徐明：MTU燃氣發(fā)電機及模塊化系統在分布式能源的應用

編者按：2020年9月17～18日，以“塑造新模式•激活新動(dòng)能”為主題的“第十六屆中國分布式能源國際論壇暨2020綜合能源展覽會(huì )”在山東濟南召開(kāi)，本次論壇由中國能源網(wǎng)主辦，中國能源研究會(huì )分布式能源專(zhuān)業(yè)委員會(huì )、水發(fā)能源集團有限公司聯(lián)合主辦。會(huì )上，中船重工第七—一研究所新能源產(chǎn)業(yè)部經(jīng)理徐明發(fā)表了“MTU燃氣發(fā)電機及模塊化系統在分布式能源的應用”的主旨演講。

以下內容根據論壇演講實(shí)錄進(jìn)行整理。

大家上午好，有點(diǎn)感冒，不太好意思。人不太多了，留下的應該都是精英，因為走的人會(huì )非常遺憾，他們會(huì )錯過(guò)非常精彩的內容。

今天跟大家帶來(lái)一款大家聽(tīng)說(shuō)比較少的燃氣發(fā)電機是MTU的。

中船集團，特大型企業(yè)，擁有中國船舶、中國重工等十家上市公司?？蒲性核?、企業(yè)單位和上市公司147家，資產(chǎn)總額7900億元，員工31萬(wàn)人，全球最大的造船集團，在十五年前就是全球最大的，目前是我們國家十大軍工央企集團之二。

七一一研究所，我們最早是隸屬于國防部，創(chuàng )建于63年4月，后來(lái)一系列的變化，現在是中船集團，目前是唯一的國家產(chǎn)業(yè)級研發(fā)機構。應該說(shuō)七一一所研制的主要內容，準確的來(lái)說(shuō)是中高速，大負荷的一個(gè)活塞往復式的發(fā)動(dòng)機，現在是七一一所軍民兩塊業(yè)務(wù)主要是圍繞著(zhù)船舶的柴油機和動(dòng)力的裝置。我也給大家透露一下，現在除了說(shuō)我們是航天技術(shù)領(lǐng)先世界一流水平之外，實(shí)際上我們船舶不光是航母，包括我們現在，其實(shí)是一百多艘水面艦和水下作戰潛艇的活塞式發(fā)動(dòng)機，我們現在也是世界一流的水平。我們現在這個(gè)水平應該是不低于德國的MTU的水平。大家都知道，從第二次世界大戰，德國的潛艇，到現在目前世界上在裝的最先進(jìn)的AIP潛艇，德國的212潛艇，到法國的航母，還有美國的軍用的作戰艦，這上面的船舶艦艇用的全部都是MTU的發(fā)動(dòng)機。實(shí)際上我們國家海軍的船舶艦艇，我們的水平不比MTU差。我跟大家稍微透露一下一個(gè)小小的故事。

七一一研究所現在有七個(gè)業(yè)務(wù)板塊，我說(shuō)一下我們齊耀動(dòng)力。在七個(gè)業(yè)務(wù)板塊中我們承擔的是發(fā)展熱氣機及特種動(dòng)力系統還有分布式能源系統，新能源業(yè)務(wù)這兩個(gè)戰略業(yè)務(wù)板塊。七一一所的定位，是希望成為我們國家柴油機、特種發(fā)動(dòng)機及動(dòng)力裝置行業(yè)領(lǐng)導者，能源綜合利用領(lǐng)域裝備和系統解決方案領(lǐng)先者，我們希望成為一個(gè)咱們國家燃氣分布式能源裝置和系統解決方案的領(lǐng)導者，這次會(huì )議因為我們相關(guān)的文件還在保密階段，下一個(gè)會(huì )議我們會(huì )給大家帶來(lái)先進(jìn)的發(fā)動(dòng)機的，不是簡(jiǎn)單的系統，是從發(fā)動(dòng)機研發(fā)的。

主要以科研人員為主，里面大多數都是碩士研究生之類(lèi)的。我們平時(shí)宣傳推廣的不太多，但是我們也是咱們國內燃氣分布式能源起步比較早的第一，到現在搞了十五年，也是MTU品牌燃氣發(fā)電機在國內最重要系統的集成商和唯一的授權服務(wù)商。解釋一下為什么我會(huì )跟MTU合作。咱們國內的軍艦上這個(gè)動(dòng)力用的是集團公司的閃柴的產(chǎn)品，在三十年前引進(jìn)德國的MTU396，MTU396這款產(chǎn)品在德國的軍艦上同樣的型號，它的功率要比我們國內的版本要高50%、60%，其實(shí)我們國內的大功率的高速網(wǎng)速發(fā)動(dòng)機這塊，技術(shù)的基礎是非常的薄弱，這幾年取得這么一個(gè)發(fā)展的成績(jì)也非常的不容易。

七一一業(yè)務(wù)范圍，分布式能源項目設計、系統集成、工程總包，一直到售后服務(wù)，運營(yíng)服務(wù)，一直到最后的能源管理。

跟大家介紹一下MTU燃氣發(fā)電機。剛才我給大家介紹了一下我們和MTU之間合作的淵源，是源于軍用動(dòng)力的系統。其實(shí)MTU這個(gè)發(fā)動(dòng)機毫不夸張的說(shuō)它的柴油機是世界上最先進(jìn)的，代表我們全球最高的水平。這家公司也是非常有歷史，大概全球一百多年。世界首臺帶渦輪增加器的柴油機就是MTU造的，大約是在1934年，MTU成立之后，籌備的是一款非常豪華的車(chē)，邁巴赫的。奔馳是世界汽車(chē)的發(fā)明人，實(shí)際上汽車(chē)的設計之父是邁巴赫，現在奔馳有款最高端的車(chē)就是奔馳邁巴赫，就是這個(gè)創(chuàng )立人創(chuàng )建的公司。MTU是1886年就開(kāi)始大型發(fā)動(dòng)機的制造，但是因為一戰之后受到《凡爾賽條約》約束，是不能制造飛機發(fā)動(dòng)機的，所以它的柴油機主要是用在工程機械，船舶上面。MTU現在是屬于英國的羅爾斯公司，這個(gè)是2019年被英國收購了，MTU主要的原因還是這里面大量的軍用業(yè)務(wù)，我覺(jué)得背后是有這么一個(gè)原因的。實(shí)際上被收購之后，對我們國內非常的被動(dòng)，因為我們一些友好的國家希望進(jìn)口我們中國軍艦的時(shí)候明確提出要求，我們發(fā)動(dòng)機只用MTU的，然后我們去跟MTU商量，實(shí)際上美國人現在不讓他賣(mài)給我們中國，非常的被動(dòng)。這個(gè)MTU是燃氣工廠(chǎng)，然后燃氣的發(fā)動(dòng)機基本上都是在燃油發(fā)動(dòng)機這個(gè)基礎上改制所以它創(chuàng )建的比較晚，1977年，搞燃氣發(fā)動(dòng)機這塊也是起步比較早的，德國的奧格斯堡，約3000套熱電(冷)聯(lián)產(chǎn)機組，約5500臺燃氣發(fā)電機組投運，約500臺套的年生產(chǎn)能力。

MTU在中國也有一個(gè)蘇州工廠(chǎng)，對燃氣這塊主要是一個(gè)服務(wù)的基地。蘇州工廠(chǎng)在柴油機這塊有個(gè)2000系列的柴油機。 MTU這個(gè)產(chǎn)品主要是后面的MTU4000系列，第一個(gè)型號12V400，大家可以忽略，因為這個(gè)機組的話(huà)，功率太小了，如果有進(jìn)口機的話(huà)非常的不劃算，相對來(lái)說(shuō)比較有競爭力的從12V開(kāi)始，一直到20V，只有三個(gè)機型，但是有不同的調教，所以有L32發(fā)電功率稍微小一點(diǎn)，單缸100千瓦，最大的話(huà)20V是只到2000千瓦還有另外一個(gè)版本是L64的版本，這個(gè)是單缸的功率從100千瓦提高到130千瓦，提高30%。這個(gè)最大的話(huà)可以到2535個(gè)千瓦。L64和L32在這多說(shuō)幾句，我們研究發(fā)動(dòng)機一直在研究一個(gè)課題，哪天發(fā)動(dòng)機能夠期待燃油機做應急的，永遠都不可能這個(gè)，因為什么呢?我們現在所有做燃氣發(fā)電機的都是預混型的，基本上在船用做主要的驅動(dòng)力都不可以，在做船機的時(shí)候，必須用一個(gè)單方噴射，因為它的負荷特性特別的差，響應特別慢，所以只能用來(lái)做一個(gè)發(fā)電的產(chǎn)品。還有一個(gè)很重要的，剛才為什么講啟動(dòng)特性，它的啟動(dòng)特性得到了改善，它可以啟動(dòng)的時(shí)間，一般燃氣機從啟動(dòng)到滿(mǎn)負荷都是五分鐘，這一款產(chǎn)品是縮減到了2分鐘，另外負荷特性，L32版本的燃氣機也是市場(chǎng)目前主流的水平，只能做到50%減載，在1分鐘50%的減載的情況下機組不停機，在以并網(wǎng)轉孤島的時(shí)候是特別有用的，特別重要的一個(gè)功能特點(diǎn)。

MTU燃油機一個(gè)主要的特點(diǎn)，主要是四個(gè)特點(diǎn)。第一個(gè)，20V4000L64的這款機器，最大的做到2535個(gè)千瓦，它的可靠性是非常高的，對于柴油機可靠性最重要的是熱負荷。

另外一個(gè)，這個(gè)機器的耐高溫環(huán)境，耐高海拔環(huán)境特別好。它的環(huán)境溫度是在45度以下，這個(gè)PPT稍微有點(diǎn)錯誤，這個(gè)是MTU柴油機和燃氣機相同的特點(diǎn)。

第三個(gè)特點(diǎn)，就是它的控制自動(dòng)化及智能化的程度特別高，尤其是國內的OEM機組，直接買(mǎi)一個(gè)控制包，這個(gè)控制系統全部是MTU自行開(kāi)發(fā)的，這里面全部都是數字化的，參數一般比OEM機組的話(huà)至少多了一倍，可以根據現場(chǎng)的實(shí)際要求做到一個(gè)非常個(gè)性化的要求。

最后一點(diǎn)，我覺(jué)得很重要的，就是高發(fā)電效率，跟大家展示了，接近43%、44%，另外一個(gè)總的利用率，我們有一個(gè)在上海中心的項目上，當時(shí)為什么選用MTU的機組，主要是考慮它的一個(gè)總能源利用率高，除了發(fā)電效率高之外，就是余熱利用效率也非常的高。另外MTU一個(gè)其他小的特點(diǎn)，就是它的全生命周期內的周期性是比較好的，燃氣機的維護成本都非常高，大家知道一臺燃氣機，如果是折舊下來(lái)的話(huà)，它大概也就是七分錢(qián)左右，在一個(gè)它的壽命期內。維護成本大概是在1毛錢(qián)，維護的成本實(shí)際上要比機器的購置成本高3%左右。為什么說(shuō)具有一個(gè)良好的經(jīng)濟性呢?這里面主要是源于它的可靠性，它的可靠性非常的高，所以這里面有很多的零部件，實(shí)際上更換的周期是特別長(cháng)的，這個(gè)是全壽命周期都不需要更換的，我們在一個(gè)項目上，遇到了一臺其他的品牌，我們不講什么品牌，大家知道什么叫吹缸嗎?是一個(gè)月要吹兩個(gè)缸，一臺二十缸的機，一個(gè)月吹兩個(gè)缸，從年初到現在一個(gè)缸都沒(méi)有吹過(guò)，這就是它的可靠性，什么叫吹缸呢?用玻璃一樣的非常大的顆粒，當它黏附在它的排氣閥之間會(huì )有一個(gè)縫隙，高內燃機會(huì )從縫隙往外竄，一燒掉的話(huà)，馬上整個(gè)缸頭這一個(gè)組建都要換掉，二十個(gè)缸，一個(gè)缸的組建是五萬(wàn)塊，二十個(gè)缸要一百萬(wàn)，所以這個(gè)成本是非常高的。

大家愿意買(mǎi)豐田的車(chē)，事后省心省錢(qián)就是這么一個(gè)道理。

免費接入MTU和齊耀動(dòng)力數字化服務(wù)平臺。我們是100%覆蓋的可拆換的零件，幾乎沒(méi)有一家廠(chǎng)家能做到說(shuō)我是有庫存的，一般這個(gè)備件是沒(méi)有庫存的，從國外發(fā)貨非常的長(cháng)，我們有，可以我們要服務(wù)好客戶(hù)，我們一年的庫存就是幾百萬(wàn)的庫存放在這里，我們庫存都是預先在中國備好的，當你的機組出現問(wèn)題的時(shí)候，一個(gè)電話(huà)我們立馬從我們公司發(fā)貨，這個(gè)不用從德國調。另外，經(jīng)過(guò)兩年多的一個(gè)培訓，我們公司現在是我們國內唯一獲得MTU售后服務(wù)授權的公司，在機組的檢修，我們是可以快速響應。這個(gè)是在速度上還有費用上完全不是國外的制造廠(chǎng)能夠比的。

最后分享一點(diǎn)點(diǎn)模塊化設計。我們公司從2005年開(kāi)始干分布式，2010年的時(shí)候，當時(shí)干上海中心項目的時(shí)候，開(kāi)始采用BIM設計，我們現在在這個(gè)基礎上又進(jìn)一步的創(chuàng )新，我們現在是采用一個(gè)系統，采用一個(gè)模塊化的設計。左邊可以看到一個(gè)，現在國外實(shí)際上燃氣發(fā)電的電廠(chǎng)全部采用模塊化的設計。左邊最下面這張圖，什么是模塊化的設計，我舉一個(gè)例子，時(shí)間太倉促了，大家家里用的電腦，大家都組裝過(guò)機器，第一個(gè)，模塊要盡量的少。第二個(gè)原則，模塊要盡量的有系列化，可以滿(mǎn)足客戶(hù)的個(gè)性化配置的一個(gè)要求，我們搞船用發(fā)動(dòng)機的話(huà)，全部都是模塊化的。

有一個(gè)清單，客戶(hù)可以去說(shuō)我要這個(gè)配制，我們就給客戶(hù)做定制化的模塊生產(chǎn)。

最大的好處，系統的質(zhì)量提高了，模塊的生產(chǎn)力生產(chǎn)了，經(jīng)過(guò)測試出廠(chǎng)了，不用再現場(chǎng)組裝了。

第二個(gè)，對于能源投資商來(lái)說(shuō)，整個(gè)系統的復雜度降低了，為什么呢?我們所有的模塊都統一了，都統一在一個(gè)品牌。對應我的操作工人的操作要求，就大幅的降低。所以我們一般建議，對于一家能源投資商來(lái)說(shuō)，燃氣發(fā)動(dòng)機不要超過(guò)兩個(gè)牌子，最好就只用一個(gè)，絕對是最省錢(qián)的。要不然你的機器壞了，你的工人甚至不知道怎么檢修，道理很簡(jiǎn)單。另外模塊化可以快速降低安裝的成本，我們的模塊化都是基于MTU4000系列燃氣發(fā)動(dòng)機的?，F在主要形成了4個(gè)系列化的產(chǎn)品，開(kāi)式/隔聲罩，集裝箱型的，客戶(hù)有什么要求，我們就給他選幾個(gè)模塊。

這個(gè)就是模塊化幾個(gè)主要的組件，最右下角是系統的，輔機的配件控制的模塊。最上角是預熱利用模塊，冷卻水的一個(gè)冷卻的模塊。左下角是潤滑油，下面是集裝箱和隔聲罩，右邊是一個(gè)聯(lián)產(chǎn)型，左邊那個(gè)都見(jiàn)的很多了，大家看一下右邊這個(gè)，整個(gè)系統明顯簡(jiǎn)潔了許多，因為幾個(gè)模塊往那一放，中間用管道一聯(lián)，整個(gè)項目就完成了，是非常的簡(jiǎn)單。

最后跟大家分享三個(gè)案例，第一個(gè)是上海中心大廈。這個(gè)是目前為止中國最高的建筑，也是世界上第一座雙認證的建筑。綠色建筑的補貼就拿到了3400多萬(wàn)，上海中心大廈是采用了很多的這種技術(shù)，其實(shí)在這里面，用的特別好的不太多，我覺(jué)得最重要的一個(gè)就是我們CCHP的冷熱監測，再一個(gè)是能源的中央管控系統，在能源這塊，這三塊是投資效益比較高，使用效果比較好的一個(gè)技術(shù)，其他的大多都是帶有概念性質(zhì)的，或者探索性質(zhì)的。我們這個(gè)項目運行了很多年了，從2017年到現在，總能利用率大約是在82%左右?，F在運行下來(lái)的話(huà)，一年運行小時(shí)數大概是達到了5400個(gè)小時(shí)左右，應該說(shuō)使用的效果是非常好的，機器是最重要的原因，上海中心大廈負荷特別高。另外上海政策特別好，上海燃氣價(jià)格特別低，所以經(jīng)濟效益也是非常顯著(zhù)的。

第二個(gè)案例，前面跟大家看的一個(gè)開(kāi)式聯(lián)產(chǎn)的模塊，這是在四川三岔湖度假酒店，有435間客房和套房。這個(gè)項目是有一定背景的，它上燃氣的CHP不單單是為了節能省錢(qián)，更重要的原因是這個(gè)度假區是在因為風(fēng)景是比較秀麗的地方，大多都是離市區比較遠，在偏遠的山區里面，有農業(yè)的電網(wǎng)，架著(zhù)電線(xiàn)桿通進(jìn)來(lái)了，這么大一家酒店經(jīng)常斷電，而且這家酒店是非常貴的，一個(gè)房間一晚上大約最便宜的是1600多塊錢(qián)，投資也是非常的大，投資了幾個(gè)億，非常的豪華，有點(diǎn)像新加坡度假酒店，光大的游泳池就有兩個(gè)。所以這個(gè)情況下，酒店的用能不安全，不可靠，所以它就用了燃氣發(fā)電兼用急供電，這一塊現在這個(gè)項目，應該說(shuō)是投產(chǎn)之后效果非常好，在線(xiàn)并網(wǎng)和孤島來(lái)回切換都是非?？煽康?。這里面非常重要的，我們說(shuō)要真正實(shí)現能源安全功能的時(shí)候，你就要對它的負荷進(jìn)行管理，大多數其實(shí)項目的孤島運行都是假的，為什么呢?一斷之后發(fā)電機起都起不來(lái)，負荷的開(kāi)關(guān)根本沒(méi)有斷掉，管理起來(lái)是對技術(shù)工人操作要求是非常高的，幾乎不太可能，這個(gè)是所有的都加了控制，都是自動(dòng)控制的，在并網(wǎng)轉孤島的一線(xiàn)路，這個(gè)項目是填埋場(chǎng)發(fā)電的項目，這個(gè)就不多講了，是2000千瓦的，接近8500個(gè)小時(shí)，到現在為止，沒(méi)有因為計劃外的，運行效果是非常的好。

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