【行业动态】东汽燃机 为国争“气”：2020年自主研发燃机投入商用
导读
东方电气集团东方汽轮机有限公司5万千瓦燃气轮机自主研发项目，于2014年全面启动，正在努力研发国内首台具备完全自主知识产权的重型燃机。燃气轮机被誉为装备制造业“皇冠上的明珠”，技术和工艺难度高，此前东汽燃气轮机自主化率达到79%，但剩下21%关键环节始终掌握在国外公司手中。研发成功后，东方电气将啃下21%关键环节“硬骨头”，突破国际装备制造巨头对重型燃机核心技术的垄断，生产出首台具备完全自主知识产权的重型燃机，推动我省乃至全国燃机产业迈上新台阶。从投入研发到收获成果，东方汽轮机公司正经历科研“长跑”，终点线已经设定：2020年自主研发燃机投入商用。
1、加速：啃下21%的“硬骨头”毫厘之间有千钧之重
“我们有装备世界的气概，绿色动力托起未来……”3月10日早上7点40分，德阳市高新技术产业区金沙江西路666号，东方电气集团东方汽轮机有限公司，伴随《东汽之歌》响起，身着蓝色工装的工业透平事业部工段长吴小平和8000多名同事快步走进厂区。一时间，东汽大道上跳动着蓝色的光芒。
吴小平几步跨入工业透平事业部大门，东方汽轮机5万千瓦燃气轮机压气机等重要部件正在这里加工，他一路上都在想着压气机转子叶片的安装进度。
东汽燃气轮机自主化率已达到79%，21%尚未突破的技术“硬骨头”主要在压气机、燃烧室、高温透平这“三大件”。压气机是第一环，此前压气机分段试验已结束，各项数据良好，接下来将进行压气机整体试验。装好压气机全部17级叶片是整体试验的前提，任务交到了技术过硬的二班班长罗礼俊手中。“试验一环扣一环，不能在自己的环节出娄子!”8点的班前会一结束，罗礼俊迫不及待地往车间最里端走。这里摆放着大大小小10余台汽轮机转子，其中直径超过3米、价值上千万元的不在少数，罗礼俊却在一台长不到两米，直径50厘米左右的小转子前停下来——这正是东汽自主研发5万千瓦燃机压气机试验用转子，而这也是整个汽轮机的气源。
在对已安装的叶片逐个仔细检查后，罗礼俊拿起两厘米见方的压气机叶片卡在转子上开始加固。普通叶片允许0.5毫米内的偏差，而燃机转子叶片则需将偏差控制在0.05毫米内，小于一根头发丝的直径。装一只叶片要10分钟，操作必须稳且准，一出错，耗时成倍增加。正是倒春寒时节，但罗礼俊的额头却很快沁出了汗水。
“毫厘之间有千钧之重啊!”罗礼俊感慨。“1到8级的叶片送来了吗?”看到罗礼俊略作休息，在一旁看了许久的吴小平问。“问了，叶片正进行探伤测试。”罗礼俊有些焦虑，“剩下的叶片还要一周时间才能装好。”“别急，叶片必须完好无损才能安装，急不得。”吴小平说，但任务时间紧，他自己也着急。“不仅是我们一个部门，在全厂，凡是跟自主燃机试验相关的任务都是优先任务，各部门都会加班加点干。”
"燃机研发必须加速!关键技术不突破，中国燃气轮机研发一直被国际巨头卡着‘气门’，自主研发就是要突破限制，为国争气!”东方电气集团中央研究院院长王为民表示，国际燃气轮机三大巨头通用电气、西门子、三菱公司已远远跑在前头，东方电气之前和三菱公司合作，21%的核心部件没有自主知识产权，不仅产品利润被外方拿走，想去攻“一带一路”等境外市场还要看外方的脸色。而且国内的上电、哈电也在奋力追赶。“前有强手后有追兵，要抢市场，留给东方电气的时间并不多。”王为民认为。
任务紧迫，以2020年燃机投入商用为目标，东汽倒排时间表：2017年一季度前完成压气机、燃烧室、高温透平分段试验;2017年年底启动样机整机试验;满负荷运行验证后2020年投入商用。
2、攻关：5年画“叶子”让“薄冰”在火焰上飞
中午12点55分，厂区内响起下午上班号。
产品研发部工程师薛彪腾地从简易折叠椅上坐起来，喝水、去卫生间洗把脸之后，高温叶片设计工作再次开始。
过去5年，薛彪说自己主要做了一件事，画高温透平叶片，成效似乎很“有限”：五年中和同事们共画出8类叶片。
在外行看来这个速度似乎太慢了，为什么快不起来，难度有多大?“每一类叶片都经过了上百次的反复修改，以适应极端工况。”东方汽轮机产品研发部燃烧室主任周洪宇拿出3D打印的高温透平叶片介绍。
透平叶片究竟是在怎样的环境中运转?叶片最薄处仅0.2毫米，能承受的极限温度是950摄氏度左右，这样的叶片要在1400摄氏度的环境中，以每分钟6000转的速度正常运行2.5万小时，持续输出动力，这对叶片强度、温度、气动、冷却、结构等等提出了极端要求。“相当于把一块薄薄的冰放在燃烧的蜡烛上旋转，不能化、不能变形。”周洪宇打了个比方。
部门间的探讨变得频繁。叶片冷态流动试验还要进行，薛彪离开座位，来到表面工程事业部，和同事沟通接下来的试验。
每一个部件都包含众多环节，每一个环节的完成都意味着技术突破。在薛彪看来，叶片设计每一个小细节，都可以做一篇非常棒的博士论文。
有时候，高强度的科研攻关也会让坚硬的材料“受不了”。
在工业透平事业部，看着地上基本报废的压气缸扩压器，立车班班长贾兴明仔细检查每一个细节。“问题出在求快上，一下钻完所有需要的孔，结果扩压器后续释放应力导致变形。现在我们先预钻孔，然后放24小时以上释放应力，再进一步加工，保证成品不变形。”
“5年能画8个叶片，这比当初美国、德国、日本等公司速度快。”东方汽轮机产品研发部副部长艾松常与燃机设计、生产、试验等各个环节技术人员接触，他不时鼓励年轻人不要泄气。“一个工程师一辈子能做好一台燃汽轮机就是巨大的成就。”身处这场长跑第一线，艾松也这样勉励自己。
3、投入：1小时电费超万元勒紧腰带赢“未来”
下午3点整，厂区喇叭响起第八套广播体操的口令。
东方汽轮机公司副总经理、总工程师王建录稍微扭了扭脖子，没有从椅子上起身，眼睛始终没离开眼前的图纸。
公司自主研发5万千瓦燃机，每一个环节进行到了哪一步，哪些环节基本没问题了，难点在哪里，王建录了然于胸。“现在卡脖子的就是高温透平。”王建录表示。除了设计，还需要加工，要借助燃机产业联盟企业的资源。“借助其他厂的产能，在别人有空隙时我们必须拿出毛坯让人家来加工，如果错过了档期，别人可能就顾不上我们了。一环套一环，节奏不能慢。”
举全集团之力投入研发试验，同时还要借力产业链上其他企业，自主研发燃机投入巨大。在压气机试验阶段，仅仅电费一小时就用去上万元。但不能忽视的是，在经济增速放缓的大背景下，包括东方电气集团在内的装备制造企业，利润均出现下滑。
“普通汽轮机当年研发当年就出成果见效益，燃气轮机搞了几年了，也没见效益，能不能缓一缓?”研发时间拉长，企业内部也有质疑声。
“不能缓，我们是在补短板!”王建录认为，核心技术不突破，只能跟着人家跑。“一旦我们自己突破核心技术，全国的燃机产业都将上一个新台阶。”
而根据我省燃机产业规划，到2017年，四川全省燃机产业年产值达到150亿元，到2020年，年产值达到200亿元。
“装备制造业遇困难，研发依然要勒紧裤腰带维持投入。”王为民认为，“一遇到困难就放弃研发投入，这样的企业现在日子会好点，但不会有未来!”
4、蹲点札记：点亮四川制造之“眼”
一进入东方汽轮机厂区，最显眼的是一台300兆瓦汽轮机低压转子。它是1983年东汽自主研发的首台汽轮机低压转子，上世纪90年代退役后，被运回东汽陈列，以鼓舞后来人“自主创新、勇攀高峰”。
现在，这种精神延伸到重型燃气轮机领域。为了5万千瓦燃汽轮机的研发，东汽投入巨大、耗时费力。于是，所有人都关注一个问题——意义在哪?很简单，它研发成功，即可构建燃机的自主生产研发体系，使下一代人的燃机产业不再受制于人，多元发展。
改革开放以来，有太多制造业企业走资源驱动的路子，伸手去摘“低垂的果实”——说穿了就是模仿别人已有的产品。久而久之，路径依赖，企业已不习惯通过创新来满足市场。所以，与国内发达省市相比，特别是对比审视世界制造业发展趋势，我省制造业算不上优和强。
但制造业却是重中之重。相关数据显示，全省规模以上制造业增加值近万亿元，占规模以上工业八成左右、占地区生产总值近三分之一，支撑了四川全国制造大省地位。但以企业为主体的制造业创新体系不完善，研发投入占主营业务收入比例低于全国平均水平;重大发明专利不多，关键核心技术与装备受制于人。
重型燃机是四川制造业探路的一个缩影，自主研发5万千瓦燃机也是千万个正在进行的创新之一。
更形象地说，自主研发5万千瓦燃机，就像围棋对弈时做个“眼”，棋子一落，活了一片;要是每片棋都活了，这盘棋就赢了。
来源：四川日报
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