| 天人地 | 2024-03-24 12:41 |
|
这几十年来，中国的燃气轮机发展越来越好，那么和美国的LM2500相比，中国的燃气轮机到底如何呢？ 重型燃气轮机是迄今为止效率最高的发电设备，对于一个国家的军工发展来说十分重要，反映了一个国家在高端制造业方面的水平，无论是过去还是未来，燃气轮机对提升国家的整体竞争力都有着不可忽略的作用。 细化的话，燃气轮机主要应用于电力工业、石化工业以及航天工业和船舶工业，其中，航天工业和船舶工业对燃气轮机的依赖性更强，战斗机的起飞和降落，作战性能的强大与否，军舰的航速快慢和航程的长短，燃气轮机都起着至关重要的作用，因此燃气轮机也被称为海军装备的“心脏”。  1949年4月23日，中国海军成立，彼时的海军可以说是一穷二白，兵少，军舰也少，中国海军使用的军舰只能从国外采购，因为自己造不出来，而建造最难的一关就卡在动力系统上。 当时新中国刚刚成立，面对西方国家的打压和技术封锁，中国在燃气轮机领域迟迟得不到发展，主力舰艇的动力系统一直都停留在蒸汽机和柴油机时代，可以说初期的中国海军使用的军舰动力系统都是不完善的。 具体封锁到了什么程度呢？当时美国为了针对中国甚至联合了西方33个国家在奥地利维也纳签署《瓦森纳协定》该协定规定，自1996年11月1日起，部分敏感产品和技术禁止出口到未签署协议的非成员国。  于是拥有燃气轮机技术的国家无法向我国出口燃气轮机技术，我国也无法从国外购买燃气轮机，一切都只能自力更生，就算能从个别国家购买到燃气轮机，价格也是高的令人发指，因此在很长一段时间里，我国使用的最多的动力其实是煤电。 不过煤电的应用对环境污染太大，我国开始下定决心要研发国产燃气轮机，但研发国产燃气轮机并不容易，由于重型燃气轮机的体积太大，对工作环境的要求又极为苛刻，对设计材料和技术要求都很高，因此建造国产重型燃气轮机对一个国家的宏观调控和团队协作能力来说是一个极大的挑战。  这里不得不提一下1985年中国从美国引进的四台LM2500燃气轮机，当时中美关系处于友好阶段，我国就从美国引进了四台发动机用于两艘052型驱逐舰，尽管这四台发动机并没有让我国直接生产出了国产发动机，但却让我国实现了从蒸汽动力舰艇向燃气动力舰体的转型，也为后来研发国产燃气轮机奠定了技术基础。 但是光靠这四台发动机也没办法研发出国产发动机，还是要了解其中的具体技术才能着手，1993年，我国从乌克兰引进了GT25000燃气轮机的全套设计资料和加工工艺，中国的燃气轮机发展这才开始步入正轨。  得到技术后中国海军立刻启动了DA80燃气轮机的国产化工作，重型燃气轮机的设计涉及了材料学、结构力学、工程热力学，气体动力学等多类学科，可见其生产线的复杂程度，最重要的是每个部门之间还不能独立工作，所以我国启动项目后的第一步就是组建研发团队。 到了2015年的3月3日，中航工业黎明公司正式对外宣布，中国已经完成了中低热值R0110燃气轮机的研制工作，并且通过了国家科技部高技术中心组织的验收。  后来我国又研发出了世界顶尖的50兆瓦重型燃气轮机，这款重型燃气轮机全名为F级50兆瓦重型燃气轮机，是由东方电气集团自主研制，前前后后一共花费了13年才完成研发，2022年12月31日成功在华电清远华侨工业园天然气分布式能源站实现首次点火。  尽管如此我国还是研发成功，50兆瓦重型燃气轮机工作时的压力有18个大气压，相当于海底180米的深水压，工作时的温度超过了1300℃，转速达到了每分钟6000转。 就在2023年的10月29日，我国自主研制的“太行7”燃气轮机，在深圳东南约180公里的海上油气平台成功“点火”运行，“太行7”燃气轮机是我国第一台具有完全自主知识产权，并且正是在海上油气平台上使用的燃气轮机。  经过这几十年的发展，我国已然形成了燃气轮机的完整产业链，已经从能制造燃气轮机进阶到能制造高质量燃气轮机。  要回答这个问题主要从三个方面来看，首先是技术方面。 美国研发燃气轮机的历史比我国久，早在上世纪40年代时美国通用电器就已经推出了第一台燃气轮机，1949年，世界上第一台用于发电的燃气轮机在位于美国俄克拉荷马州贝尔岛的电站投入商业运营，出力为3.5MW，到了70年代时又应用于军舰动力系统。 也就是说在技术方面美国要比中国成熟，尽管这些年来中国的燃气轮机在设计，制造和运行等方面都达到了较高的水平，实现了新的突破，并且还在不断的引进国外的先进技术，结合自身实力进行新的发展，似乎后来居上的中国隐隐有赶上美国的趋势，但是这几十年的差距并不是一朝一夕就能填补的。  2020年，美国能源部副部长和设计总监提到，“与涂层和先进制造技术相结合的新型超高温合金的开发将有助于提高美国发电和航空业的效率。” 再结合二人其他的话可以确定，美国预备将继续在燃气轮机领域投入资金研发能够在明显高于工业标准高温合金的温度下工作的新型材料，以此来进一步提高燃气轮机的工作效率以及携带的经济收益。  因此在资金投入方面，中国和美国差距并不大。 最后是发展战略方面。  再看美国，美国的军事实力是世界第一，他们的海军实力自然也名列前茅，由于美国的燃气轮机技术足够成熟，而美国的海军发展战略又属于扩张型，对燃气轮机这种动力系统的重要组成部分需求更大，对这方面的投入势必更多，这样看来，中国和美国在燃气轮机发展战略方面是相似的。  中国的军工能力并不差，但在美国面前还是有一些问题，不过随着中国燃气轮机技术的不断发展，和美国的差距势必会逐渐缩小，按照中国制造的速度，也许在未来中国的燃气轮机技术还有可能会领跑世界。 |
|