燃?xì)廨啓C(jī)行業(yè)市場分析

燃?xì)廨啓C(jī)行業(yè)市場分析

高效動力機(jī)械，皇冠上的明珠

燃?xì)廨啓C(jī)在航空、目力、工業(yè)等領(lǐng)域廣泛應(yīng)用，被譽(yù)為動力機(jī)械領(lǐng)域

“皇冠上的明珠”。燃?xì)廨啓C(jī)是一種以空氣為介質(zhì)，內(nèi)部連續(xù)回轉(zhuǎn)燃燒、

依靠高溫燃?xì)馔苿映陛啓C(jī)械連續(xù)做功的大功率、高性能熱機(jī)；可將燃

料（石油、天然氣等）的能量轉(zhuǎn)化為某種形式的有用功，例如機(jī)械功

或者高速噴氣式動力裝置的推力。燃?xì)廨啓C(jī)用途較為廣泛，在航空、

電力、工業(yè)、船舶和陸地交通等領(lǐng)域都有著不可撼動的重要地位c燃

氣輪機(jī)的技術(shù)制造要求和難度極高，目前全球只有少數(shù)國家掌握其核

心技術(shù)，被譽(yù)為動力機(jī)械領(lǐng)域“皇冠上的明珠”。航空發(fā)動機(jī)本質(zhì)上也

是一種燃?xì)廨啓C(jī)，由于應(yīng)用場景的特殊性導(dǎo)致其與其他的燃?xì)廨啓C(jī)有

著不同的性能追求，常被單獨(dú)區(qū)分而與燃?xì)廨啓C(jī)并稱為“兩機(jī)”。

燃?xì)廨啓C(jī)可以按功率大小、下游應(yīng)用、內(nèi)部結(jié)構(gòu)、渦輪轉(zhuǎn)子進(jìn)口溫度

等進(jìn)行分類：

1、根據(jù)功率大小劃分，可分為大中型、小型、微型燃機(jī)。根據(jù)《燃

氣輪機(jī)分類》（范曉月）、《高性能航空燃?xì)廨啓C(jī)燃燒技術(shù)》（侯曉

春），①功率范圍在20MW以上的燃?xì)廨啓C(jī)稱為大中型燃機(jī)，特別

是功率范圍在50MW以上的也稱為重型燃機(jī)。②功率范圍在

0.3MW?20MW的燃?xì)廨啓C(jī)稱為小型燃機(jī),③功率范圍在

30KW~300KW或更小的燃?xì)廨啓C(jī)稱為微型燃機(jī)。根據(jù)《燃?xì)廨啓C(jī)分

類》（范曉月），功率范圍在幾十至數(shù)百千瓦，主要用于地面車輛,

如坦克等；功率范圍在1MW~40MW,主要用于石油及天然氣管路的

運(yùn)輸、發(fā)電、艦船等；功率范圍在40MW以上，主要用于發(fā)電。

2、根據(jù)下游應(yīng)用劃分，可分為航空燃?xì)廨啓C(jī)、艦船燃?xì)廨啓C(jī)、工業(yè)

燃?xì)廨啓C(jī)等。根據(jù)《燃?xì)廨啓C(jī)分類》（范曉月）、GE官網(wǎng)、西門子

官網(wǎng)，①航空燃?xì)廨啓C(jī)用于大部分軍機(jī)及民用客機(jī)，主要包括渦扇、

渦噴等發(fā)動機(jī)。②艦船燃?xì)廨啓C(jī)用于遠(yuǎn)洋船、護(hù)衛(wèi)艦、驅(qū)逐艦、巡洋

艦等。③工業(yè)燃?xì)廨啓C(jī)包括電站燃?xì)廨啓C(jī)（主要用于發(fā)電站的發(fā)電）、

機(jī)械驅(qū)動燃?xì)廨啓C(jī)（主要用于驅(qū)動機(jī)械設(shè)備，如泵、壓縮機(jī)等）、壓

縮空氣用燃?xì)廨啓C(jī)（主要用于工業(yè)領(lǐng)域的壓縮空氣生產(chǎn)）、輸氣用燃

氣輪機(jī)（主要用于輸送天然氣）等。

3、根據(jù)內(nèi)部結(jié)構(gòu)劃分，可分為重型燃?xì)廨啓C(jī)、輕型燃?xì)廨啓C(jī)、微型

燃?xì)廨啓C(jī)。根據(jù)《燃?xì)廨啓C(jī)分類》（范曉月），①重型燃?xì)廨啓C(jī)經(jīng)過

專用設(shè)計，是遵循傳統(tǒng)的蒸汽輪機(jī)理念，完全利用原型機(jī)平臺重新設(shè)

計發(fā)展起來的工業(yè)重燃，俗稱工業(yè)機(jī)，其不以減輕質(zhì)量為主要目的,

而是以長期安全工作為目的，單位功率質(zhì)量2?5kg/kw,主要用于大

型電站。②輕型燃?xì)廨啓C(jī)俗稱航改機(jī)，由成熟的航空發(fā)動機(jī)進(jìn)行工業(yè)

化改型，單位功率質(zhì)量一般低于0.2kg/kw,主要用于調(diào)峰發(fā)電、分

布式能源、海上動力、天然氣壓縮等場景。③微型燃?xì)廨啓C(jī)將燃機(jī)與

發(fā)動機(jī)設(shè)計成整體，體積較小，質(zhì)量較輕。

4、根據(jù)渦輪轉(zhuǎn)子進(jìn)口溫度劃分，可分為E級、F級、G級、H級燃

氣輪機(jī)。根據(jù)《能源行業(yè)燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)展途徑思考》（郭華璋），燃?xì)?/p>

輪機(jī)按燃燒溫度分級（100℃為一級別），其中E級、F級、G級、H

級燃?xì)廨啓C(jī)的泯輪轉(zhuǎn)子進(jìn)口溫度分別在1200J300、1400、1600℃。

圖2：燃?xì)廨啓C(jī)分類

輪機(jī)工業(yè)巡禮》（火心），①燃?xì)廨啓C(jī)效座更高，單循環(huán)效率最高可

達(dá)40%以上，使用渦輪前進(jìn)氣溫度超過1600℃的先進(jìn)燃?xì)廨啓C(jī)所能

達(dá)到的聯(lián)合循環(huán)電廠效率能達(dá)到62%以上；特別是隨著渦輪部件材

料、工藝、結(jié)構(gòu)的發(fā)展，使得渦輪前溫度持續(xù)提高，燃機(jī)效率亦不斷

提升。②燃?xì)廨啓C(jī)啟動更快，全冷啟動至全速狀態(tài)最快僅需2分鐘。

③油耗更低，只有同等功率蒸汽輪機(jī)的一半；同時清潔環(huán)保。④重量

更輕，只有同等功率蒸汽輪機(jī)的三分之一；且操作簡單，維護(hù)方便,

使用便捷。

燃?xì)廨啓C(jī)的核心部分主要由壓氣機(jī)、燃燒室、渦輪組成。壓氣機(jī)是燃

氣輪機(jī)中利用高速旋轉(zhuǎn)的葉片給空氣做工以提高空氣壓力的部件，即

將進(jìn)氣口的空氣壓縮為高壓空氣，從結(jié)構(gòu)劃分可分為離心式壓氣機(jī)和

軸流式壓氣機(jī)。燃燒室位于壓氣機(jī)和渦輪之間，利用燃燒器將燃料和

空氣混合燃燒，是一種用耐高溫的合金材料制造的燃燒設(shè)備。渦輪是

燃?xì)馀蛎涀龉Φ牟考?，將燃料的化學(xué)能最終轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，位于燃?xì)?/p>

輪機(jī)溫度最高、應(yīng)力最復(fù)雜、劃、境最惡劣的部位，是燃?xì)廨啓C(jī)的心臟。

除此以外，燃?xì)廨啓C(jī)還包括控制調(diào)節(jié)系統(tǒng)、進(jìn)氣過濾系統(tǒng)、啟動系統(tǒng)、

滑油系統(tǒng)、輔助系統(tǒng)等。

百年發(fā)展歷程，燃?xì)廨啓C(jī)正進(jìn)入新階段

燃?xì)廨啓C(jī)的發(fā)展歷程

燃?xì)廨啓C(jī)的雛形來自我國的走馬燈，走馬燈興于秦漢，成熟于唐宋（公

元六七世紀(jì)），是元宵節(jié)燈會的主角之一。根據(jù)中國航發(fā)官方微信公

眾號，走馬燈的原理為燈內(nèi)點(diǎn)上蠟燭，燭產(chǎn)生的熱力造成氣流，令輪

軸轉(zhuǎn)動，輪軸上有剪紙，燭光將剪紙的影子投射在燈罩上，圖象便不

斷走動依靠。走馬燈上有平放的葉輪，下燃燭或燈，熱氣上升帶動葉

輪旋轉(zhuǎn)，這正是現(xiàn)代燃?xì)鉁u輪工作原理的原始應(yīng)用。

全球燃?xì)廨啓C(jī)的發(fā)展經(jīng)歷了萌芽階段、工業(yè)試用階段、廣泛應(yīng)用階段:

1、萌芽階段：根據(jù)中國航發(fā)官方微信公眾號，15世紀(jì)末意大利人達(dá)

芬奇設(shè)計出煙氣轉(zhuǎn)動裝置，其原理與走馬燈相同。1791年英國人巴

貝爾首次使用燃?xì)廨啓C(jī)這一名詞，并描述了燃?xì)廨啓C(jī)的工作過程；同

時提出了燃機(jī)的具體設(shè)計方案，并申請登記了第一個燃?xì)廨啓C(jī)設(shè)計專

利。2、工業(yè)試用階段：根據(jù)中國航發(fā)官方微信公眾號，1872年德國

人施托爾策制造了燃?xì)廨啓C(jī)技術(shù)裝置，但裝置始終未能脫離外界動力

幫助，宣告失敗。1905年法國人勒梅爾和阿芒戈制成了一臺與現(xiàn)代

型式相同的燃?xì)廨啓C(jī)，這也是世界上第一臺輸出有效功率的燃?xì)廨啓C(jī),

但輸出功率只有3%~4%,不具備實(shí)用價值。1939年，瑞士BBC公

司制成了一臺4000KW發(fā)電用燃?xì)廨啓C(jī)并投入商業(yè)應(yīng)用。同年，德

國Heinkel工廠設(shè)計的第一臺燃?xì)鉁u輪噴氣發(fā)動機(jī)通過地面試車，并

裝機(jī)試飛成功，后來人們把這一年視為燃?xì)鉁u輪發(fā)動機(jī)獲得成功之年,

標(biāo)志著燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)展成熟，進(jìn)入了實(shí)用階段。3、廣泛應(yīng)用階段：上

世紀(jì)50年代至今，燃?xì)廨啓C(jī)不斷運(yùn)用新技術(shù)、新材料及新設(shè)計，使

可靠性、維護(hù)性更加完美，技術(shù)經(jīng)濟(jì)性能不斷提高，在各領(lǐng)域的應(yīng)用

得到迅速發(fā)展。上世紀(jì)60年代，燃?xì)廨啓C(jī)開始應(yīng)用于軍用艦船動力

和發(fā)電領(lǐng)域；上世紀(jì)70代年末期，燃?xì)廨啓C(jī)開始應(yīng)用于美國主戰(zhàn)坦

克；上世紀(jì)80年代以來，燃?xì)廨啓C(jī)在發(fā)達(dá)國家開始廣泛應(yīng)用于動力

能源等領(lǐng)域。

圖6：燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)展歷程

1791

英?人巴貝爾Uohn.3r)?次使H

(G?tuebbw)上世紀(jì)好代

!!出機(jī)箝n體的沒過萬或MOS

a家開的廣.w

動力

中國燃機(jī)發(fā)展經(jīng)歷從測仿到合作與自主研發(fā)。相對于世界各主要強(qiáng)國,

我國燃機(jī)產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)十分薄弱，是長期以來制約我國航空、工業(yè)、海軍

實(shí)力提升的關(guān)鍵因素。根據(jù)《重型燃?xì)廨啓C(jī)的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢》（蔣

洪德），我國燃?xì)廨啓C(jī)的發(fā)展大致分為三個階段：一是20世紀(jì)50

年代末至20世紀(jì)80年代中期，主要以蘇聯(lián)技術(shù)為基礎(chǔ)進(jìn)行自主研

發(fā)、設(shè)計；二是20世紀(jì)80年代末至90年代末，采用仿制、合作的

模式;三是21世紀(jì)初至今,我國以“市場換技術(shù)”，通過引進(jìn)通用（GE）、

西門子（SIEMENS）、三菱重工（MHI）公司的E\F級重型燃?xì)廨?/p>

機(jī)，由哈氣一GE、東氣一MHI、上氣一SIEMENS進(jìn)行國產(chǎn)化制造。

提升熱能利用率和經(jīng)濟(jì)性是燃?xì)廨啓C(jī)的核心發(fā)展趨勢

采用先進(jìn)熱力循環(huán)，提高熱能利用率

燃?xì)廨啓C(jī)中燃?xì)怛?qū)動渦輪后排出時仍含有較高能量。使用燃?xì)廨啓C(jī)，

按簡單的布雷頓循環(huán)，其排氣溫度一般都在600K以上，高的在750K

以上，大量的熱能未能利用即被排入大氣，如能充分利用這些熱能，

則有可能大幅度地提高整機(jī)的熱效率，降低燃料消耗。最簡單易行的

方案莫過于熱電聯(lián)供，只要將排氣通過余熱鍋爐或各種換熱器，即可

生產(chǎn)熱水或蒸汽，向工業(yè)或生活部門供熱，其主要優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡單，

熱能利用率高。

壓氣機(jī)中間冷卻和回?zé)嵫h(huán)方案（間冷回?zé)幔┦窃趬簹鈾C(jī)的低壓端和

高壓端加進(jìn)中間冷卻器，并加入回收排氣余熱的回?zé)崞餮h(huán)。中間冷

卻器可以使低壓壓氣機(jī)進(jìn)入高壓壓氣機(jī)的進(jìn)口溫度降低到接近環(huán)境

溫度，從而顯著降低驅(qū)動壓氣機(jī)的功率；回?zé)崞骺梢詫⒃诳諝膺M(jìn)入燃

燒室之前對其進(jìn)行加熱，從而提高燃燒效率，達(dá)到節(jié)省燃料的目的。

通過“間冷回?zé)帷奔夹g(shù)，不僅提高了熱效率，而且降低了排氣溫度、噪

聲和紅外輻射。研究表明：間冷回?zé)崛紮C(jī)較之簡單循環(huán)燃機(jī)具有提高

壓力比、提高熱效率、增加輸出功率的特點(diǎn)。適用于低壓比航改燃?xì)?/p>

輪機(jī)，因?yàn)閴罕鹊?，壓氣機(jī)出口溫度低，可從排氣中吸收更多熱量。

蒸汽回注方案原理是將熱電聯(lián)供中余熱鍋爐生產(chǎn)的蒸汽回輸?shù)綔u輪

前，蒸汽和原來的燃?xì)膺M(jìn)行摻混，在渦輪中膨脹做功。蒸汽回注方案

主要的優(yōu)點(diǎn)是：同一機(jī)組的功率增加，效率提高，但結(jié)構(gòu)簡單，而且

在熱電聯(lián)供中使用這種方案可根據(jù)不同季節(jié)或需要對供熱供電進(jìn)行

調(diào)節(jié)，可多供汽少供電，或少供汽多供電。蒸汽回注適用于高壓比的

發(fā)動機(jī)，因?yàn)楦邏罕劝l(fā)動機(jī)的渦輪落壓比也大，回注蒸汽更有利于發(fā)

揮效能。

蒸汽?燃?xì)饴?lián)合循環(huán)方案即在蒸汽回注的基礎(chǔ)上在余熱鍋爐中繼續(xù)加

入燃料，以增加汽輪機(jī)輸出及整機(jī)效率。如果不再向余熱鍋爐加燃料,

以WJ6G為例，汽輪機(jī)能發(fā)出的功率僅占總功率的15%?20%,即

400kW左右。輸出功率為主的仍是燃?xì)廨啓C(jī)。如果向余熱鍋爐噴入

燃料，并且不加入外界空氣，在提高蒸汽參數(shù)后，將使汽輪機(jī)的功率

提高，基木上與燃?xì)廨啓C(jī)持平，即總功率增加1倍，整機(jī)效率也得以

大幅提高。如果在向鍋爐供給燃料的同時，加入外界空氣，與排出燃

氣共同在余熱鍋爐中燃燒，則蒸汽的產(chǎn)量大幅度提高。這種裝置將以

汽輪機(jī)為主。在采用這種方案的機(jī)組中，汽輪機(jī)輸出功率可比燃?xì)廨?/p>

機(jī)高出數(shù)倍。

多種燃料驅(qū)動，提升經(jīng)濟(jì)性

燃?xì)鉁u輪發(fā)動機(jī)在地面裝置上使用，可利用多種燃料，發(fā)揮經(jīng)濟(jì)性。

當(dāng)前在燃?xì)廨啓C(jī)上使用重油和天然氣都己成為現(xiàn)實(shí)。以煤為代表的固

體燃料的蘊(yùn)藏量極為豐富，但相關(guān)研究進(jìn)展較為緩慢，離商業(yè)運(yùn)行和

推廣尚有一定的差距。開發(fā)不同燃料驅(qū)動的燃?xì)廨啓C(jī)時必須考慮使用

這種燃料的發(fā)動機(jī)與使用航空煤油的發(fā)動機(jī)兩者工作的不同特點(diǎn)。

重油，包括原油、柴油和渣油，存在著下列問題：1）黏度高，特別

是在大氣溫度較低時，尤為突出。一般的離心噴嘴對重油的霧化效果

差，油珠的直徑較大，延長了燃燒室內(nèi)的火焰長度，并使燃燒完全系

數(shù)下降，起動則尤為困難。2）灰分和樹脂含量高，造成發(fā)動機(jī)熱端

部件積炭增加，并增加了燃油系統(tǒng)附件堵塞的可能性和齒輪磨損。3）

有機(jī)物（包括硫和硫化物、胺等）和無機(jī)物（包括金屬氧化物和鹽類

等）含量高，促使燃油系統(tǒng)和渦輪葉片表面嚴(yán)重腐蝕。目前以使用柴

油為多，為了解決起動問題，可采取預(yù)熱起動點(diǎn)火器殼體，或向燃燒

室供油前預(yù)熱燃油，或用汽油啟動燃燒，然后切換成柴油等方法,天

然氣不同于液體燃料，不要求預(yù)先霧化和汽化而后進(jìn)入燃燒，具有經(jīng)

濟(jì)效益。實(shí)踐表明，只要更換一下原供油管道和噴嘴，適于供氣的特

點(diǎn)，或在原系統(tǒng)旁另加一套供氣系統(tǒng)，即可實(shí)現(xiàn)。在燃燒完全程度、

積炭、腐蝕和溫度場分布等方面有可能略優(yōu)于使用液體燃料的水平。

在油田上或在輸送天然氣管線上使用天然氣作為燃?xì)廨啓C(jī)的燃料，在

經(jīng)濟(jì)上是合理的，已得到廣泛應(yīng)用。

國內(nèi)外燃機(jī)行業(yè)已形成清晰的主機(jī)競爭格局

燃?xì)廨啓C(jī)行業(yè)已形成美國通用電氣、日本三菱重工、德國西門子等公

司主導(dǎo)的競爭格局。世界燃?xì)廨啓C(jī)技術(shù)及其產(chǎn)一業(yè)發(fā)展迅速，目前重型

燃?xì)廨啓C(jī)主要由三菱重工（MHI）、通用電氣（GE）、西門子

（Siemens-WH）、阿爾斯通（Alstom-ABB）等公司開發(fā)。輕型燃

氣輪機(jī)方面，世界主要航空發(fā)動機(jī)公司羅爾斯?羅伊斯（RR）、通用

電氣（GE）、普拉特?惠特尼（P&W）等由航空發(fā)動機(jī)改型研制了3

代輕型燃?xì)廨啓C(jī)。

圖9：2020年全球燃?xì)廨啓C(jī)競爭格局

■西門子?GEMHPSAIstom其他

國內(nèi)燃?xì)廨啓C(jī)市場呈現(xiàn)3+1競爭格局。目前，我國燃?xì)廨啓C(jī)領(lǐng)域主

要的研制力量分別來自我國航發(fā)、船舶、機(jī)械等工業(yè)部門和科研院所。

在我國燃?xì)廨啓C(jī)整機(jī)市場格局較為集中，即上海電氣、東方汽輪機(jī)、

哈爾濱電氣外加南京汽輪電機(jī)。四家公司又在市場換技術(shù)的政策下各

自與一家外資公司捆綁招標(biāo)，其中上海電氣結(jié)對西門子，東方汽輪機(jī)

結(jié)對三菱，哈電與南汽則與GE合作。

艦船燃?xì)廨啓C(jī)，仿制到自研

我國船用燃機(jī)研制經(jīng)歷三個階段

相對十世界各主要強(qiáng)國，我國的船用燃機(jī)產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)十分薄弱，是長期

以來制約我國海軍戰(zhàn)斗力提升的關(guān)鍵因素。我國船用燃?xì)廨啓C(jī)的研制

大致分為三個階段:一是20世紀(jì)50年代末至20世紀(jì)80年代中期；

二是20世紀(jì)80年代末至90年代末；三是21世紀(jì)初至今。

起步階段（20世紀(jì)50年代末至20世紀(jì)80年代中期）。1958年,

我國在《國防科學(xué)技術(shù)十年規(guī)劃》中提出了開發(fā)燃?xì)廨啓C(jī)的計劃，開

啟了燃機(jī)研發(fā)的序幕；1959年，蘇聯(lián)向我國提供了M-1型船用燃機(jī)

的技術(shù)資料，我國歷經(jīng)3年完成仿制工作；1964年，我國首臺自主

研制的4000kW燃機(jī)通過驗(yàn)收；1978年，我國首次研制出重型燃?xì)?/p>

輪機(jī)樣機(jī)。這些探索為我國船用燃機(jī)的進(jìn)一步發(fā)展奠定了堅實(shí)基礎(chǔ),

鍛煉了一支經(jīng)驗(yàn)豐富的技術(shù)隊(duì)伍。引進(jìn)提升階段（20世紀(jì)80年代末

至90年代末）。冷戰(zhàn)后期，得益于與西方國家關(guān)系的緩和，我國開

始在燃機(jī)領(lǐng)域?qū)で髧H合作。1986年，我國與美國普惠公司、聯(lián)合

技術(shù)公司達(dá)成協(xié)議合作開發(fā)FT8燃?xì)廨啓C(jī),1989年首臺機(jī)下線，1996

年完成全部研制工作。1981年，我國上馬輕型燃機(jī)項(xiàng)目，以引進(jìn)的

英國斯貝發(fā)動機(jī)為基礎(chǔ)，研制9560kW船用燃機(jī)，計劃于1992年完

成。上述兩型燃機(jī)的研制成功填補(bǔ)了我國在重型、輕型航改船用燃機(jī)

的空白，使我國跟上了世界燃機(jī)發(fā)展的步戊。加速追趕階段（21世

紀(jì)初至今）。進(jìn)入新世紀(jì)，隨著我國航空工業(yè)的突飛猛進(jìn)，多型先進(jìn)

航空發(fā)動機(jī)相繼問世。得益于航空動力的技術(shù)進(jìn)步，我國推出了一系

列的船用燃機(jī)，主要有QD70、QD128、QC185、QC260、QC280

和R0110o

全球市場三足鼎立，國內(nèi)尚以航改為主

目前為止，世界上只有英國、美國、前蘇聯(lián)（俄羅斯、烏克蘭）等的

相關(guān)企業(yè)掌握了完整的船用燃機(jī)生產(chǎn)技術(shù)，市場競爭呈現(xiàn)三分天下的

態(tài)勢。其中，美國通用電氣公司研制的LM2500系列經(jīng)久不衰，發(fā)展

為多型號產(chǎn)品，廣泛應(yīng)用于工業(yè)領(lǐng)域、艦船推進(jìn)等，列裝多國軍艦。

英國羅羅公司開發(fā)的多款燃?xì)廨啓C(jī)投入多種艦船應(yīng)用，產(chǎn)品銷往世界

各國。烏克蘭“曙光”聯(lián)合體在前蘇聯(lián)船舶技術(shù)基礎(chǔ)上發(fā)展出的UGT

系歹U如UGT25000,具有相當(dāng)?shù)男阅軈?shù)，具有一定市占率。

國內(nèi)船用燃機(jī)以航改為主線，中國航發(fā)集團(tuán)旗下企業(yè)為核心參與企業(yè)。

隨著我國兩機(jī)專項(xiàng)的重點(diǎn)實(shí)施開展，國內(nèi)船用燃機(jī)產(chǎn)業(yè)迅速發(fā)展。尤

其得益于航空發(fā)動機(jī)技術(shù)的持續(xù)突破，國產(chǎn)船用航改燃機(jī)持續(xù)涌現(xiàn)。

主要參與企業(yè)均為國資背景，包括航發(fā)集團(tuán)旗下的航發(fā)動力、606、

608所、東安發(fā)動機(jī)；中船重工703所；以及東方汽輪機(jī)、哈爾濱汽

輪機(jī)、上海電氣等。

我國船用燃機(jī)空間巨大，電推將帶來未來增量

目前燃?xì)廨啓C(jī)已成為國外海軍驅(qū)逐艦的主動力。燃?xì)廨啓C(jī)已成為全球

各大國驅(qū)逐艦的動力系統(tǒng)，美國的“朱姆沃爾特”、俄羅斯的“無畏”和

日本的“金剛”級驅(qū)逐艦均采用了燃?xì)廨啓C(jī)作為主要動力。根據(jù)人民網(wǎng)

2017年6月29日報道，2017年下水的某型驅(qū)逐艦首次使用了燃燃

聯(lián)合的動力方式，晚于美國、日本和俄羅斯20年以上。

與西方海軍強(qiáng)國相比，我國海軍的船用燃機(jī)普及率極低，短期成長空

間較大。主力艦艇中只有部分驅(qū)逐艦配備有柴燃混合動力，其余艦艇

均以柴油機(jī)、蒸汽輪機(jī)作為主要動力。燃機(jī)動力的短板曾長期制約主

戰(zhàn)艦艇艦體設(shè)計、機(jī)動性、續(xù)航力等關(guān)鍵指標(biāo)的提升，以致阻礙了整

個艦隊(duì)的戰(zhàn)斗力生成。我們認(rèn)為，從中短期來看，隨著中國多型船用

燃機(jī)相繼研制成功，中短期內(nèi)燃機(jī)普及有望提速，為產(chǎn)業(yè)鏈相關(guān)企業(yè)

打開成長新空間。長期看好全電推進(jìn)帶來的增量空間。我們認(rèn)為，在

中國海軍完成燃機(jī)普及之后，未來10-15年全電推進(jìn)可能成為艦船的

主要動力方案?；谌娡七M(jìn)的技術(shù)優(yōu)勢、全球其他主要海軍強(qiáng)國的

技術(shù)路線選擇和我國軍事技術(shù)的提升，我們認(rèn)為全電推進(jìn)在未來

10-15年可能逐步成為我國海軍艦艇的主要動力方案。根據(jù)《21世

紀(jì)的澎湃動力：從新型水面艦艇看艦用燃?xì)廨啓C(jī)的發(fā)展》（潘文林），

新型40MW級大功率燃機(jī)和新型4MW級小功率燃機(jī)將成為全電推

進(jìn)時代的主要原動機(jī)。前者作為綜合電力推進(jìn)系統(tǒng)的主力原動機(jī)，后

者作為備用原動機(jī)。兩者通過不同的搭配可以滿足新型驅(qū)護(hù)艦的動力

需求。

表9：中國海軍長期船用燃機(jī)裝備預(yù)濯

燃機(jī)型號航抵型號動力類型國外參考視他

新型40MW級船用燃機(jī)新型驅(qū)逐艦全電推進(jìn)DDG1000級驅(qū)逐靛

新型4MW級船用燃機(jī)新型護(hù)衛(wèi)艦全電推進(jìn)自由級瀕海戰(zhàn)斗俄

工業(yè)燃?xì)廨啓C(jī)，任重而道遠(yuǎn)

我國重燃仍存在較大差距

工'業(yè)燃?xì)廨啓C(jī)依據(jù)不同技術(shù)道路分為航改機(jī)和專業(yè)設(shè)計燃?xì)廨啓C(jī)。航

改機(jī)由航空發(fā)動機(jī)改型而形成，在輕型燃?xì)廨啓C(jī)應(yīng)用中占據(jù)主導(dǎo)地位,

主要應(yīng)用于分布式能源系統(tǒng)、輸氣輸油管線動力、海上采油平臺、現(xiàn)

代化坦克動力等領(lǐng)域。專業(yè)設(shè)計燃?xì)廨啓C(jī)遵循傳統(tǒng)的蒸汽輪機(jī)理念發(fā)

展起來，近年來也大量采用航空發(fā)動機(jī)的先進(jìn)技術(shù)，發(fā)展了一批大功

率、高效率重型燃?xì)廨啓C(jī)，主要應(yīng)用于發(fā)電、油田等領(lǐng)域。重型燃?xì)?/p>

輪機(jī)是構(gòu)成先進(jìn)能源動力系統(tǒng)的核心裝備，是復(fù)雜的高技術(shù)集成，也

是國家裝備制造水平的重要標(biāo)志。重型燃?xì)廨啓C(jī)電站造價低、調(diào)峰性

能好、用水少，在復(fù)雜能源系統(tǒng)中占有重要地位，對于能源系統(tǒng)的高

效、清潔和安全都具有重要意義。我國的重型燃?xì)廨啓C(jī)工業(yè)可以說至

今未形成嚴(yán)格意義上的產(chǎn)業(yè)，根據(jù)《重型燃?xì)廨啓C(jī)現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢》

（蔣洪德等）分析，我國重型燃?xì)廨啓C(jī)工業(yè)發(fā)展經(jīng)歷了以下三個階段：

1、我國重型燃?xì)廨啓C(jī)制造業(yè)的歷史可以追溯到20世紀(jì)50年代末。

在早期階段（1950-1970年），我國在消化吸收前蘇聯(lián)技術(shù)的基礎(chǔ)上，

自主設(shè)計、試驗(yàn)和制造燃?xì)廨啓C(jī)，開發(fā)出了200~25000kw多種型號

的燃?xì)廨啓C(jī)，包括車載燃?xì)廨啓C(jī)、機(jī)車燃?xì)廨啓C(jī)和重型燃?xì)廨啓C(jī)等，

培養(yǎng)了我國第一代燃?xì)廨啓C(jī)核心技術(shù)自主研發(fā)、試驗(yàn)、制造和工程服

務(wù)技術(shù)隊(duì)伍，整個行業(yè)的技術(shù)水平提升迅速。

2、進(jìn)入中期階段（1980-2000年），由于全國油氣供應(yīng)嚴(yán)重不足缺，

國家禁止使用燃油/燃?xì)獍l(fā)電的重型燃機(jī)，導(dǎo)致市場需求銳減，整個

行業(yè)陷入低谷。全國僅剩南京汽輪機(jī)廠（現(xiàn)南京汽輪電機(jī)集團(tuán)）一家

重型燃機(jī)制造廠，其余企業(yè)紛紛退出，人員和技術(shù)流失嚴(yán)重，大學(xué)燃

機(jī)專業(yè)改行，人才培養(yǎng)和國家研發(fā)投入基本停滯，與國際水平的差距

迅速拉大。

3、在近期階段，從2002年開始，隨著西氣東輸和液化天然氣（LNG）

進(jìn)口的增加，我國重啟了重型燃?xì)廨啓C(jī)國內(nèi)市場的需求。通過引進(jìn)國

外先進(jìn)的F/E級重型燃機(jī)制造技術(shù)，并成功實(shí)現(xiàn)國產(chǎn)化制造，滿足了

我國電力工業(yè)的需要。至2013年底，全國燃機(jī)電站裝機(jī)已超過

34000MW,約占全國發(fā)電總裝機(jī)容量的3%。根據(jù)我國國民經(jīng)濟(jì)發(fā)

展前景，在未來長時期內(nèi)，我國發(fā)電總裝機(jī)還需要大幅增加，而電力

工'也面臨的資源、環(huán)境壓力也在不斷增長。因此，減少煤炭消耗，增

加綠色、可再生、低碳發(fā)電的比例，最終達(dá)到大幅減少二氧化碳和污

染排放，構(gòu)建可持續(xù)發(fā)展的能源電力系統(tǒng)，已成為全民共識。在這一

階段，重型燃?xì)廨啓C(jī)在我國迎來了前所未有的發(fā)展機(jī)遇。

工業(yè)燃機(jī)的全球市場已被國際巨頭壟斷

全球工業(yè)燃?xì)廨啓C(jī)市場基本被GE、西門子等國際巨頭所壟斷。世界

重型燃?xì)廨啓C(jī)制造業(yè)經(jīng)過60多年的研制、發(fā)展和競爭，目前已形成

了高度壟斷的局面，即以GE、西門子、ABB等主導(dǎo)公司為核心，其

它制造公司多數(shù)與主導(dǎo)公司結(jié)成伙伴關(guān)系：合作生產(chǎn)或購買制造技術(shù)

生產(chǎn)。英美德日等國家通過在該領(lǐng)域長期的研發(fā)投入和技術(shù)積累，掌

握著燃?xì)廨啓C(jī)研發(fā)制造的核心技術(shù)。

國內(nèi)從事工業(yè)燃?xì)廨啓C(jī)研制生產(chǎn)的單位則主要包括：東方汽輪機(jī)有限

公司、上海汽輪機(jī)有限公司、哈爾濱汽輪機(jī)廠有限公司、西安航空發(fā)

動機(jī)（集團(tuán)）有限公司、沈陽黎明航空發(fā)動機(jī)（集團(tuán)）有限公司、杭

州汽輪機(jī)股份有限公司等。我國工業(yè)燃?xì)廨啓C(jī)整體水平和國際先進(jìn)水

平相差很大，嚴(yán)格意義上的工業(yè)燃?xì)廨啓C(jī)產(chǎn)業(yè)尚未形成，總體水平落

后20?30年。

工業(yè)燃機(jī)將成為我國新型電力系統(tǒng)的主要支撐

近年來，燃?xì)廨啓C(jī)在分布式能源、管輸增壓、煤化工、風(fēng)光互補(bǔ)、生

物質(zhì)氣化聯(lián)合循環(huán)、移動電源車領(lǐng)域應(yīng)用廣泛，極大限度地利用燃?xì)?/p>

資源，實(shí)現(xiàn)能源綜合利用。據(jù)中國能源報報道，燃?xì)廨啓C(jī)將成為我國

新型電力系統(tǒng)的主要支撐。我國目前正處于工'業(yè)升級關(guān)鍵階段，《中

國制造2025》提出推進(jìn)制造業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整、全面推動綠色制造、強(qiáng)化

工業(yè)基礎(chǔ)能力、提高制造業(yè)國際化水平及提高國家制造業(yè)創(chuàng)新能力，

推動我國傳統(tǒng)制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級。中國未來制造業(yè)將以創(chuàng)新發(fā)展取代以

往的往粗放式高速增長方式，由工業(yè)大國向工業(yè)強(qiáng)國轉(zhuǎn)變，制造業(yè)的

總體水平將呈健康上升趨勢。燃?xì)廨啓C(jī)行業(yè)是為我國工業(yè)生產(chǎn)提供基

礎(chǔ)能源的重要行業(yè)，是產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整和工業(yè)升級的先導(dǎo)產(chǎn)業(yè)，新一輪

的產(chǎn)業(yè)調(diào)整升級將為我國燃?xì)廨啓C(jī)行業(yè)的發(fā)展提供強(qiáng)有力支撐。預(yù)計

2025年我國工業(yè)用燃?xì)廨啓C(jī)市場規(guī)模可達(dá)220億元。根據(jù)Statists

統(tǒng)計，2020年全球燃?xì)廨啓C(jī)市場規(guī)模達(dá)225.4億美元，近三年平均

增速約3.5%。根據(jù)MaximizeMarketResearch統(tǒng)計，32%市值的燃

氣輪機(jī)用于發(fā)電，29%市值的燃?xì)廨啓C(jī)用于油氣行業(yè)，其余為載具等

應(yīng)用領(lǐng)域。假設(shè)2020-2025年全球燃?xì)廨啓C(jī)市場規(guī)模保持3.5%的增

速；根據(jù)中國能源消費(fèi)約占全球總量的20%,假設(shè)國內(nèi)燃?xì)廨啓C(jī)市

場規(guī)模占全球的15%-20%,我們預(yù)計至2025年我國工業(yè)用燃?xì)廨?/p>

機(jī)市場規(guī)?？蛇_(dá)220億元。

前景無限，我國燃機(jī)孕育新機(jī)遇

我國目前已具備完整的燃?xì)廨啓C(jī)產(chǎn)業(yè)鏈研發(fā)能力。燃?xì)廨啓C(jī)生產(chǎn)研制

包括最源頭的基礎(chǔ)研究設(shè)計、上游原材料制備、中游零部件制造（分

類含分系統(tǒng)）、下游整機(jī)組裝及應(yīng)用等環(huán)節(jié)。燃?xì)廨啓C(jī)產(chǎn)業(yè)鏈主要由

原材料供應(yīng)商、零部件生產(chǎn)商和整機(jī)制造商組成，其中原材料供應(yīng)商

主要有高溫合金、特鋼、鋁合金、復(fù)合材料、普鋼和熱障涂層等企業(yè)；

零部件主要包括葉片、盤、牯等結(jié)構(gòu)件的生產(chǎn)制造，以及分系統(tǒng)（控

制系統(tǒng)）環(huán)節(jié)；下游包括整機(jī)制造，以及終端應(yīng)用如天然氣發(fā)電、船

舶動力、油氣運(yùn)輸?shù)确矫妗?/p>

圖10：燃?xì)廨啓C(jī)產(chǎn)業(yè)鏈

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整機(jī)及下游應(yīng)用

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燃?xì)廨啓C(jī)上游材料主要包括高溫合金、特鋼、普鋼、鋁合金、鈦合金、

復(fù)合材料、熱障涂層材料等。燃?xì)廨啓C(jī)是以連續(xù)流動的氣體作為工質(zhì)、

把熱能轉(zhuǎn)化為機(jī)械功的旋轉(zhuǎn)動力機(jī)械，工業(yè)和船用的燃?xì)廨啓C(jī)的溫度

高達(dá)1200攝氏度，航空用則高達(dá)1350攝氏度。因此燃?xì)廨啓C(jī)材料

以高溫合金為主，除此之外，還應(yīng)用到特鋼、普鋼、鋁合金、鈦合金、

復(fù)合材料、熱障涂層材料等。

高溫合金可分為變形高溫合金、鑄造高溫合金、粉末高混合金。其中

變形高溫合金主要供應(yīng)企業(yè)有撫順特鋼和寶鋼股份等，用于燃?xì)廨啓C(jī)

壓氣機(jī)葉片、盤等零部件；鑄造高溫合金主要供應(yīng)企業(yè)有航材股份、

鋼研高納、圖南股份、隆達(dá)股份等，用于燃?xì)廨啓C(jī)渦輪葉片等零部件。

特鋼、鋁合金及普鋼由南山鋁業(yè)、中國寶武鋼鐵、撫順特鋼、圖南股

份等供應(yīng)。鈦合金的供應(yīng)企業(yè)包括寶鈦股份、西部超導(dǎo)等。復(fù)合材料

生產(chǎn)商包括