中国高温叶片获关键突破促成燃气轮机全面发力

中国052型导弹驱逐舰首批舰采用了美国的LM2500燃气轮机。但是由于美国的禁运，只能少量装备。

    记者从日前召开的首届“金桥产业技术创新会议”上获悉，经过了一段时间的沉寂之后，中国的燃气轮机研发正蓄势待发。上海，非常渴望再次成为托起这一“中国动力”的创新、制造基地。

    舰船、电站的新型动力“心脏”

    作为继蒸汽轮机、内燃机之后的新一代动力装置，燃气轮机被发达国家列为“保证国防安全、能源安全、保持工业竞争力的战略产业”。

    燃气轮机以连续流动的气体作为工质，推动涡轮叶片不间断地旋转做功，可有效降低传统发动机的能量损耗，具有体积小、功率大、起动快、寿命长的特点，被广泛用于轮船、舰艇、电站等高端装备上。中国船舶重工集团公司第703研究所研究员、中国工程院院士闻雪友曾统计，世界上近千艘军舰用了约2500台燃气轮机。

    要让看似“软弱无力”的空气成为推动巨轮的“大力士”，有几项技术至关重要：首先，要有高性能的压气机，被压缩的空气越多，点火燃烧膨胀后所获得的能量越可观；其次，燃气轮机不能“挑食”，最好是合成气、煤层气、页岩气都可以“消化”；第三，高速旋转的涡轮叶片需要“战高温”，对新材料和新涂层十分渴望。

    中国工程院院士翁史烈告诉记者，我国的燃气轮机经历了一个“马鞍形”的发展过程：上世纪60年代起步，紧跟世界各国，而后由于天然气和石油的匮乏，一度放弃了这条动力之路；近些年我国开始重新引进技术，消化吸收，目前全国已建有近百座E、F级的燃气轮机发电站。但与国外相比，至少有30年的技术差距。

    老牌动力基地欲“二次发力”

    搞内燃机出身的翁史烈，多年来一直在为我国燃气轮机的发展而奔走呼吁。他说，得益于国家相关重大攻关项目的支持，燃气轮机有望迎来新的上升期。此次的目标指向非常明确，即在2020年前后，拿出拥有我国核心技术的燃气轮机。

有了合适的高温材料叶片，还需要先进的焊接技术。中航工业在这方面已经获得突破。

    作为老牌动力基地，上海已从基地、平台等方面有所布局。在上海电气闵行基地内，电机厂、汽轮机厂、重型机器厂和锅炉厂被誉为重装备业攻坚克难的“四大金刚”；而在“后起之秀”临港新城基地内，具有国际竞争力的350吨转子平衡器、具有1400吨吊装能力和5000吨泊位条件的电气重件码头等关键部件及设施的研发，增加了赶超的砝码。

    早在2004年，上海电气集团就联手上海交大组建了成套设备集成工程研发中心。在不断磨合与交流合作中，双方梳理、启动了一批有关燃气轮机的重要课题。在不久前完成的“煤气化燃气轮机联合循环关键技术”的研究中，上海交大成功解决了系统仿真、人工合成气的燃烧等方面的理论难题，企业则在产品内在规律方面提供了丰富的经验指导。

    “心脏”带动“血管”“肌肉”联动

    燃气轮机被誉为装备制造业“皇冠上的明珠”，它对于产业上下游的带动效应不可小觑。其上游产业是高温材料、特种工艺和机械制造，下游产业则是大型电厂、分布式供能、船舶等，由这颗“心脏”连接的大网涉及能源和装备制造的方方面面。

    工作温度的高低是衡量燃气轮机先进性的一个最重要指标。目前，国内燃气轮机研发制造所面对的是1450℃的技术门槛，到2020年可能要面对1700℃的关口。把我国挡在大门外的，正是耐高温材料的缺失。去年，由上海大学任忠鸣教授领衔的30厘米长的F级重型燃气轮机涡轮高温叶片研制成功，标志着我国燃气轮机发展取得重要突破。

    “杂食”的燃气轮机对我国新能源开采也提出了新的要求。根据我国《煤层气开发规划》、《页岩气发展“十二五”规划》，到2020年，我国天然气，包括页岩气、煤层气能够达到数千亿立方米，这将为我国燃气轮机的发展储备丰富“口粮”。

    闻雪友建议，此次燃气轮机“再发力”，从顶层设计上就要摒弃单兵作战的传统，应以“心脏”的发展带动“血管”、“肌肉”联动，要将燃气轮机和燃气技术、传动装置等关联起来，“这种联动带来的效益和产值更为可观。”