又一“國之重器”迎來重大突破。

　　近日，中國東方電氣集團有限公司自主研制的15兆瓦重型燃氣輪機(代號“G15”)在四川德陽下線。這是東方汽輪機繼50兆瓦重型燃氣輪機(代號“G50”)后又一成功下線的自主燃機系列產(chǎn)品，也是今年以來國產(chǎn)重型燃氣輪機研制傳來的又一個好消息。今年2月，我國自主研制的最大功率重型燃氣輪機——300兆瓦F級重型燃氣輪機首臺樣機完成總裝下線。

▲國內(nèi)首臺自主研制15MW重型燃氣輪機(來源：東方汽輪機)

　　中國科學院高級工程師、工信部規(guī)劃司入庫評委、國家民航局適航司電傳飛控崗位專家翟冬青在接受中國工業(yè)報記者采訪時表示，50兆瓦燃氣輪機的誕生是一次跨越式的發(fā)展，是動力工業(yè)的重大突破。這意味著我國在火電機組汽輪機，航空發(fā)動機、船用燃氣輪機等動力技術都將同時上到新的臺階。同時，東方電氣作為與上海電氣、哈爾濱電氣并稱的“三大電氣公司”，取得這樣的成就十分不易。東方電氣地處在我國的西部四川德陽，對國家戰(zhàn)略工業(yè)實力的積累來說更具有意義，公司曾經(jīng)在汶川地震時期遭受了重大損失，經(jīng)過十幾年的拼搏攻堅下50兆瓦燃氣輪這個高地?！敖o他們掛勛章都不為過?！?翟冬青認為。

　　攻克裝備領域“皇冠上的明珠”

　　重型燃氣輪機是迄今為止效率最高的熱-功轉換類發(fā)電設備，是發(fā)電和驅動領域的核心設備，可在高溫、高應力、高腐蝕環(huán)境下長時間運行，廣泛應用于地面發(fā)電和電網(wǎng)調(diào)峰。據(jù)悉，重型燃氣輪機涉及多物理場耦合、多學科技術集成，設計、制造、材料、測試等技術挑戰(zhàn)極高，整機技術集成和系統(tǒng)性能匹配難度極大，體現(xiàn)了一個國家的工業(yè)水平，被譽為裝備制造業(yè)“皇冠上的明珠”。

　　資料顯示，我國從20世紀50年代末開始發(fā)展燃氣輪機技術，通過仿制和研制，到20世紀70年代初，國內(nèi)廠家研制出了若干車用和發(fā)電用燃氣輪機，為我國燃氣輪機工業(yè)打下基礎。從20世紀80年代至20世紀末期間，受限于國內(nèi)油氣供應短缺，燃氣、燃油發(fā)電行業(yè)進入低潮期，我國與國際燃氣輪機先進水平的差距被迅速拉大。

　　從2002年7月起，國家發(fā)展和改革委員會先后組織了3次F級和E級燃氣輪機的“打捆招標”工作。通過這種方式，我國燃氣輪機制造企業(yè)均引進了國外先進的燃氣輪機制造技術，獲得了包括制造圖紙、技術規(guī)范、工藝規(guī)范、材料規(guī)范、采購規(guī)范、質保體系以及裝配、調(diào)試、運行維護等技術資料。但在技術引進和轉讓過程中，燃氣輪機的設計技術、核心部件(燃燒器部件、高溫透平葉片部件)的制造和維修技術、試驗技術仍然掌握在外方手中，沒有進行技術轉讓。

　　東方電氣集團作為中國能源裝備制造領域的“老字號”央企，長期致力于通過科技創(chuàng)新引領能源裝備產(chǎn)業(yè)發(fā)展。從1967年開始，東方汽輪機開啟自主研制燃氣輪機的步伐，至今已積淀近60年。其中，國內(nèi)首臺全國產(chǎn)化F級50兆瓦重型燃氣輪機(簡稱“G50”)于2009年開始推動。具體來看：

　　2009年，東方電氣開始50兆瓦重型燃氣輪機自主研發(fā)。

　　2013年，完成總體結構設計。

　　2016年，建成國內(nèi)首批壓氣機、燃燒器、透平部件級試驗臺。

　　2018年，壓氣機、燃燒器相繼研制成功，同年建成目前國內(nèi)最大功率的燃氣輪機整機試驗臺。

　　2019年，整機透平葉片精密鑄造、加工完成，實現(xiàn)全部高溫部件的100%自主制造;整機點火試驗一次成功。

　　2020年，F(xiàn)級50兆瓦重型燃氣輪機首次運行至100%負荷。

　　2022年，實現(xiàn)滿負荷連續(xù)運行24+72小時，標志著該型號燃氣輪機完整地具備了商業(yè)化條件。

　　2022年11月25日，東方電氣完全自主知識產(chǎn)權F級50兆瓦重型燃氣輪機正式發(fā)運，打通了自主燃機從攻關走向應用的“最后一公里”，即將開啟中國自主燃氣輪機產(chǎn)業(yè)高質量發(fā)展的新篇章。

　　2023年3月8日，我國首臺全國產(chǎn)化F級50兆瓦重型燃氣輪機商業(yè)示范機組正式投入商業(yè)運行。

　　2024年3月16日，“G50”在中電德陽經(jīng)開區(qū)分布式能源站投用，標志著商業(yè)化應用更加成熟。

　　經(jīng)過15年奮戰(zhàn)，東方汽輪機自主燃機實現(xiàn)了從試驗臺平臺的建立到自主燃機關鍵技術的突破，從自主燃機關鍵部件的成型到包含高溫部件在內(nèi)的完整燃機制造體系建立。據(jù)悉，下一步，東方汽輪機將在80兆瓦重型燃氣輪機、摻氫燃氣輪機、純氫燃氣輪機等方面持續(xù)發(fā)力。

　　從“1到N”還有幾步要走?

　　熱端部件是重型燃機研制實現(xiàn)國產(chǎn)化的關鍵和核心。一方面，熱端部件具有更高的經(jīng)濟價值;另一方面，也面臨更大的“卡脖子”問題。據(jù)了解，在重型燃機的眾多零部件中，熱端部件僅占到10%左右，但其經(jīng)濟價值占到30%-40%左右。

　　而要想真正實現(xiàn)國產(chǎn)替代，從“0到1”跨越到“1到N”，還有一段漫長的路需要走。

　　首先，市場對于新產(chǎn)品的嘗試往往比較謹慎。從國外廠商的重型燃氣輪機替換到國產(chǎn)重型燃氣輪機，發(fā)電廠商要承擔不小的風險。為此，近年來，一個個示范項目正在全國各地鋪開，其運行效果也逐漸得到市場的認可。據(jù)悉，近日，國內(nèi)首批商業(yè)化G50燃機訂單——濟南熱電華山聯(lián)合循環(huán)項目正式簽約。“正是因為有示范項目在正常運行，我們才有信心。”濟南熱電集團有限公司副總經(jīng)理阮磊表示，與國外廠商的燃機相比，國產(chǎn)燃機在價格、應急響應、售后服務等方面更具有優(yōu)勢。

　　此外，翟冬青介紹，實際上，火電機組的汽輪機、航空發(fā)動機、船用燃氣輪機這三種動力系統(tǒng)的核心燃燒室是一樣的，被稱為“核心機”。

　　什么是“核心機”?資料上顯示，為縮短新機研制周期、提高可靠性或發(fā)展各種類型的燃氣渦輪發(fā)動機而研制的由壓氣機、燃燒室和渦輪組成的發(fā)動機核心部件，稱之為“(燃機動力)核心機”。

　　翟冬青說，核心機需要在1000-2000度的高溫下持續(xù)高速旋轉，保持金屬材料的高可靠、不變形，這項技術是國家戰(zhàn)略性技術，和芯片的重要性一樣，而50兆瓦燃氣輪機技術的突破，也證明了我國在“核心機”這項核心技術上也取得了重大的突破。

　　翟冬青認為，雖然在長達幾十年的努力下，我國動力技術沒有耽誤發(fā)展進程，但直至今日仍然沒有獨立的動力行業(yè)，即專門研發(fā)“(燃機動力)核心機”的企業(yè)。目前，航空發(fā)動機是中國航發(fā)、中國商發(fā)等集團在研發(fā)，東方電氣、上海電氣、哈電氣、杭州汽輪機廠研發(fā)船用動力燃機和火電機組的汽輪機。但所有燃機動力最終的技術核心在“核心機”這個領域。因此，翟冬青建議，“核心機”領域需要專門開設出一個“動力行業(yè)”進行技術攻堅。只要這個“動力行業(yè)”領域取得更快的突破，動力涉及的航空、船舶、軍工等行業(yè)的動力系統(tǒng)都將會發(fā)展得的更快。展望未來，有一天70兆瓦或100兆瓦的燃氣輪機中國都會取得突破，這個臺階一旦上去就會走在全世界前面。