
中國052型導(dǎo)彈驅(qū)逐艦首批艦采用了美國的LM2500燃?xì)廨啓C(jī)。但是由于美國的禁運(yùn),只能少量裝備。
記者從日前召開的首屆“金橋產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新會(huì)議”上獲悉,經(jīng)過了一段時(shí)間的沉寂之后,中國的燃?xì)廨啓C(jī)研發(fā)正蓄勢(shì)待發(fā)。上海,非常渴望再次成為托起這一“中國動(dòng)力”的創(chuàng)新、制造基地。
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)國家列為“保證國防安全、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。中國船舶重工集團(tuán)公司第703研究所研究員、中國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。
中國工程院院士翁史烈告訴記者,我國的燃?xì)廨啓C(jī)經(jīng)歷了一個(gè)“馬鞍形”的發(fā)展過程:上世紀(jì)60年代起步,緊跟世界各國,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;近些年我國開始重新引進(jìn)技術(shù),消化吸收,目前全國已建有近百座E、F級(jí)的燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電站。但與國外相比,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,多年來一直在為我國燃?xì)廨啓C(jī)的發(fā)展而奔走呼吁。他說,得益于國家相關(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,拿出擁有我國核心技術(shù)的燃?xì)廨啓C(jī)。

有了合適的高溫材料葉片,還需要先進(jìn)的焊接技術(shù)。中航工業(yè)在這方面已經(jīng)獲得突破。
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)門檻,到2020年可能要面對(duì)1700℃的關(guān)口。把我國擋在大門外的,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)我國新能源開采也提出了新的要求。根據(jù)我國《煤層氣開發(fā)規(guī)劃》、《頁巖氣發(fā)展“十二五”規(guī)劃》,到2020年,我國天然氣,包括頁巖氣、煤層氣能夠達(dá)到數(shù)千億立方米,這將為我國燃?xì)廨啓C(jī)的發(fā)展儲(chǔ)備豐富“口糧”。
聞雪友建議,此次燃?xì)廨啓C(jī)“再發(fā)力”,從頂層設(shè)計(jì)上就要摒棄單兵作戰(zhàn)的傳統(tǒng),應(yīng)以“心臟”的發(fā)展帶動(dòng)“血管”、“肌肉”聯(lián)動(dòng),要將燃?xì)廨啓C(jī)和燃?xì)饧夹g(shù)、傳動(dòng)裝置等關(guān)聯(lián)起來,“這種聯(lián)動(dòng)帶來的效益和產(chǎn)值更為可觀。”

中國的R0110重型燃?xì)廨啓C(jī)已經(jīng)通過用戶的試車試驗(yàn),為商用化打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。這也是中國燃機(jī)產(chǎn)業(yè)的一次重大進(jìn)步。

燃?xì)廨啓C(jī)在國防、國民經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。目前,中國國內(nèi)的燃?xì)廨啓C(jī)應(yīng)用還比較狹小,這和我們國家的燃機(jī)產(chǎn)業(yè)總體落后密切相關(guān)。

中國國產(chǎn)QC185燃?xì)廨啓C(jī)?梢钥吹,中國的燃機(jī)產(chǎn)業(yè)已經(jīng)形成系列家族,但是需要提高技術(shù)水平。

圖為國產(chǎn)QD128燃?xì)廨啓C(jī)出口伊拉克。

QD70小型燃?xì)廨啓C(jī)可用于氣墊登陸艇之類小型艦艇的動(dòng)力。

國產(chǎn)QD70小型燃?xì)廨啓C(jī)。