汽輪機也稱蒸汽透平發動機,是一種旋轉式蒸汽動力裝置,高溫高壓蒸汽穿過固定噴嘴成為加速的氣流后噴射到葉片上,使裝有葉片排的轉子旋轉,同時對外做功。汽輪機是現代火力發電廠的主要設備,也用于冶金工業、化學工業、艦船動力裝置中。
世界上生產沖動式汽輪機的企業有:美國通用公司(GE)、英國通用公司(GEC)、日本的東芝(TOSHIBA)和日立、俄羅斯的列寧格勒金屬工廠等。制造反動式汽輪機的有美國西屋公司(WH)、日本三菱、英國帕森斯公司、法國電器機械公司(CMR)德國(SIEMENS)。等,沖動式汽輪機為隔板型,如國產的300MW高中壓合缸汽輪機;反動式汽輪機為轉鼓型(或筒型),如上海汽輪機廠引進的300MW、600MW汽輪機。
工業汽輪機以高溫高壓蒸汽作為工作介質,通過汽輪機的運轉將熱能轉換為機械能來驅動各類工業設備。工業汽輪機按其驅動對象不同,可分為工業驅動汽輪機和工業發電汽輪機兩大類。工業驅動汽輪機主要用于驅動壓縮機、鼓風機、泵、壓榨機等旋轉機械,主要應用于煉油、化工、化肥、建材、冶金、電力、輕工、環保等工業領域,是各類大型工業裝置中的關鍵動力裝備。工業發電汽輪機主要用于驅動發電機并同時提供熱能,主要應用于各工業部門的企業自備電站、區域性熱電聯產工程、工業過程余熱回收發電、城市垃圾電站以及燃氣蒸汽聯合循環電站。
由于冶金技術的不斷發展,使得汽輪機結構也有了很大改進。大機組普遍采用了高中壓合缸的雙層結構,高中壓轉子采用一根轉子結構,高、中、低壓轉子全部采用整鍛結構,軸承較多地采用了可傾瓦結構。各國都在進行大容量、高參數機組的開發和設計,如俄羅斯正在開發的2000MW汽輪機。日本正在開發一種新的合金材料,將使高中、低壓轉子一體化成為可能。
與往復式蒸汽機相比,汽輪機中的蒸汽流動是連續的、高速的,單位面積中能通過的流量大,因而能發出較大的功率。大功率汽輪機可以采用較高的蒸汽壓力和溫度,故熱效率較高。19世紀以來,汽輪機的發展就是在不斷提高安全可靠性、耐用性和保證運行方便的基礎上,增大單機功率和提高裝置的熱經濟性。
目前,工業汽輪機產品主要應用于化工、石化和冶金領域,工業汽輪機是化工等行業的核心動力設備,2020年由于疫情的影響,工業汽輪機行業的市場規模所有下降,隨著我國實施"疫情防控常態化"戰略,全國有序恢復生產,2021年我國工業汽輪機市場規模達到116億元,同比增長14.16%。中國工業汽輪機行業具有"發展快、容量大、多層次、易進入"四大特征。因此,可以使工業汽輪機行業合資企業與中資自主品牌企業充分發揮各自的比較優勢,合理分配市場,各得其所,各有發展空間。我國有豐富的工業汽輪機行業資源,所以在市場"需求條件"要素上,我國工業汽輪機行業具有明顯的國際競爭力的優勢。
根據中研普華產業研究院發布的《2023-2028年中國汽輪機行業競爭格局分析及發展前景研究報告》顯示:
隨著國內經濟的發展,工業汽輪機市場發展面臨巨大機遇和挑戰。在市場競爭方面,工業汽輪機企業數量越來越多,市場正面臨著供給與需求的不對稱,工業汽輪機行業有進一步洗牌的強烈要求,但是在一些工業汽輪機細分市場仍有較大的發展空間,信息化技術將成為核心競爭力。隨著科學技術發展進步,工業汽輪機也得到進一步完善。但實際運行中受到一些因素影響容易出現故障問題,這就需要采取措施提高汽輪機運行質量,同時隨著我國工業基礎技術的不斷發展以及國家對高端制造設備技術的支付,將會有利于工業汽輪機的技術水平的提高。
如今,我國汽輪機產量大幅度增加,行業規模逐漸成型并不斷擴大,行業整體設備水平已經基本接近國外先進水平。具體來說,我國汽輪機行業年產能達到8000MW以上。而且我國汽輪機的市場出口量逐步上升,很多大型汽輪機企業在兼顧國內市場的同時大力開拓國際市場,從而擴大國際市場的份額。
我國國產汽輪機機組占到全國汽輪機機組總容量的70%,我國基本結束了汽輪機組靠國外進口的時代。據統計,2021年我國汽輪機進口量為116臺,產品為輸出功率≤40兆瓦的汽輪機,出口量為132臺,產品為40兆瓦<輸出功率≤100兆瓦的汽輪機、100兆瓦<輸出功率≤350兆瓦的汽輪機與輸出功率≤40兆瓦的汽輪機。
進出口金額方面,據統計,2021年我國進口汽輪機金額為1.63億美元,同比下降83.41%,出口金額為15.39億美元,同比增長49.46%。從我國汽輪機進口來源地進口量來看,據統計,2021年我國從日本進口汽輪機83臺,輸出功率≤40兆瓦,其次分別從美國、法國、德國、意大利與捷克分別進口15、10、5、2與1臺輸出功率≤40兆瓦的汽輪機。從我國汽輪機出口目的地出口量來看,2021年我國共出口到孟加拉國汽輪機37臺(其中100兆瓦<輸出功率≤350兆瓦的汽輪機31臺,輸出功率≤40兆瓦的汽輪機6臺),位居第一,其次出口前往印度尼西亞、土耳其地區、越南、巴基斯坦等地區。
隨著能源結構的調整和環保要求的提高,汽輪機市場將呈現以下趨勢:為了滿足節能減排的要求,汽輪機需要進一步提高能效,降低能耗和排放。這將促使企業加大對高效汽輪機的研發和推廣力度。隨著人工智能和大數據技術的發展,汽輪機將逐漸實現智能化控制和監測。通過智能化技術的應用,可以提高汽輪機的運行效率和可靠性,降低維護成本。隨著應用需求的多樣化,汽輪機將逐漸向多元化方向發展。企業需要不斷推出不同型號、不同用途的汽輪機,滿足市場的多樣化需求。
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