?艦船、電站的新型動(dòng)力“心臟”

作為繼蒸汽輪機(jī)、內(nèi)燃機(jī)之后的新一代動(dòng)力裝置，燃?xì)廨啓C(jī)被發(fā)達(dá)國(guó)家列為“保證國(guó)防安全、能源安全、保持工業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力的戰(zhàn)略產(chǎn)業(yè)”。

燃?xì)廨啓C(jī)以連續(xù)流動(dòng)的氣體作為工質(zhì)，推動(dòng)渦輪葉片不間斷地旋轉(zhuǎn)做功，可有效降低傳統(tǒng)發(fā)動(dòng)機(jī)的能量損耗，具有體積小、功率大、起動(dòng)快、壽命長(zhǎng)的特點(diǎn)，被廣泛用于輪船、艦艇、電站等高端裝備上。中國(guó)船舶重工集團(tuán)公司第703研究所研究員、中國(guó)工程院院士聞雪友曾統(tǒng)計(jì)，世界上近千艘軍艦用了約2500臺(tái)燃?xì)廨啓C(jī)。

要讓看似“軟弱無(wú)力”的空氣成為推動(dòng)巨輪的“大力士”，有幾項(xiàng)技術(shù)至關(guān)重要：首先，要有高性能的壓氣機(jī)，被壓縮的空氣越多，點(diǎn)火燃燒膨脹后所獲得的能量越可觀；其次，燃?xì)廨啓C(jī)不能“挑食”，最好是合成氣、煤層氣、頁(yè)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(duì)新材料和新涂層十分渴望。

中國(guó)工程院院士翁史烈告訴記者，我國(guó)的燃?xì)廨啓C(jī)經(jīng)歷了一個(gè)“馬鞍形”的發(fā)展過(guò)程：上世紀(jì)60年代起步，緊跟世界各國(guó)，而后由于天然氣和石油的匱乏，一度放棄了這條動(dòng)力之路；近些年我國(guó)開(kāi)始重新引進(jìn)技術(shù)，消化吸收，目前全國(guó)已建有近百座E、F級(jí)的燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電站。但與國(guó)外相比，至少有30年的技術(shù)差距。

老牌動(dòng)力基地欲“二次發(fā)力”

搞內(nèi)燃機(jī)出身的翁史烈，多年來(lái)一直在為我國(guó)燃?xì)廨啓C(jī)的發(fā)展而奔走呼吁。他說(shuō)，得益于國(guó)家相關(guān)重大攻關(guān)項(xiàng)目的支持，燃?xì)廨啓C(jī)有望迎來(lái)新的上升期。此次的目標(biāo)指向非常明確，即在2020年前后，拿出擁有我國(guó)核心技術(shù)的燃?xì)廨啓C(jī)。

?作為老牌動(dòng)力基地，上海已從基地、平臺(tái)等方面有所布局。在上海電氣閔行基地內(nèi)，電機(jī)廠、汽輪機(jī)廠、重型機(jī)器廠和鍋爐廠被譽(yù)為重裝備業(yè)攻堅(jiān)克難的“四大金剛”；而在“后起之秀”臨港新城基地內(nèi)，具有國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)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(tuán)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(dòng)了一批有關(guān)燃?xì)廨啓C(jī)的重要課題。在不久前完成的“煤氣化燃?xì)廨啓C(jī)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(yàn)指導(dǎo)。

“心臟”帶動(dòng)“血管”“肌肉”聯(lián)動(dòng)

燃?xì)廨啓C(jī)被譽(yù)為裝備制造業(yè)“皇冠上的明珠”，它對(duì)于產(chǎn)業(yè)上下游的帶動(dòng)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(jī)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?xì)廨啓C(jī)先進(jìn)性的一個(gè)最重要指標(biāo)。目前，國(guó)內(nèi)燃?xì)廨啓C(jī)研發(fā)制造所面對(duì)的是1450℃的技術(shù)門(mén)檻，到2020年可能要面對(duì)1700℃的關(guān)口。把我國(guó)擋在大門(mén)外的，正是耐高溫材料的缺失。去年，由上海大學(xué)任忠鳴教授領(lǐng)銜的30厘米長(zhǎng)的F級(jí)重型燃?xì)廨啓C(jī)渦輪高溫葉片研制成功，標(biāo)志著我國(guó)燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)展取得重要突破。

“雜食”的燃?xì)廨啓C(jī)對(duì)我國(guó)新能源開(kāi)采也提出了新的要求。根據(jù)我國(guó)《煤層氣開(kāi)發(fā)規(guī)劃》、《頁(yè)巖氣發(fā)展“十二五”規(guī)劃》，到2020年，我國(guó)天然氣，包括頁(yè)巖氣、煤層氣能夠達(dá)到數(shù)千億立方米，這將為我國(guó)燃?xì)廨啓C(jī)的發(fā)展儲(chǔ)備豐富“口糧”。

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