在工業(yè)發(fā)展領(lǐng)域,尤其是精密零部件制造,中國(guó)與西方至少有著幾十年差距。其中重型燃?xì)廨啓C(jī)就是被封鎖的一項(xiàng)。早在1939年,西方燃?xì)廨啓C(jī)就已經(jīng)進(jìn)入實(shí)用化階段,便開始迅速發(fā)展。 軍用領(lǐng)域的艦艇、大型船舶、航母,民用領(lǐng)域的水電發(fā)電機(jī)組、風(fēng)力發(fā)電機(jī)組都需要燃?xì)廨啓C(jī)做驅(qū)動(dòng)。數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì),我國(guó)重型燃?xì)廨啓C(jī)使用目前已超過100臺(tái),而其中的核心部件均由西方提供。當(dāng)我們想要西方傳授技術(shù)時(shí),國(guó)際廠商放話稱:想要核心技術(shù),除非你們?nèi)Y收購(gòu)我們。 按時(shí)間來算重型燃?xì)廨啓C(jī)已經(jīng)被西方封鎖了70多年,直到2008年中國(guó)才研發(fā)了R0110重型燃?xì)廨啓C(jī),實(shí)現(xiàn)了中國(guó)自主設(shè)計(jì)研發(fā)重型燃?xì)廨啓C(jī)零突破,不過該燃?xì)廨啓C(jī)輸出功率僅為11.45萬千瓦,只能滿足萬噸級(jí)船舶使用,而國(guó)際燃?xì)廨啓C(jī)的最高功率已經(jīng)達(dá)到幾百兆瓦。有人曾說燃?xì)廨啓C(jī)是世界上最難制造的機(jī)械設(shè)備,在研發(fā)中它涉及到結(jié)構(gòu)力學(xué)、材料學(xué)、氣體動(dòng)力學(xué)、工程熱力學(xué)、轉(zhuǎn)子動(dòng)力學(xué)、流體力學(xué)等等諸多學(xué)科,是名副其實(shí)的集大成之作。 其中最難制造的則是燃機(jī)葉片,在運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)燃?xì)廨啓C(jī)內(nèi)部溫度最高可達(dá)1670度,遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過火山噴發(fā)巖漿溫度,目前沒有一種材料可以承受這種高溫。此外,當(dāng)葉片高速旋轉(zhuǎn)時(shí),葉尖部位要承受自身重力10000倍的離心力,普通金屬材料進(jìn)去,分分鐘會(huì)甩成面條。 目前,西方針對(duì)這一問題的解決方法是在葉片制造中加入鎳基和鈷基合金,并利用空氣冷卻原理來降低工作溫度,其中,西門子集團(tuán)研發(fā)的葉片可以頂?shù)米M負(fù)荷1分鐘13000轉(zhuǎn),同時(shí)可以扛住1250攝氏度的工作溫度,而更重要的是,該葉片是3D打造制造,價(jià)格非常低,可以大批量化生產(chǎn)。荷蘭也是目前制造燃?xì)廨啓C(jī)最先進(jìn)的國(guó)家之一。 中國(guó)的R0110雖然功率低,但也是世界上第5個(gè)具備重型燃?xì)廨啓C(jī)研制能力的國(guó)家。此外,它的成本極低。西方最初的燃?xì)廨啓C(jī)研發(fā)往往需要幾十億美元,而且經(jīng)歷了半個(gè)多世紀(jì)才開始成熟,而中國(guó)科研人員卻用6億人民幣就搞了出來,還只花了短短5年時(shí)間。 經(jīng)過10年發(fā)展,近日,我國(guó)重型燃?xì)廨啓C(jī)也取得重大突破,2019年9月27日,由中國(guó)自主研發(fā)的首臺(tái)F級(jí)50兆瓦重型燃?xì)廨啓C(jī)整機(jī)正式下線。該設(shè)備由我國(guó)東方電氣集團(tuán)公司研發(fā),在首次測(cè)試8個(gè)燃燒筒同時(shí)點(diǎn)火燃燒并穩(wěn)定運(yùn)行。整機(jī)點(diǎn)火試驗(yàn)一次成功,標(biāo)志著我國(guó)從制造大國(guó)向制造強(qiáng)國(guó)開始轉(zhuǎn)變。 東方電氣負(fù)責(zé)人稱,早在2009年研發(fā)人員就開始相關(guān)研發(fā),那會(huì)兒研究團(tuán)隊(duì)的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)與制造經(jīng)驗(yàn)都是零,所以初期開展起來非常困難,整個(gè)燃?xì)廨啓C(jī)零部件多達(dá)上萬個(gè),后來科研人員慢慢摸索,隨著試驗(yàn)次數(shù)的增多以及經(jīng)驗(yàn)累積,團(tuán)隊(duì)慢慢有了研究方向,并取得了一系列成果。 其中在2017年,壓氣機(jī)、燃燒器后,透平等三大核心部件相繼取得了重大進(jìn)展,這三大核心部件也是西方封鎖最嚴(yán)厲的零部件,最終建成了國(guó)內(nèi)第一臺(tái)高比壓,大流量重型燃?xì)廨啓C(jī)。 如果說世界最先進(jìn)的燃?xì)廨啓C(jī)位于金字塔頂部的話,在中國(guó)此次突破的F級(jí)燃?xì)廨啓C(jī)還處于最底部。燃?xì)廨啓C(jī)一般按照燃燒溫度劃分等級(jí),其中1100攝氏度、1200攝氏度為F級(jí),1300攝氏度度為G級(jí),最高的是H級(jí),燃燒溫度可以達(dá)到1400攝氏度,西方的F級(jí)燃?xì)廨啓C(jī)輸出功率在200兆瓦到300兆瓦之間,中國(guó)則只有50兆瓦,不過對(duì)我國(guó)仍有著重大意義。 西方燃?xì)廨啓C(jī)從設(shè)計(jì)到研發(fā)經(jīng)歷了半個(gè)世紀(jì),而從幾十千瓦提升到幾百兆瓦只用了短短20年。此外,我國(guó)研發(fā)的50兆瓦燃?xì)廨啓C(jī)足以滿足發(fā)電使用,如果兩臺(tái)配合使用,可以驅(qū)動(dòng)一艘中型航母。據(jù)負(fù)責(zé)人表示,F(xiàn)級(jí)50兆瓦重型燃?xì)廨啓C(jī)預(yù)計(jì)在2020年左右完成驗(yàn)證任務(wù)。2021年將會(huì)正式投入試驗(yàn)電站運(yùn)行。 此外,基于此產(chǎn)品科研人員已經(jīng)著手更高等級(jí)的燃?xì)廨啓C(jī)研發(fā),相信在未來10年內(nèi)屬于中國(guó)的重型燃?xì)廨啓C(jī)也將迎來井噴式發(fā)展,讓我們一起為科研人員加油。 |
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