW。
2.2.2主要技术特点
采用13级演进型压气机三维叶片，4级可调导叶；采用16个燃烧器组成的环筒型燃烧室；透平采用4级动、静叶设计。同时，采用液压间隙优化（HCO）主动控制间隙，实现间隙瞬态保护避免磨损退化。
（1）压气机
压气机13级，压比19.2，其前几级叶片采用可控扩压叶型（CDA）设计，其它压缩级叶片采用高性能叶型（HPV）设计。压气机采用进口可调导叶加前三级静叶可调设计，其空气流量调节范围增大为50%～100%。压气机所有13级静叶分装在4个不同的静叶持环上，静叶更换无需起吊转子。
（2）环筒形燃烧系统
经验证的低风险燃烧系统平台；采用16台带空冷过渡段的火焰筒；适应双燃料；采用5级燃烧器，扩散值班火焰燃烧，预混值班火焰燃烧，主预混燃烧。NOx排放浓度≤50mg/Nm3。
（3）4级透平叶片
透平采用4级动、静叶设计。前三级叶片全空冷，第四级叶片无须冷却，提高机组操作灵活性并缩短启动时间。透平四级叶片的叶型采用全三维设计，第四级动叶叶顶采用围带，提高每级叶片的级效率和透平整体效率。
（4）采用中心拉杆转子设计
采用经过验证的单杆中心拉杆及透平转盘端面齿设计，增加了运行灵活性、稳定性及维护方便性。Hirth端面齿结构使转子具有自对中能力；转子内部流道可快速提高热响应能力，降低辅助系统的复杂性；可现场更换所有压气机和透平动静叶与持环，无需起吊转子；可在大修时现场拆装转子，无需返厂动平衡。
（5）采用液压间隙优化控制
燃机液压间隙优化控制（HCO，Hydraulic Clearance Optimization）系统，通过液压装置在燃机完全暖机后，将转子沿逆气流方向移动一段距离，使透平的动静间隙减少，提高燃机效率和功率，可增加5MW发电功率。
2.2.3研发历程
西门子SGT5-8000H2011年建成于德国巴伐利亚联合循环电站，首台机组容量578MW，联合循环发电净效率超过60.75%。验证了燃机的功能性、运行操作能力、性能和可维护性，变功率能力大于35MW/min。
2.2.4业绩和投运情况
目前共获得90台H级燃机订单，其中30多台已投产。是目前唯一具有H级燃机商业机群验证经验的厂商。
2.2.5国内技术引进和国产化、后期运维保障
目前与华电重工开展技术合作，利用其推进在中国的大型燃机销售。燃机岛及配套汽机岛均由西门子制造。
2.3三菱日立公司M701J型燃气轮机
2.3.1性能和技术特点
M701J单循环出力492MW。
主要技术特点：
（1）压气机为15级轴流式，配可调进口导叶和可调静叶，压比为23:1；采用DLN燃烧室和蒸汽冷却衬垫，空气冷却，22个燃烧器。
（2）透平采用4级动静叶设计。第一、二级叶片采用自立设计，第三、四级叶片采用整体围带设计。
2.3.2研发历程
2011年6月完成“J”型燃机试验验证，2014年完成M501JAC型燃机验证。
2.3.3M701J燃机业绩和投运情况
2015年，M701J型燃机在日本川崎电厂商业运行，2套单轴机组，采用纯凝发电，容量1420MW，是世界上容量最大的单轴联合循环机组。
2.3.4国内技术引进和国产化、后期运维保障
与东方电气合作，2016年签订M701J的技术转让框架协议。东电在大型燃机的国产化率上比例最高。广州合资公司负责制造和维修燃气轮机高温部件，含透平动静叶。
3 H级燃气轮机主要特点及性能对比
4结论
4.1概况
主流H级燃机机型：GE9HA.01，西门子SGT5-8000H，三菱M701J。
4.2性能对比
发电功率：M701J＞9HA.01＞SGT5-8000H；燃机效率：9HA.01＞M701J＞SGT5-8000H；联合循环效率：均超过60%，三者相当；其中9HA.01单机投运数据最优，SGT5-8000H实际验证台数最多。NOx排放：GE低负荷NOx排放性能优。
4.3业绩情况
从订单和投运业绩来看，SGT5-8000H＞9HA.01＞M701J，SGT5-8000H订单为50台，9HA.01订单为18台，M701J订单为2台。西门子H级机组投运数量最多、运行验证时间最长。
4.4技术转让情况
从技术转让深度看，GE向哈尔滨电气转让燃机技术，三菱日立向东方电气转让燃机技术，西门子未转让相关技术。
论文作者:赵节坚
论文发表刊物:《电力设备》2018年第23期
论文发表时间:2018/12/27
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