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国内燃气轮机产业现状及行业需求: wusaite 2019-8-22 12:18; 国内燃气轮机产业现状及行业需求伍赛特 0 研究背景自 1939 年燃气轮机诞生以来，经过 80 年来的发展，燃气轮机效率由 17% 提高到 40% ，压比由 10 左右发展到 30 左右，重型燃气轮机功率发展到 260 MW 。随着燃气轮机技术的发展，燃气初温基本以每年 20 ℃的速度提高，由 550 ℃提高到 1 600 ℃；随着环保要求的提高， NO x 排放指标南 20 世纪 70 年代的 75 ppm 发展到 21 世纪初的不高于 25 ppm ，美、日等国如今将排放标准限制在 9 ppm 。 1 技术发展概况在过去几十年中，英、美、日、德、俄等国家均将先进的燃气轮机技术研究作为国家攻关项目，部署实施了一系列国家研究发展规划（先进透平系统计划、高性能涡轮发动机综合计划、新日光计划等）。通过这些规划的实施，它们建成了支撑可持续发展的燃气轮机能力条件，并凭借相应的基础研究、技术研发、产品应用及改进提高，相继研发出先进成熟的系列化燃气轮机产品，从而垄断了全球的燃气轮机市场。目前，燃气轮机正朝着大功率、高效率、低排放、燃料多样化及长寿命方向发展，其发展趋势集中体现在：（ 1 ）提高压比和涡轮初温，提高整机性能：目前先进燃气轮机基本达到了单级压比接近 1.3 的水平，进口多级高效跨音设计，整机的全工况稳定裕度不小于 15% ，压气机压比达到 30 以上，效率达到 90% 以上。（ 2 ）拓宽燃料适应性，实现多种能源高效、低碳利用；采用新型燃烧技术，降低污染物排放，满足环保要求；发达国家已经掌握了多燃料低污染燃气轮机燃烧室核心技术，并成功开发出多种不同型号燃气轮机，最低 NO x 排放仅为 5 ～ 8 ppm 。（ 3 ）采用先进循环和设计技术，部件及整机效率不断提高。（ 4 ）研制新型高温材料，采用先进冷却技术，提高热端部件的性能和可靠性。随着涡轮进口温度的不断提高，涡轮叶片材料在耐热合金及金属基复合材料的基础上，发达国家已将低密度、耐高温、抗氧化复合材料的开发及应用列入了其国家的高技术发展计划。世界各大燃气轮机生产商对热端部件冷却技术进行了集中科研攻关，发展了蒸气冷却技术等先进高效冷却技术，初温超过 1 600 ℃，并成功得到工业应用。 2 产业现状我国国家发展和改革委员会于 2001 年发布了《燃气轮机产业发展和技术引进工作实施意见》，采用以市场换取部分制造技术的方式，并相应进行了 3 次捆绑招标，引进美国通用电气、德国西门子和日本三菱重工 3 种 F 级大型单轴燃气轮机机组共 54 套，全部建成后总装机容量超过 20 000 kW 。日本三菱重工的 10 台燃气轮机有 8 台为 350 MW ，分别提供给 4 座电厂。美国通用电气的 13 台燃气轮机为 GE9 FA 型，供给另外 6 座电厂，用于总价值 9 亿美元的联合循环发电系统。哈尔滨动力集团和美国通用电气组成的联合体共同生产 109 FA 机型；东方电气集团和日本三菱重下组成的联合体共同生产 M701F 机型；上海电气集团与德国西门子组成的联合体共同生产 V93.4A 机型，几乎超越了 9E 系列燃气轮机发展过程，直逼 9F 系列。到 2020 年，我国将建成约 60 000 MW 的天然气发电装机容量，除去目前已建和在建的 26 000 MW 规模，今后还将建设 35 000 MW 左右的燃气轮机电站。如果再考虑综合气化联合循环（ Integrated GaSification Combined Cvcle ， IGCC ）等燃煤、燃气、蒸汽联合循环等洁净燃煤技术的开发和应用，应该说我国重型燃气轮机产业的市场前景广阔。目前，中国的重型燃气轮机市场主要被美国通用电气、德国西门子和日本三菱重工占领，我国虽然以市场换技术取得了一些突破，但是关键的核心技术还没掌握，大部分要依靠进口。据悉，迄今为止，美国通用电气已成为中国最大的燃气轮机供应商，累计装机容量达 15 000 MW 。为提高我国燃气轮机关键核心技术的自主开发能力，于近年来，国家科技部在“ 863 ”计划中部署开展了 R0110 重型燃气轮机设计研制、中低热值燃料 R0110 燃气轮机设计研制和 F 级中低热值燃料燃气轮机关键技术研究与整机研制等课题。早在 2002 年 10 月即已开始实施“十五”国家“ 863 ”计划能源技术领域燃气轮机重大专项，以“产学研”联合体的形式重点开展 R0110 重型燃气轮机（输出功率 114.5 MW ）核心部件及关键技术的研发，为进一步的自主研制、形成国产重型燃气轮机产业奠定技术基础；继续实施“ 863 ”计划先进能源技术领域微型燃气轮机重点项目”和“ 863 ”计划先进能源技术领域重型燃气轮机关键技术及系统重大项目”计划，开展燃气轮机的自主研发工作。为了提高燃气轮机相关基础研究水平，国家科技部计划实施了“燃气轮机的高性能热一功转换科学技术问题”和“大型动力装备制造基础研究”两个项目。通过这两个项目的实施，系统地建设了测量技术先进的机理性实验平台，建成了重型燃气轮机全尺寸转子综合试验系统。鉴于天然气分布式能源高效、节能、环保，目前许多发达国家已将分布式能源综合利用效率提高到 90% 以上。我国《关于发展天然气分布式能源的指导意见》指出，天然气分布式能源在国际上发展迅速，但我国天然气分布式能源尚处于起步阶段。推动天然气分布式能源，具有重要的现实意义和战略意义。 2012 年，国家相关部门又公布了首批 4 个天然气分布式能源示范项目名录；目前，多个示范项目正在稳步推进。由于“西气东输”、“西电东送”和沿海经济发达地区能源结构调整，以分布式能源发展的需要，一个全新的以燃气轮机为动力源的发电设备市场开始出现，发展天然气分布式能源除了加强低压配电网信息化控制、微电网智能管理与控制系统等微电网关键技术研究，尽快突破微电网自愈控制、智能互动用电与需求响应等技术外，还必须加快燃气轮机关键技术研发，尽快突破燃气轮机热端部件和联合循环运行控制技术等核心技术。天然气分布式能源的关键设备燃气轮机成本占项目总投资的 40% 左右，要发展这个产业，必须从降低关键设备成本做起，因此，国务院拟将航空发动机和燃气轮机技术发展列为国家第 17 个重大科技专项，其投资将接近千亿元，目前已处于审批阶段。此外，各地区也积极出台相关政策以促进燃气轮机的快速发展，例如， 2011 年 7 月，上海市与清华大学签署的《关于开展燃气轮机领域战略合作的框架协议》，双方就深入贯彻落实国家战略，建立跨区域“产学研用”相结合的产业化体系达成共识，明确将重型燃机、轻型燃机和微型燃机并举；在燃气轮机人才培养、基础研究、产品设计、部件试验、材料与工艺、整机产品制造及验证、示范工程等全产业链进行合作；在承担国家重大任务、燃气轮机基础技术研究、关键技术攻关、试验资源共享和建设、民船燃气轮机研究、专业技术人才交流培养等方面开展深入合作、 2012 年，黑龙江省出台了《重点产业发展“十二五”规划》，提出以哈尔滨为重点，加快重型和中小型燃气轮机总装、整机实验和配套设备平台建设，建成国内唯一的全系列燃气轮机研制生产基地，保持黑龙江燃气轮机装备在国内的领先地位。 3 行业需求在制造技术方面，目前我国重型燃气轮机实现了 70% 的本土化制造能力，但仍不掌握热端部件制造技术；在关键技术上，重型燃气轮机由于采用与国外合作的生产模式，基本不掌握核心技术和整机设计技术；国内的重型燃气轮机的基础理论研究非常薄弱，对前沿技术的研究探索不足，尤其在高效、低排放、低碳基础技术等方面的基础理论研究严重缺乏，无法支撑重型燃气轮机关键技术的突破和先进产品的研制。发达国家发展高效、低碳重型燃气轮机的装备体系清晰，掌握关键技术，基础研究扎实与之相比，我国只是近年来在生产能力和设计技术方面得到较大提升，但在理论基础研究、核心能力形成与产品研制应用方面没有取得实质性突破。我国的重型燃气轮机基础薄弱，过去国家投入很少且分散，很难形成发展的合力，并且缺少国家级的共性基础技术和试验设施平台。由于基础薄弱、投入严重不足，基础技术、关键技术、产品研制和产业发展的各个环节一直没能形成有机结合、良性互动的体系架构，各环节的脱节及部分环节的缺失或薄弱，使产业发展缺乏体系支撑，最终没能走出受制于人的被动局面。因此，我们面临着在补全历史欠账的同时，争取同步跨越发展高效、低碳重型燃气轮机产品的严峻考验。因此，产品制造能力、关键技术突破、基础理论研究需要并行同步开展，设施条件统筹结合建设。参考文献杨铁军 . 产业专利分析报告燃气轮机 . 北京：知识产权出版社 , 2014.05.; 个人分类: 科普集锦|4931 次阅读|0 个评论

大数据时代与气象信息+: 热度 3 xuxfyuwp 2016-3-8 22:35; 美国天气局（NWS)与世界气象组织（WMO)每年都利用美国气象学会（AMS）年会的机会召开一次研讨会，邀请各国气象部门派人参加，共同讨论一些与气象业务或服务有关的的话题，如去年在美国凤凰城开会讨论的议题是关于全球化气象服务，今年1月在新奥尔良探讨的话题是在气象业务服务中如何利用大数据技术。与气象服务问题类似，大数据技术的应用问题既涉及到政策层面，也与具体技术发展进步密切相关，且技术层面的问题更多一些，毕竟是近些年来出现的新概念、新方法，在气象业务领域还没有形成相对一致的认同与成熟的实践。这一方面有助于引起人们探讨的兴趣，同时也增加了形成共识的难度。好在会议主办者组织了一些主题发言，使与会者可以根据自己的认识与困惑提出问题，供解答与讨论。从传统意义而言，气象业务本身就是在每天与大数据打交道，每天通过各种仪器设备观测到的全球各类气象要素，温压湿风、云雨雷电、沙尘雾霾，数据应是足够大了，再加上通过各种方法分析预报出的大量资料服务产品，信息量更是数十倍增加。若从现代气候系统的角度来考虑，加入各圈层的信息，数据涵盖量则至少会是数十倍量级的增加。这样的数据量还不够大吗？但显然目前需要探讨的问题不止于此，超越了传统概念中气象数据的概念，需要将气象信息与可能相互影响到的相关领域信息共同形成一个数据体系，这可就是一个难以界定边界的大数据了。所以在讨论中，看到不少代表仍将话题单纯地聚焦在气象领域，我半开玩笑地谈了一个看法，大意是气象本身就是一个与大数据打交道的系统，仅用大数据这一概念不足以涵盖所面临的问题，我们更应探讨的是如何建立大大数据的概念（BigBig Data)，是一种广义的大数据，是气象信息与各类相关信息的合集。针对不同的群体，不同的问题，不同的领域，从信息的涵盖到分析处理方法，都会有很大不同。如处理金融保险问题就会与分析疾病健康问题有着完全不同的路径和解决方案。从会议上的介绍到对具体问题的讨论，都还比较肤浅，或许是在这种层面的讨论，也很难深入，毕竟是一个新兴领域，与会者从专业角度都尚有欠缺。美国在技术上显然已走在前面，特别是一些私人企业，在大数据分析应用方面从理论到实践都取得了进展。而美国的气象服务也是相对开放的，为如何利用气象数据在广泛的领域发挥作用提供了更多机会。NWS牵头组织对这一问题进行研讨，目的或许也是想在这一领域发挥影响，使美国的发展理念得到更多的认同。无论怎样，在这一领域的技术发展，政策约束，取得的进展与成果等都是值得关注的，将对未来气象业务与服务产生广泛的影响。传统气象业务本就离不开数据的加工处理，在大数据时代，面临着新的挑战和机遇，面对信息来源、信息种类、信息应用的多元化，以及数据标准、分析方法、数据表达的多样化，相关数据的复杂性，数据应用的针对性，开放合作的必然性，等诸多变化，如何适应技术进步和需求变化，摆在了世界各国气象部门的面前，也受到世界气象组织的关注，但显然这也不是气象一家的问题。类似于流行的互联网+概念，气象信息也是可以+的，能+多少，怎样+，+了以后的结果会如何，都还有大量工作要做，存在诸多未知数，需要去探讨、去实践、去解答。; 个人分类: 杂记|4492 次阅读|4 个评论

东方科学与西方科学: 热度 1 benlion 2015-5-19 14:23; 科学的发展，往往是体系和理论的创造或发明，而又是对以往理论的突破和知识积累的大集成，以及其实际的应用价值，如，钱学森的工程控制论，及其在 2 弹 1 星的系统管理应用。现代一般提到学问传统就是轴心时代，希腊哲学和印度佛教、犹太宗教和诸子百家等，其实，都是对以前古代文化和知识的集大成或总结。达尔文进化论、爱因斯坦相对论，也是建立在前人的积累及学说（生物学 - 拉马克进化论及马尔萨斯人口论和地质渐变论等、物理学 - 马赫和彭加勒的思想及洛伦兹变换的数学等）和实验（如， 2 朵乌云的解释和 20 世纪初物理学 3 大发现）或观察数据（如，地质化石和生物物种的资料）的基础上，从而建立的思想和理论突破，欠缺哲学和理论及实验和技术积累或根基的背景，难以产生科学理论的大突破。影响近现代科学比较大的科学思维，就是工程观念，包括，自然的机械哲学观、理论的工具发明观等，尤其，笛卡尔、拉美特利到图灵、费曼贯彻整个近现代科学的机器论。上世纪 90 年代末到本世纪初筹备会议和协会，开展的系统科学、计算机科学、纳米科学、微电子科学、认知科学、生物科学等广泛的通讯是联通不同学科领域，系统生物学远不是单独的分子生物技术或单独的计算生物学现象，而是不同学科领域几乎同时走向了一个发展方向的汇集。交叉和会聚的哲学观是结构论 - 交汇创造的结构整合，而在世纪之交倡导（ 1996 年到 1999 年）的学科综合和技术集成的生物系统和人工系统研究与开发，而这个思想基础则是生物的机器观和人工机器的设计，复杂系统涉及到诸多学科和技术领域 - 尤其，人类的心身 2 元体，文化的精神论与机器的知识转化。近现代科学建立和发展于西方社会，东方科学的形成目前仍然难说，有待于创造和创新的文化氛围和管理体制，西方近现代科学一直有东方因素的吸收，科学中心能否转移到中国，分析的逻辑思维和技术发明的基础是交叉和汇聚的前提。美国 NASA 和国立实验室等是官方科学，爱迪生和贝尔等开创了工业实验室，不同于大学传统的作坊式非官方实验室。古代中国观象台也是官方，而农具发明和墨家、医家及画家等是民间。科学体制上，经历了中古代中国的书院学问、作坊工匠传统，近现代到欧洲逻辑实证科学的传统，而后，美国科学和工程的建制与管理模式。 - （网络日记） -; 个人分类: 未来世界|3659 次阅读|3 个评论

今天的技术发展会抢夺你明天的饭碗: 热度 24 lionbin 2014-6-22 13:30; 有一位定居加拿大并经常回国的朋友，看到我在科学网上写的一些博文，推荐我看一本杂志《经济学人》（ The Economist ），上次回国还特意带了几本送给我。认真拜读，发现其中的一些文章还真值得认真体会和思考的。今天，就想就其中的一篇文章“ What today’s technology will do to tomorrow’s job”做一简单介绍，并一如既往地加上我添油加醋的解释。普林斯顿高等研究院教授弗里曼•戴森说“ 技术是上帝的礼物，也许是在馈赠生命之后最伟大的礼物了。它是文明、艺术和科学之母 ”。但是，现在技术要来抢你的饭碗了，当今的技术发展必然会给未来的工作产生巨大的影响。创新是技术进步的灵丹妙药，在坚信技术进步会让世界变得更加美好的人眼里，这是走向富足的一个必经之路。但是，创新会让一些工作消失，迫使更多的人失去工作。比如，织布机的发明曾让众多手工织布者失去了工作。不过，有人认为这种担心是多余的，因为随着生产力的提高、社会财富的增加以及富裕者对获取更多商品和服务的要求增加，创新也可能带来新的机遇和更好的工作。比如，一百多年前三分之一的美国工人是在农场干活的，如今这个比例已经下降到不足 2% ，但他们生产的产品却增加了许多，这些从农活中解放出来的人并没有完全沦为失业者，反而找到了收入更高的工作；简单的秘书工作空间越来越少，但计算机程序员和网页设计师却越来越多。过去 30 年伴随着数字革命，众多只需中等技能就能完成的工作，比如说打字员、售票者、银行柜员以及生产流水线上的工作，都遭遇了与当年织布工一样的命运面临淘汰的危机。技术的挑战从未停止过，目前这一次是历史上曾经多次发生过的事情的周期性重复吗？似乎这次的挑战有所不同。今年开年，我曾经写过一篇博文 —— 人类已经无法阻止“第二次机器时代”了，介绍了一本新书《第二次机器时代》。文中说到，蒸汽机的发明，是用自然界提供的物理动力来替代或者扩展人体肌肉，人类劳动与机器动力之间是一种互补关系；而如今大量由人类管理的任务和控制系统逐渐被自动化设备所替代，人类和软件驱动的机器日益形成替代关系，机器与人类开始赛跑！随着电脑处理复杂任务的能力日渐提高和数字化信息的日渐普及，我们迎来了大数据时代。在这种情况下，使用计算机比使用人力更划算、更有效。据牛津大学的一项最新研究显示，在今后 20 年中， 47% 的现有工作可能会实现自动化。电脑开始诊断疾病，倾听并与我们对话，撰写高质量的散文，而机器人开始驾驶着汽车在仓库周围忙碌着，只需要很小的或者根本不需要人类的指导。虽然一些新的工作岗位也酝酿出来，众多的数字创业企业呈爆炸式增长，但是，即使是一些大公司，其雇员人数也非常少，因此这些新的工作岗位根本无法满足大量的失业问题。这种忧喜参半的技术进步的确挑战着人们的心理承受能力。对如今的工人而言，由于技术进步越来越快，他们可能在还未充分享受好处之前就已经明显受到了冲击。虽然新的工作岗位和完美的产品不断涌现，但他们未定能跟上技术发展的节拍。数字革命带来的繁荣大都被投资者和技能最好的工人所斩获，美国 1% 最富有人群的收入在总收入中的比例从 1970 年代的 9% 上升到目前的 22% 。从全球范围看，过去 30 年间劳动力在产出中所占的比例已经从 64% 降至 59% 。大多数富国的失业率也处于令人担忧的水平， 2000 年美国适龄劳动人口 65% 是有工作，但之后无论年景好坏该比例一直在下降，到现在已经降至 59% 。《经济学人》的这篇文章认为：短期来看，收入的差距会拉大，进而引发巨大的社会动荡；从长远来看，技术的影响力就像是一场风暴，它的第一个打击目标是富裕国家，但最终也会席卷穷国。面对目前的状况，有巨大的社会效应。最可能消亡的工作大多处于社会阶梯的底端，最不容易受技能限制的往往都处于高端，因此收入差距可能会越拉越大，这对政治家们来说是一个难以解决的问题。像 19 世纪初卢德派分子反对机械织布机那样有意回避技术进步是徒劳的，因为试图阻挡进步的国家都会被渴望接受新技术的竞争对手抛在身后；同样，惩罚性地调高富人税率的制度也被证明适得其反。《经济学人》的文章认为，政府应因势利导，帮助民众渡过难关，而达到这一目的的主要方式是教育的变革，应当把重点放在培养学生创造力方面，因为这是人类与电脑的根本区别；应当减少死记硬背（电脑更强），增加批判性思维（人类更强）。其实，技术本身就能够提供这种帮助，无论是通过开放式网络课程，甚或是通过能够模拟工作所必须的技能的电子游戏。然而，我们必须承认个人能力之间的差距。培养人类的创造力，只能推动人类这个群体战胜电脑，但并不能消除人与人之间的差距。当今世界就是一个经济极化的世界，大多数人工作前景日渐暗淡，薪水难于增加。如果提高最低工资，反而会加快电脑取代人力的过程，因为资本家认为采用电脑来替代人力的成本显得更低。与之相比，是否应该采用英美的税收抵免政策呢？即凡是有工作的人都能够获得合理收入。这是一个值得深思的问题。; 个人分类: 一起读顶刊|8439 次阅读|60 个评论

为什么有些技术我们起步不晚而后进？（120702）: 热度 50 ymin 2012-7-2 11:26; 为什么有些技术我们起步不晚而后进？（ 120702 ）闵应骅最近有两件事在科学网上炒得比较热。一个是 SCI ；一个是审计署的审计。我真的奉劝科学界不要把 SCI 炒得这么热。大家老老实实做科研多好呢！我在“ 科学家不要把 SCI 太当回事（ 120629 ） ”一文中已表达了我的观点，但是，科学网和科学网民好像没太在意。其实，让科研人员去追求 SCI 影响因子是做不好科研的。对于审计署对科学院审计结果的公布，科学院已经给了比较全面的回应。科研人员工资太低，就维持不了单位的生存，这也是不得已而为之。但是却引出了对科研现状的批评。我觉得这倒是好事。 Ahmen 在我的“ 摩尔定律之后的科学与工程（ 120626 ） ”的评论中说：“中国半导体业实际上起步很早，黄昆谢希德好像 50 年代就开始培养人才。不知那时韩国人在做啥，台湾人在做啥。”这个评论很中肯。北大、复旦、吉林大学 1957 年就拉出了单晶硅，我们的半导体研究起步并不晚，基本和先进国家同步。 1958 年我们全面搞超声波，可现在我们医院的超声波检测设备基本都靠进口。这些技术，中国起步并不晚，为什么我们就没跟上，甚至领先呢？劈开一系列政治运动的原因不谈，科技界创新氛围是一个大问题。我们太看重发表 SCI 的论文，而忽略把科技成果做出东西，形成产业。曾杰先生在我的“ 超越摩尔（ 120701 ） ”的评论中指出“用微纳流控芯片技术集成的 DNA 分子计算机研究，这类研究在中科院的研究所和上海交通大学等有一些科学家在进行研究，在细胞计算机的研究国内有关合成生物学 - 天津工业生物技术所、教育部系统生物工程实验室、中科院合成生物学等研究实验室有起步阶段的合作项目可能在或正将在开展；但是，真正实现计算机的实用尚有很长的道路要走。”这些单位可能也发表了很多 SCI 影响因子很高的文章，也许也花几万元去发表 OA 杂志的文章。可是，计算机领域的人基本不知道，也不知道如何着手。那怎么能沿着摩尔的道路，发展产业呢？学术界的同仁们必须把发展产业当作第一重要的事，让自己的科研成果有实际应用。而不是发几篇文章、毕了业、评上了职称就了事。科学网和科学管理人员也应该有此共识。我们 SCI 论文达到第一，远没有我国某一新技术世界第一重要，你们成绩的显示度也会更高。; 个人分类: 做学问|9426 次阅读|117 个评论

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