校友风采｜艾松：十多年持续科研攻关，拼出中国“争气机”

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重型燃气轮机被誉为工业装备制造业“皇冠上的明珠”，广泛应用于航空、船舰和机车动力、管道增压、发电等领域。然而，数十年来，燃气轮机高温部件设计制造和试验验证技术在我国均处于空白，极大地阻碍了我国自主燃气轮机产业体系的建立发展。

今年3月9日，我国首台自主研制F级50兆瓦重型燃气轮机发电机组G50，在广东清远完成72+24小时试运行，并正式投入商业运行，这也填补了我国自主燃气轮机应用领域的空白。这台中国“争气机”的背后，是中国科研人从“0”到“1”的突破。近日，G50研发主要负责人之一、2023年全国五一劳动奖章获得者艾松分享了自己拼搏的故事。

代号“G50” 联合循环1小时发电

可满足7000个家庭一天的需求

重型燃气轮机是发电和驱动领域的核心设备，被涉及气动力学、固体力学、燃烧学等学科，研发难度极大，是一个国家科技水平和综合国力的象征。“G50”从2009年开始自主研发，经过十多年持续攻关，2019年实现全部高温部件的100%自主制造。该成果与国产大飞机C919、我国第三艘航空母舰福建舰等共同被评为“2022年度央企十大国之重器”。

这次投入商业运行的“G50”是F级50兆瓦重型燃机，由2万多个零件组成，与同功率火力发电机组相比，一年可减少碳排放超过50万吨，联合循环一小时发电量超过7万千瓦时，可以满足7000个家庭一天的用电需求。

在“G50”发展中心整机试验台旁，一条红色标语非常醒目：“大国重器必须掌握在自己手里！”这句话也是艾松和团队心中的拼搏动力。

位于东方汽轮机的G50发展中心整机试验台

东方汽轮机有限公司供图

“缺少专家那就得把自己培养成专家，缺少经验那就试出经验。”艾松介绍，他和团队一切研发从零开始，看文献、找资源、翻译书籍、扣脑袋，把能用的招数都用上了，最终实现我国在该领域从“0”到“1”的突破。“G50”的成功商用，标志着我国已全面掌握F级重型燃气轮机设计、试验、施工、调试、运维等方面的标准体系和工艺规范，能够为清洁能源领域提供自主可控全链条式的“中国方案”。

在“悬崖”边上做设计

稍有闪失就可能损坏机组

2009年，东方电气集团和中国华电等央企强强联合，率先在国内开展具有完全自主知识产权的F级50兆瓦重型燃气轮机研制，累计投入资金近20亿元，国家能源局也将F级50兆瓦重型燃气轮机列为能源领域首台(套)重大技术装备示范项目。

“我们联合高校、科研院所、终端用户，包括产业链上中下游近300家单位开展了联合攻关，成功具备了设计、制造重型燃机全部部件的能力。”艾松介绍，“G50”整机极其复杂，由20000多个零件组成，工作压力18个大气压，相当于海底180米深度的水压，工作温度超过1300℃。在这样的高温高压条件下，还要以6000转/分钟的转速高速旋转，对材料、涂层和加工精度要求极高。“等于在‘悬崖’边上做设计，稍有闪失就可能损坏机组。”艾松说。

研制复杂“换”来的是能源综合利用率的提升。据了解，燃气轮机是将空气吸入后逐级压缩，压缩后的空气和天然气燃料在燃烧室混合后剧烈燃烧，产生高温高压气流，推动涡轮旋转做功，从而输出强大动力。与汽轮机相比，燃气轮机拥有更高的热功转换效率。

G50正式投入商业运行仪式现场

东方汽轮机有限公司供图

“按照燃烧室温度，燃气轮机可以分为E级、F级和H级，温度越高，技术等级越高，它的热效率就越高。”东方汽轮机总设计师艾松介绍，F级燃机单循环热效率通常在38%左右，燃机蒸汽轮机联合循环效率在57%左右。相比较于E级，消耗同样的能源能获得更多的电力。

“G50的商用只是开始，未来我们将聚焦降低氮氧化物排放、提高能源综合利用率，持续对G50燃气轮机进行优化升级和系列化研发，以此带动我国燃气轮机制造业向更高端发展。”艾松说。

  校友名片 艾松

艾松，重庆大学1992级工程力学专业校友，东方电气集团东方汽轮机有限公司总设计师，高级工程师。

从事高效清洁动力装备研发27年，始终致力于燃机技术自主创新，是被誉为“大国重器”的我国首台自主知识产权F级50MW重型燃气轮机（G50）本体及系统研发的主要负责人之一。

图文来源 | 封面新闻、东方电气
编辑｜全聆丹

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