燃气轮机:“皇冠明珠”究竟有多亮
2012-7-10 7:53:59 国际燃气网
GE公司:要购买GE燃气轮机的核心技术,除非买下整个GE.
国内制造企业:如果说汽轮机是普通轿车,那么燃气轮机就是顶级跑车。一片燃气轮机叶片,价格相当于一辆宝马轿车。
国内燃气轮机专家:从现在开始,我的下半辈子都会交给这个事业,但恐怕时间还远远不够。
8日,上海市人民政府与清华大学签署《关于开展燃气轮机领域战略合作的框架协议》。协议签署,意味着断层30多年的燃气轮机自主研发开始重启的准备。在世界工业领域,燃气轮机一直被誉为“皇冠明珠”,这颗明珠到底有多亮,究竟有多难摘取?
从走马灯到“皇冠明珠”
“走马灯,灯走马,灯熄马停步”,元宵、中秋佳节,闹市中走马灯吸引游人流连,这样的景象在南宋就有出现。公元十二世纪南宋高宗年间就已有记载的走马灯,是中国传统玩具之一,它是现代燃气轮机最原始的雏形。
走马灯上平放着一个会动的轮轴,轮轴下点有燃烛,当蜡烛燃烧后热气上升会形成气流,带动轮轴旋转。这种通过燃烧加热,使得气体膨胀做功,驱动轮轴转动的机械装置,运行原理和几百年后出现的燃气轮机相似。然而走马灯燃烧空气带着剪纸光影移动,娱乐市民;燃气轮机燃烧天然气,带动电厂发电、船舰远洋、飞机超音速航行。
1791年,英国人巴伯首次描述了燃气轮机的工作过程;1872年,德国人施托尔策设计了一台燃气轮机,1920年,德国人霍尔茨瓦特制成第一台实用的燃气轮机。世界范围内,燃气轮机从人类大脑概念到进入现实的过程,贯穿工业革命。近一百多年来,西方燃气轮机技术逐渐成熟,只有少数跨国企业巨头们用百年时间积累经验,掌握这一工业领域最尖端的技术,因此才有GE公司“要买燃气轮机核心技术,唯有买下GE”的说法。
工业强国少不了的“拼图”
上海电气电站集团副总工程师、燃机专家徐强介绍,国际上燃气轮机主要分为两大类:一类是航空用燃气轮机,体积重量较小、性能最好;另一类是发电用和船用燃气轮机,个头较大。
不管哪种燃气轮机,均是世界上公认最难制造的机械装备,而燃气轮机又在航空、舰船、电力等军事领域有着极其重要的作用。由于燃气轮机功率密度极大、启动速度快以及低频噪声的优势,其最初是作为动力装置被广泛地应用在飞机上,后来成为了各国军舰动力系统发展的最佳选择。
当今燃机的用途也从过去的军事领域扩展到铁路运输、移动电站、海上平台、机械驱动和各种循环方式的大中型电站等民用领域。因此它的发展对国家能源的节约、环境的保护、经济的发展具有现实意义。作为发电设备的燃气轮机,能更有效地产生电力,在发电过程中不会产生二氧化硫,可以大幅度地减少环境污染。尤其是在国家能源政策的调整下,煤电比例逐渐下降,天然气供应日渐充足,燃气轮机市场前景开阔。
“根本上说,燃气轮机是一个国家工业实力的体现。”徐强介绍,目前国外对燃气轮机的关键技术和设计理念封锁保密,国内一些燃机人才到相关国家出差也会遇到拒签,这足见燃气轮机技术的地位之高。
30年断层如何从头越
我国的燃气轮机制造业始于上世纪五十年代,六十至七十年代各汽轮机厂都曾研制生产过燃气轮机。(下转第7版)(上接第1版)当时主要是参照前苏联技术,靠留苏归来的技术人员用 “脑记”将国外的技术引进国内,进行仿制和自主设计,成功研制了部分燃气轮机。但随着国家能源结构调整,天然气供应不足,燃气轮机研制在1978年后失去市场。上汽、哈汽的燃机项目无奈下马,高校的燃机专业关停,大量燃机人才转行。30年的断层让我国燃气轮机技术错过了国外高速发展的时期,迅速与国际水平拉大了差距。
“现在国内燃机自主研发几乎需要从零开始,最缺的就是人才。”清华大学最后一届燃机专业的毕业生虎煜告诉记者。目前虎煜正在上海汽轮机厂燃机部担任部长,当下上海汽轮机厂在燃机制造领域取得长足进步,已经实现月产一台的规模,但虎煜告知,国内燃气轮机的技术研发还处于最初的起步阶段。
燃气轮机的自主研发将是一个漫长过程,其涉及学科多达十余个,在最重要的基础材料领域,国外也是企业与政府、甚至跨国合作,历时数十年进行突破。此次签约后,上海将与清华大学联手,着手燃气轮机的技术创新体系和机制的务实探索,迈出真正摘取“皇冠明珠”的第一步。