记者亲探GE燃气轮机制造过程

多项技术并用

燃气轮机技术是当今世界装备制造业的顶端技术，被誉为制造业“皇冠上的明珠”。而初温、功率及效率“三高”的H级燃气轮机则更是近年来业界研发的焦点。作为燃机制造领域的领军企业，GE将先进材料、数字化、机器人、3D打印等多项创新技术融入燃气轮机的生产过程。

位于美国南卡罗莱纳州的格林威尔制造基地，不仅是GE旗下最大的燃气轮机制造基地，同时也是GE的创新工场。这里集燃气轮机的测试与验证设施、维修开发中心和最尖端的先进制造中心于一隅，通过聚焦创新技术，不断推出业界领先的燃机产品。

在燃机的核心部件——燃烧室技术中心，GE工程师向记者介绍了GE最新、最尖端的微孔预混燃烧室。“应用于GE 9HA燃机的DLN 2.6e燃烧系统，采用微孔预混技术，实现了微孔预混和全预混燃烧，使燃料和空气的混合更为均匀，燃烧更为充分，从而达到更高的效率，并且能降低氮氧化物的排放。”该工程师告诉记者，“与此同时，该燃烧室还可以在低负荷下正常运行。这一点也非常适用于中国市场。”

据悉，首台套为客户生产的微孔预混燃烧室已经在格林威尔工厂完成生产，将发至法国贝尔福（Belfort）工厂进行全转速空载测试，并装配到9HA.01重型燃气轮机上。工厂测试结束后，该燃机将发往中国华电天津军粮城电厂。这也是首台套应用到9HA机组上的微孔预混燃烧室。

值得一提的是，GE 9HA燃机的燃烧室燃料喷嘴和预混器均采用3D打印技术制造。据格林威尔先进制造中心的工程师介绍，3D打印技术相比传统工艺，具有制造周期短、产品性能好、生产成本低及供应链相对简单等优点。

“以微孔预混燃烧室为例。”该工程师向记者表示，“如果采用传统制造工艺，仅加工燃料喷嘴就要用到数千个焊接头，整个设备制造需要几个月。而采用3D打印技术，不仅可将原来的数十个部件严丝合缝地打印为一个整体，杜绝燃料泄漏，同时还能缩短生产周期，整个设备制造只需要几个星期的时间。”

负责提高制造技术的生产力和优化流程部门的工程师表示，燃气轮机每秒可以烧掉40磅天然气，因此即便减少低于百分之一的燃料用量，每年也能节约数百万美元的燃料成本。“我们的工作是研发新技术，然后将其运用到工厂生产中。”他说，“我们希望这些技术能帮助缩减成本，提升电厂的运营效率。”

监测诊断随时待命

除了研发制造环节，GE还将创新的工业互联网+技术应用到了电厂的日常维护环节，通过旗下Predix工业互联网平台，服务来自全球的燃气轮机和发电机组。

位于美国乔治亚州亚特兰大的GE监测与诊断中心，负责监测位于全球75个国家的946家发电厂。在这里，50多位数据科学家和工程师，每年要对超过6万次预警进行分析。

据GE发电服务燃机监测与诊断中心资深总监克里斯·哈罗德（Chris Held）介绍，该中心在全球范围内和2500台燃气轮机连接，其中既有GE自身生产制造的，也有其他设备生产商制造的。 此外，中心还负责监测大约400台蒸汽轮机，大多数应用于联合循环电厂。

“亚特兰大是GE发电服务在北美的总部，这里为遍布全球的电厂提供服务。除了机组监测与诊断，我们还提供维护、升级、停机检修等各项服务。”GE发电亚特兰大燃气服务技术总经理贾斯汀·艾格特（Justin Eggart）告诉记者，“近年来，对我们帮助最大的当属数字化技术。得益于软件性能和计算能力的提升，十年前要花几个小时乃至几天时间完成的任务，现在只要几分钟就能完成，并且我们还可以远程为客户提供支持服务。”

创新融入基因

事实上，无论是燃机的生产制造，还是监测维护，都离不开持续不断的技术创新。不过，在GE燃气发电副总裁兼首席技术官约翰·拉马斯（John Lammas）看来，保持技术创新的可持续性并非易事。

“燃机研发和进步都是渐进式的，而非革命式的。”约翰·拉马斯坦言，“比如HA级燃机的先进压气机，实际上是7F.05系列燃机开发项目的一部分。不过，像HA级燃机研发这样的项目本身又会促成许多新技术的诞生，它像是新技术的催化剂，在HA级燃机项目的推进过程中，我们已经储备了一些技术，并且将很多技术投入到实际应用中。”

据约翰·拉马斯介绍，GE在燃机制造领域不断引进新技术、对新技术进行验证，并应用到产品上。比如，借鉴GE在航空领域的经验，引进新材料，将应用于飞机发动机上的陶瓷基复合材料用于燃气轮机。“其实，于工程师而言，创新面临的最大挑战是将想法转变为有价值的产品。”约翰·拉马斯告诉记者，“可能许多人都有很好的‘点子’，但如何将其转化为一件产品、一项服务、或是其他有价值的东西，就是一个难题。这也是我们常常提到的，从创新理念到工业化生产的过程。不过，GE擅长创新，更擅长将创新技术转化为产品，实际应用在电厂和燃气轮机上，并将之推向市场。”