我國首臺全國產化F級50兆瓦G50重型燃氣輪機，將正式投入商業運行！
我國又突破了一項卡脖子的技術：重型燃氣輪機，被譽為：工業裝備制造業“皇冠上的明珠”。人們也開玩笑的說，留給中國的工業裝備制造業“皇冠上的明珠”不多了！
【資料圖】
這臺重型燃氣輪機，對于我國而言，真的是意義非凡，打破了歐美80余年的壟斷！
這事要從華為孟晚舟被扣押事件說起。孟晚舟回國那天，有個人被全球媒體反復提起，他就是阿爾斯通的鍋爐部全球主管弗雷德里克·皮耶魯齊。他有和孟晚舟類似的遭遇，但用皮耶魯齊自己的話說就是：他并沒有孟晚舟的幸運，皮耶魯齊的祖國和雇主并沒有把他救回來，而是向美國妥協了，而一切的一切都源自于阿爾斯通擁有重型燃氣輪機的關鍵技術。
燃氣輪機，主要由壓氣機、燃燒室和燃氣渦輪這三大部件組成，壓氣機把空氣吸入后逐漸壓縮，壓縮后的空氣會在燃燒室里與天然氣燃料混合后劇烈燃燒，產生高溫高壓的氣流，再進入到渦輪中膨脹做功，輸出強大動力。
燃氣輪機可以作為燃氣電廠發電分布式能源，也可以作為石油、天然氣管道的核心動力裝置，還可以作為大型艦船提供動力，現在重型燃氣輪機已經是歐美國家最主要的發電設備。因此，重型燃氣輪機和航空發動機一樣，被譽為工業裝備制造業“皇冠上的明珠”，多說一句，其實它們的原理和構造也是類似的。
1939年，瑞士布朗-博偉里（Brown Boveri & Cie）公司設計研發世界上第一臺工業燃氣輪機。1988年，這家公司與ASEA AB合并。在2000年，相關業務被法國的阿爾斯通收購。阿爾斯通其實自身也掌握了大量高精尖的技術，當時有一句廣為流傳的話：
世界上每4個燈泡中，就有1個的電力來自阿爾斯通的技術。
美國很早就盯上了阿爾斯通的這塊業務，尤其是其中的“重型燃氣輪機技術”。為了能夠成功吞并這個業務，2008年通用電氣與阿爾斯通CEO私下商討了收購方案，這引發了通用電氣競爭對手西門子的擔憂，法國政府也擔心這樣會導致核心資產流失，于是雙方聯手阻攔了這次收購，但美國并沒有就此放棄。
2013年，皮耶魯齊在紐約肯尼迪機場被FBI抓捕，理由是他違反了美國的FCPA法。在關押皮耶魯齊的一年里，阿爾斯通又有幾位核心技術人員相繼被美國逮捕。最終，阿爾斯通向美國低頭妥協，把相關業務的股權出售給了美國通用電氣公司。
放眼過去幾十年的發展，重型燃氣輪機也一直是我國的痛點。
1980年代末，由于國際政治局勢劇變，我國與美國通用電氣簽訂的多臺LM2500燃氣輪機訂單被取消。由于燃氣輪機是艦船的心臟，這也直接延緩了我國海軍艦船的發展速度。
我國“西氣東輸”工程全線有10座壓氣站，一共需要15臺燃氣輪機。當時全球能提供大功率燃氣輪機的企業一共有4家，其中一家叫做“普惠”的公司，因為美國政府的阻擾，也無法為我國提供重型燃氣輪機。
所以看明白了嗎？這項技術會影響到一個國家經濟和科技的發展，同時還會影響到國防安全。上世紀50年代左右，我國就試圖自主研發燃氣輪機，國外企業也是差不多在這個時期起步的。不僅如此，我們還曾引進過蘇聯的技術，也培養的一批人才。
只不過，由于種種原因，疊加上我國油氣資源的短缺，重型燃氣輪機在市場上遇冷。在上世紀80年代，我國國內僅剩一家燃氣輪機廠苦苦支撐，同時相關領域人才也所剩無幾。到了上世紀90年代， 當我們再重新關注這個重要領域時，已經晚了。
在歐美企業眼里，中國成為了"肥羊“，甚至有人說：中國購買重型燃氣輪機，相當于是給歐美開了一座銀行，可以隨時提款。甚至有一位西方的專家說：
中國想要掌握燃氣輪機核心技術，簡直就是做夢。
事實上，全球掌握該技術的國家寥寥無幾，完全掌握該技術的企業主要有美國通用電氣、德國西門子、日本三菱重工、意大利安薩爾多，其中日本三菱重工的相關技術最早是從美國西屋電氣公司引進。后來，美國西屋電氣公司的非核能發電機部門出售給西門子公司。
我國此前并不掌握相關技術，一開始只能從美國引進了先進的燃氣輪機。同時我國也在試圖采用類似于“建造高鐵”的方式，通過技術換市場，來得到相關技術，并在此基礎之上，發展出我國自己的技術，只不過這次并沒有很成功。
主要原因有兩個，首先是在80年代，我國當時的工藝水平落后，沒有辦法仿制，也就無法掌握技術。其次，從國外引進燃氣輪機，關鍵設備的參數調整，是不允許中國工程師在場的，同時在維修的時候，每到關鍵部分，都只能由國外工程師來操作，也不允許中國工程師在場。
這完全限制住了我們國家在相關領域的技術突破，實實在在的卡脖子。這還不是最嚴重的，有時候國外引進也不穩定，尤其是受到國際政局的影響。
有一個典型的例子，根據《經濟半小時》報道，我國有一座電廠，建設有兩套9F級燃氣—蒸汽聯合循環熱電聯產機組，項目的燃氣機國產化率達到了90%，是當時全國國產化率最高的燃氣發電機組。但是燃氣輪機的核心控制系統和高溫部件仍然需要由國外廠商來提供。
由于業務需求，原有的控制系統介入兩個信號點，這個修改本身并不復雜，但需要國外廠家配合，該工廠與國外廠商溝通了大半年的時間，損失了大幾百萬，才最終實現了修改方案，真正落地執行修改，僅僅就幾天的時間。
從這可以看出，在重型燃氣輪機方面，我們被歐美卡脖子，而且卡的很嚴重，那我們是怎么解決這個問題的呢？
其實，我國抓住了2次機遇，一次是主動創造的，一次是歐美給的。
第一次是“十五”期間實施市場換技術戰略，發改委進行了三次捆綁招標，引進了美國通用電氣，德國西門子和日本三菱重工的3種F級重型燃氣，一共54套。
哈爾濱動力集團和美國通用電氣共同生產109FA機；
東方電氣集團與日本三菱重工聯合生產M701F機；
上海電氣集團與德國西門子聯合生產V94.3A機。
除此之外，南京汽輪電機集團與美國通用電氣啟動了9E系列大型燃機的國產化生產。這里補充一下，燃氣輪機的“E級”和“F級”其實是按照燃燒溫度來劃分的，按照字母的順序，越往后的，對應的溫度越高，所以“E級”的溫度小于“F級”，“F級”小于“H級”，不過不同公司對于這個級別的劃分會稍有不同。
其中，美國通用的“E級”對應溫度是1100℃，“F級”對應溫度是1200℃；
日本三菱重工的“F級”對應溫度是1400℃；
德國西門子的“F級”對應溫度是1500℃；
其實這些級別可以按照出力來花費，其中“E級”對應100MW~200MW，“F級”對應200MW~300MW之間。
雖然采用市場換技術的方式，但我們依然無法自主研發重型燃氣輪機的核心部件，比如：壓氣機。如果沒有第二次機遇，可能現在還無法實現100%國產。
第二次機遇是歐美給的，被我國抓住了。
除了與全球生產重型燃機的企業合作，我國還留有后手。2014年上海電氣集團收購了收購了意大利安薩爾多40%多的股份。這個“安薩爾多”原本來是德國西門子的供應商，擁有E級、F級、H級燃氣輪機的專利（或使用權），在整個燃氣輪機的國際市場中，處于第二梯隊。21世紀初，該企業一直處于虧損的狀態，后來歐債危機爆發，安薩爾多由于資金短缺，只能出售股份。
這筆買賣對于上海電氣集團而言，簡直是相當劃算的。要知道，當初上海電氣集團在與德國西門子集團合作并不是十分順利。我國的相關企業之前也是有考慮過通過收購引進技術的，但是燃氣輪機技術太重要，并不是想買就能買的。美國通用電氣曾說：
要買美國通用電氣的燃機技術，除非買下整個美國通用電氣
德國西門子公司也曾說：
要想得到西門子的燃氣輪機技術，除非跨過他們的身體。
從這個角度，我們不難看出，能談成這筆買賣，有多么艱難。根據合作框架，上海電氣入股后，安薩爾多現有所有的燃機自主研發技術與能力都將與上海電氣集團共享。同時上海電氣集團還和安薩爾多一起創立了上海安薩爾多，實現從研發，制造、銷售到服務的全產業鏈覆蓋。這筆收購未來將會助力我國自主生產重型燃氣輪機。
截止到2022年6月底，我國燃氣發電裝機容量排名世界第三，達到了1.1億；預計2025年，我國燃氣發電裝機規模將會達到1.5億千瓦左右。也就是說，重型燃氣輪機不僅對于我國國防安全，尤其是艦船十分重要，同時對于我國未來發電市場也至關重要。
我國首臺F級50兆瓦重型燃氣輪機
制造燃氣輪機的難點其實和航空發動機是類似的。對于重型燃氣輪機來說，可靠性和安全性都要非常高，而一臺重型燃氣輪機的運行時間一般要達到10萬小時以上。
重型燃氣輪機在工作時，溫度非常高，最低都要達到1100℃以上，有時甚至要達到了1600-1700℃，溫度甚至都超過了絕大多數合金的熔點，此時材料會處于熔融狀態。因此，對重型燃氣輪機的葉片設計和材料有很高的要求，甚至有學者表示：
除了量子力學理論之外，其他的力學原理幾乎全部用上。
其次，重型燃氣輪機在工作時，葉片會高速旋轉，轉速十分驚人。就拿我國這次自主研發的F級50兆瓦重型燃氣輪機來說，每分鐘的轉速將達到6000轉，這就使得葉片會受到非常強的離心力，壓力達到18個大氣壓，相當于海底180米深度的水壓。如何葉片在這樣高強度的工況下依然能不出故障，是一個極其難的課題。研究團隊通過十幾年持續攻關，才在2019年實現高溫部件的100%自主制造。
這臺F級50兆瓦重型燃機是由我國東方電氣集團，聯合多個高校，科研院所和上下游300多家單位一起聯合攻關自主研發的。在廣東清遠完成72+24小時試運行，并正式投入商業運行，填補了我國自主燃氣輪機應用領域的空白。F級50兆瓦重型燃氣輪機聯合循環一小時，發電可以超過7萬千瓦時，可以滿足7000個家庭一天的用電量，比普通的燃煤電站發電效率高10%~15%，同時可以減少超過50萬噸的碳排放。
除了發電，相信我國相關企業，在未來會研發出更多全國產化的重型燃氣輪機。
標簽：
營業執照公示信息
