為什么說重型燃?xì)廨啓C(jī)研制難度極大？

據(jù)了解，燃?xì)廨啓C(jī)技術(shù)廣泛應(yīng)用于航空、船艦和機(jī)車動(dòng)力、管道增壓、發(fā)電等國防、交通、能源、環(huán)保等領(lǐng)域。重型燃?xì)廨啓C(jī)作為發(fā)電和驅(qū)動(dòng)設(shè)備的核心設(shè)備，關(guān)乎國家能源安全和國防安全，是國家科技水平和綜合國力的象征，具備極高的戰(zhàn)略地位和巨大的市場(chǎng)前景。因?yàn)檠兄齐y度極大，被譽(yù)為裝備制造業(yè)“皇冠上的明珠”。

2006年，西安交通大學(xué)王鐵軍教授作為項(xiàng)目首席科學(xué)家，組織并承擔(dān)了我國第一個(gè)重型燃?xì)廨啓C(jī)國家973計(jì)劃項(xiàng)目，以F級(jí)重型燃?xì)廨啓C(jī)制造為背景，重點(diǎn)研究高溫透平葉片的氣膜冷卻機(jī)理、熱障涂層技術(shù)、定向晶葉成形技術(shù)，以及葉片冷卻孔及榫頭的精密加工技術(shù)、大型盤式拉桿組合轉(zhuǎn)子系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)與實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)等問題，2011年項(xiàng)目結(jié)題獲評(píng)優(yōu)秀。

王鐵軍教授介紹，研發(fā)重型燃?xì)廨啓C(jī)之所以難度大，不僅僅是因?yàn)槠涓咝录夹g(shù)密集，而且每一項(xiàng)技術(shù)的突破都必須經(jīng)歷“基礎(chǔ)理論單元技術(shù)零部件實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)集成綜合驗(yàn)證產(chǎn)品應(yīng)用”全過程，研制過程十分復(fù)雜而漫長。以日本三菱為例，從1961年引進(jìn)世界著名電工設(shè)備制造企業(yè)的美國西屋高端技術(shù)，到1984年實(shí)現(xiàn)自主研發(fā)，整整花了23年。長期以來，只有美國、日本、德國等極少數(shù)發(fā)達(dá)國家能夠自主研發(fā)重型燃?xì)廨啓C(jī)，在這之前，我國一直處于無核心技術(shù)、無驗(yàn)證手段、無系統(tǒng)基礎(chǔ)研究的狀況，國外嚴(yán)格對(duì)我國進(jìn)行技術(shù)封鎖。

如何突破研制過程中“卡脖子”關(guān)鍵核心技術(shù)瓶頸？

本世紀(jì)初，包括東方電氣集團(tuán)在內(nèi)的我國三大發(fā)電設(shè)備企業(yè)開始引進(jìn)國外技術(shù)，制造相關(guān)產(chǎn)品。但截至目前，國內(nèi)在運(yùn)行的100多臺(tái)重型燃?xì)廨啓C(jī)，高溫部件等核心技術(shù)仍掌握在國外企業(yè)手中。

如何突破“卡脖子”的關(guān)鍵核心技術(shù)瓶頸？2012年王鐵軍教授團(tuán)隊(duì)獲該科研國家項(xiàng)目滾動(dòng)支持，研究面向更嚴(yán)酷服役環(huán)境的大型高溫葉片設(shè)計(jì)制造基礎(chǔ)和實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)、大型拉桿組合轉(zhuǎn)子的設(shè)計(jì)與性能退化規(guī)律，于2017年再次結(jié)題優(yōu)秀。東方電氣集團(tuán)東方汽輪機(jī)有限公司全面參與了這兩個(gè)國家973項(xiàng)目，并主持其中4個(gè)研究課題。

2009年，東方電氣集團(tuán)啟動(dòng)50兆瓦重型燃機(jī)自主研發(fā)項(xiàng)目。項(xiàng)目組經(jīng)過十多年艱苦努力、校企協(xié)同創(chuàng)新，將基礎(chǔ)理論研究融入企業(yè)實(shí)踐，攻克了先進(jìn)重型燃?xì)廨啓C(jī)高溫葉片的冷卻設(shè)計(jì)、定向晶成形、熱障涂層制備、精密加工等核心技術(shù)，建成高溫葉片綜合冷效實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，初步形成了我國重燃高溫葉片制備與實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證能力。同時(shí)，系統(tǒng)建立起我國先進(jìn)重型燃?xì)廨啓C(jī)組合轉(zhuǎn)子的設(shè)計(jì)理論，建成重型燃?xì)廨啓C(jī)三級(jí)透平級(jí)間耦合試驗(yàn)臺(tái)、全尺寸軸承試驗(yàn)臺(tái)等一批重大試驗(yàn)系統(tǒng)，初步形成了我國重燃拉桿組合轉(zhuǎn)子的制造與實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證能力，實(shí)現(xiàn)我國先進(jìn)重型燃?xì)廨啓C(jī)自主研發(fā)“零”的突破，并出版我國第一套關(guān)于燃?xì)廨啓C(jī)制造的系列專著。

2019年5月，F(xiàn)級(jí)50兆瓦重型燃?xì)廨啓C(jī)的氣缸、轉(zhuǎn)子、燃燒器、透平葉片等關(guān)鍵部件在東汽公司全部加工完成；6月18日，原型機(jī)完成蓋缸；7月29日，原型機(jī)測(cè)點(diǎn)安裝完成；8月22日，原型機(jī)整機(jī)試驗(yàn)系統(tǒng)調(diào)試完成。

9月27日上午，我國首臺(tái)重型燃?xì)廨啓C(jī)整機(jī)點(diǎn)火試驗(yàn)，在東汽公司燃機(jī)試車臺(tái)正式進(jìn)行。隨著點(diǎn)火令發(fā)出，重型燃?xì)廨啓C(jī)8個(gè)燃燒筒同時(shí)點(diǎn)火燃燒并穩(wěn)定運(yùn)行，點(diǎn)火試驗(yàn)一次成功！這充分證明了我國初步建立起燃?xì)廨啓C(jī)自主研發(fā)設(shè)計(jì)體系，實(shí)現(xiàn)了我國首次在重型燃機(jī)整機(jī)和關(guān)鍵部件設(shè)計(jì)、高溫部件制造以及試驗(yàn)驗(yàn)證技術(shù)的全面突破。

據(jù)悉，2020年該項(xiàng)目完成優(yōu)化設(shè)計(jì)和完善驗(yàn)證，2021年投入試驗(yàn)電站運(yùn)行，進(jìn)入商用。

（陜西科技報(bào)）