【行业动态】嘉定和兰透平：钻研八年 推动小型燃气轮机国产化

导读：日前，笔者从位于嘉定工业区的上海和兰透平动力技术有限公司（以下简称和兰透平）了解到，其自主研发生产的小型燃气轮机正在苏州蓝天、上海科技大学能源中心、国电投上海前滩新能源公司开展示范运行。目前，苏州蓝天已成功通过了96小时连续运行考核，获得了性能鉴定证书，连续运行超过600小时。

据悉，在苏州工业园区蓝天燃气热电有限公司投运的10MW燃气轮机，改变了小型燃气轮机依赖进口的现状。该燃气轮机可向金鸡湖商务区、东方之门、苏州中心等多家商业中心和企业提供蒸汽、电力等能源，系统综合能源利用效率高达80%以上，环保排放优于国家排放标准，实现了能源的梯级利用。

“我们自主研发生产的小型燃气轮机正在保利协鑫苏州蓝天金鸡湖、华电集团上海科技大学、国电投上海前滩新能源公司开展示范运行，目前苏州蓝天已成功通过了96小时连续运行考核，获得了性能鉴定证书，连续运行已经近600小时。今年我们将争取获得首个产品的销售订单。”位于嘉定工业区的上海和兰透平动力技术有限公司技术总监高闯说。这标志着由中科院上海高等研究院和上海和兰透平动力技术有限公司合作研发的小型燃气轮机产业化已经取得了突破性进展，经过八年的艰苦创业，和兰透平动力一跃摘取了这颗皇冠上的明珠。

是否能够自主生产出大飞机是一个工业强国的标志，发动机是飞机的心脏，目前，中国正在加快步伐研发航空发动机，燃气轮机与航空发动机具有技术共性，由于研发难度大、技术、工艺要求高，这一领域一直是少数强国的“竞技场”。近年来通过不断的并购，基本形成了美国通用、日本三菱、德国西门子三家垄断巨头。长期以来，由于中国自身煤炭资源较为丰富，油气资源稀缺，在燃气轮机技术方面的研发工作远远落后于西方发达国家，近年来国内对于使用清洁能源的需求日益紧迫，但目前我国市场仍无一款敢自称完全自主知识产权的燃气轮机产品。三大巨头与中国建立合资厂，合作生产但牢牢将核心技术特别是热端部件的设计、制造、维护控制在自己手中，中国用户只能被迫承受昂贵的燃气轮机成本以及采购燃机之后任人宰割的巨额维护费用。

在研发领域，中科院始终在不断在积累相关理论和技术，但燃气轮机从实验室走向实际特别是产业化，需要大量资金的投入、测试设备等，仅靠科研院所一家无力支撑起产业化，而一般的民营企业也较为短视，一般不愿意涉足前景不明、短期内无法见到经济效益的实体行业。为穿越这片“达尔文”生死之海，2015年在上海市战略新兴产业资金的支持下成立了上海和兰透平动力技术有限公司，嘉定工业区在厂房租赁、政策优惠等方面提供支持，促成了该项目在嘉定的落地生根，多方共同合力推动小型燃气轮机产业化。

从材料、到技术、再到工艺 ，哪一项都是掐住燃气轮机产业化喉咙的关键环节。

燃气轮机中的涡轮进口温度达到1000度，叶尖旋转速度高达每秒691米，普通材料无法承受高温和高速，只有新材料钛合金才可以胜任。而大口径的钛合金棒材西方国家对我国禁止出口，为此和兰透平与国内顶尖的科研机构共同合作研制出这关键棒材。

全世界都知道燃气轮机的工作原理，可就是没有几个国家能够自主生产出。高闯说：“燃气轮机行业有句俗语叫做，细节是恶魔。指的是燃气轮机中的关键部件的细微差别就有可能带来决定性的成败，正所谓失之毫厘谬以千里。”先前中国也曾仿制过西方国家的燃气轮机，但是性能始终无法做到长期的稳定和可靠。“发达国家形成了严密的专利保护网络，我们就是把产品全部肢解，也无法知道其中的秘密。”高闯说就是这0.1毫米的细微差别，让中国在燃气轮机自主化的路上走了很长一段时间路。

究其根本，燃气轮机与其它装备制造业设备的最大区别就是燃烧室的存在，高温导致的热膨胀以及高速旋转产生的离心应力会使冷态时加工和装配的零件发生变化，如何通过合理的设计来满足热态时所需的要求，这是关键中的关键。冷态与热态的折合分析，这里面需要自行总结积累相关技术参数。而这更多是来自于经验的积累和理论的相互验证，相关内容在公开文献中几乎毫无报道。

为了避免走别人走过的弯路，花费巨额经费去得到同样的教训，和兰透平搜罗到了拥有数十人的国际评审专家，他们在行业内平均工作年限接近50年。在此基础上，通过数值模拟和实际验证以及自有团队人员的锻炼，前后耗费8年，基本攻克了这项技术，从而牢牢地将燃气轮机自主研发的主动权掌握在了自己手里。和兰透平自主研发生产的ZK2000系列燃气轮机，拥有20多项专利发明，无论是整机性能还是关键部件性能均达到了国际领先水平，与三大巨头的最新产品达到同一技术水平。

在苏州工业园区蓝天燃气热电有限公司示投运的10MW燃气轮机，可向金鸡湖商务区、东方之门、苏州中心等多家商业中心和企业提供蒸汽、电力、冷水等能源，系统综合能源利用效率高达80%以上，环保排放优于国家排放标准，实现了能源的梯级利用，改变目前小型燃气轮机依赖进口的现状，在本土化生产上首开先河。国产化后，1500万元一台的燃气轮机，价格有望降低三分之一，维护保养也不用再远渡重洋返厂，24小时就可做到迅速回应，维修成本将至少降低三分之一。

技术要位于世界前沿，产品的设计也要与全球接轨。过去，中国的工业产品特别是重工业给人以“傻大黑粗”的印象，即使技术竞争力很强，但也有推向市场无人问津的情况。和兰透平动力充分认识到，工业设计是产品的“第二核心竞争力”，全球巨头企业无不重视工业设计给产品带来的溢出价值。而如果不能在产品推向市场前，就作战略布局，今后产品定型后再更改设计将大大提高产品的成本，为此，从技术研发的一开始，就借用外脑，与国内顶尖的工业设计公司开展合作，将设计贯穿研发始终，不仅在外观上更加美观，给人以愉悦的享受，同时在功能和结构上更加的科学合理，增加用户的体验度。

燃气轮机的工业设计尤为复杂，因为其并不仅仅是简单的外形设计，还需要考虑高温、高压、高转速、加工工艺、原材料等带来外形结构的限制，外形的优化是在诸多约束之下的综合考虑的结果，每一次工业设计的结果都要经过多次的计算才能最终确认。

戴着脚镣跳舞，却跳出了惊艳华丽的舞姿。和兰透平公司生产的燃气轮机外表以浅黄色为主色调，外表酷炫精巧，线条流畅柔和，触感平滑圆润，富有时尚感。技术和工艺设计的双重实力正在让中国的工业产品登上世界的舞台，让中国工业制造走出国门，走向全球。

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来源：ideal工业区 东方网

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