?艦船、電站的新型動力“心臟”

作為繼蒸汽輪機、內(nèi)燃機之后的新一代動力裝置，燃氣輪機被發(fā)達國家列為“保證國防安全、能源安全、保持工業(yè)競爭力的戰(zhàn)略產(chǎn)業(yè)”。

燃氣輪機以連續(xù)流動的氣體作為工質(zhì)，推動渦輪葉片不間斷地旋轉(zhuǎn)做功，可有效降低傳統(tǒng)發(fā)動機的能量損耗，具有體積小、功率大、起動快、壽命長的特點，被廣泛用于輪船、艦艇、電站等高端裝備上。中國船舶重工集團公司第703研究所研究員、中國工程院院士聞雪友曾統(tǒng)計，世界上近千艘軍艦用了約2500臺燃氣輪機。

要讓看似“軟弱無力”的空氣成為推動巨輪的“大力士”，有幾項技術(shù)至關(guān)重要：首先，要有高性能的壓氣機，被壓縮的空氣越多，點火燃燒膨脹后所獲得的能量越可觀；其次，燃氣輪機不能“挑食”，最好是合成氣、煤層氣、頁巖氣都可以“消化”；第三，高速旋轉(zhuǎn)的渦輪葉片需要“戰(zhàn)高溫”，對新材料和新涂層十分渴望。

中國工程院院士翁史烈告訴記者，我國的燃氣輪機經(jīng)歷了一個“馬鞍形”的發(fā)展過程：上世紀60年代起步，緊跟世界各國，而后由于天然氣和石油的匱乏，一度放棄了這條動力之路；近些年我國開始重新引進技術(shù)，消化吸收，目前全國已建有近百座E、F級的燃氣輪機發(fā)電站。但與國外相比，至少有30年的技術(shù)差距。

老牌動力基地欲“二次發(fā)力”

搞內(nèi)燃機出身的翁史烈，多年來一直在為我國燃氣輪機的發(fā)展而奔走呼吁。他說，得益于國家相關(guān)重大攻關(guān)項目的支持，燃氣輪機有望迎來新的上升期。此次的目標指向非常明確，即在2020年前后，拿出擁有我國核心技術(shù)的燃氣輪機。

?作為老牌動力基地，上海已從基地、平臺等方面有所布局。在上海電氣閔行基地內(nèi)，電機廠、汽輪機廠、重型機器廠和鍋爐廠被譽為重裝備業(yè)攻堅克難的“四大金剛”；而在“后起之秀”臨港新城基地內(nèi)，具有國際競爭力的350噸轉(zhuǎn)子平衡器、具有1400噸吊裝能力和5000噸泊位條件的電氣重件碼頭等關(guān)鍵部件及設(shè)施的研發(fā)，增加了趕超的砝碼。

早在2004年，上海電氣集團就聯(lián)手上海交大組建了成套設(shè)備集成工程研發(fā)中心。在不斷磨合與交流合作中，雙方梳理、啟動了一批有關(guān)燃氣輪機的重要課題。在不久前完成的“煤氣化燃氣輪機聯(lián)合循環(huán)關(guān)鍵技術(shù)”的研究中，上海交大成功解決了系統(tǒng)仿真、人工合成氣的燃燒等方面的理論難題，企業(yè)則在產(chǎn)品內(nèi)在規(guī)律方面提供了豐富的經(jīng)驗指導(dǎo)。

“心臟”帶動“血管”“肌肉”聯(lián)動

燃氣輪機被譽為裝備制造業(yè)“皇冠上的明珠”，它對于產(chǎn)業(yè)上下游的帶動效應(yīng)不可小覷。其上游產(chǎn)業(yè)是高溫材料、特種工藝和機械制造，下游產(chǎn)業(yè)則是大型電廠、分布式供能、船舶等，由這顆“心臟”連接的大網(wǎng)涉及能源和裝備制造的方方面面。

工作溫度的高低是衡量燃氣輪機先進性的一個最重要指標。目前，國內(nèi)燃氣輪機研發(fā)制造所面對的是1450℃的技術(shù)門檻，到2020年可能要面對1700℃的關(guān)口。把我國擋在大門外的，正是耐高溫材料的缺失。去年，由上海大學任忠鳴教授領(lǐng)銜的30厘米長的F級重型燃氣輪機渦輪高溫葉片研制成功，標志著我國燃氣輪機發(fā)展取得重要突破。

“雜食”的燃氣輪機對我國新能源開采也提出了新的要求。根據(jù)我國《煤層氣開發(fā)規(guī)劃》、《頁巖氣發(fā)展“十二五”規(guī)劃》，到2020年，我國天然氣，包括頁巖氣、煤層氣能夠達到數(shù)千億立方米，這將為我國燃氣輪機的發(fā)展儲備豐富“口糧”。

?