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“七答”燃气轮机 中国航空学会理事长林左鸣解读“明珠”

文章来源:中新网                   发布时间:2021-09-13
摘要:燃气轮机和航空发动机被誉为制造工业“皇冠上的明珠”。“十四五”规划称,要进一步推进燃气轮机技术向高端化、专业化发展。

燃气轮机和航空发动机被誉为制造工业“皇冠上的明珠”。“十四五”规划称,要进一步推进燃气轮机技术向高端化、专业化发展。

何为燃气轮机?发展燃气轮机对经济社会发展有何引领作用?中国航空学会理事长林左鸣接受采访,解读这颗“明珠”。

——燃气轮机与航空发动机有何区别?

林左鸣指出,燃气轮机的全称为燃气涡轮发动机,是以连续流动的气体为工质带动叶轮高速旋转,将燃料的能量转换为有用功的内燃式动力机械,“是一种旋转叶轮式热力发动机。

燃气轮机按结构有重型、轻型两种;按功率可分为大、中、小、微型;按用途分为电力燃气轮机、机械驱动(船舶)燃气轮机和航空燃气轮机。

“航空发动机与燃气轮机工作原理基本相同,其核心技术也有相似之处。”林左鸣说,燃气轮机主要用于发电、分布式能源、电网调峰、机动电源、舰船驱动、长距离管输增压等,通常可以由航空发动机加自由涡轮衍生出来的,更加注重热效比。

——如何看待中国实施“两机专项”?

2012年,官方批准设立“航空发动机与燃气轮机”国家科技重大专项(“两机专项”),成立专家委员会开展论证。此后,中国联合重型燃气轮机技术有限公司成立,并对300MW燃气轮机实施技术攻关。

林左鸣表示,设立“两机专项”目的是通过重点型号自主研制,建立中国“两机”动力行业的自主创新能力体系,把中国航空发动机和燃气轮机行业打造成具有国际竞争力的战略性高技术产业,以满足航空、能源和电力工业对高性能动力装备的需求。

——如何理解燃气轮机是制造工业“皇冠上的明珠”?

林左鸣解释,燃气轮机和航空发动机号称“世界上最难制造的机械设备”。除了量子力学理论之外,其它的力学理论几乎全部用上,其制造技术和材料试验难度丝毫不亚于其它尖端技术。

“燃气轮机压气机气动性掌握、燃烧室高温零部件的冷却防护、涡轮冷却气流的流道设计等,都是尖端技术。”他说,一台燃气轮机有数万个零部件,每个零部件的选材、加工制造、实验测试,其技术都要完全掌握,需要克服一个接着一个困难。

——为何说燃气轮机的国产替代刻不容缓?

林左鸣回答说,燃气轮机俗称“动力的心脏”,事关国家能源安全、国防安全,事关国计民生和科技创新,这样的大国重器,其关键技术“等不来,要不来,讨不来”。

“大力发展我国燃气轮机技术、实施国产替代,从战略上讲,有利于我国在国际竞争中掌握主动权、打好主动仗;从技术上讲,有利于掌握自主自强的核心技术;从经济上讲,有利于降低综合运行成本。”

——为何说轻型燃气轮机具有巨大的市场空间?

林左鸣介绍,轻型燃气轮机大多采用成熟的航空发动机改造而成,具备体积小、重量轻、启动快、维修方便、运行可靠、自动化程度高、造价低等优点,在各个领域中得到广泛的应用。

根据ReleaseWire统计,2020年,全球燃气轮机中1—40兆瓦级燃气轮机市场占比最大约为40%。

另有预测称,在世界各国减少碳排放的大背景下,未来全球燃气轮机市场规模将保持增长,预计到2026年,全球燃气轮机市场规模预计将达到283亿美元。

——发展轻型燃气轮机如何带动重型燃机发展?

“掌握了轻型燃机技术,向下衍生到重型燃机就可以势如破竹,技术难度大为降低。向上可促进航空发动机发展,意义十分重大。”林左鸣说。

2014年,中国具有自主知识产权的第一台重型燃气轮机R0110设计与研究项目取得突破性进展。2019年,中国首台F级50MW重型燃气轮机原型机整机点火试验成功,顺利实现满负荷稳定运行。

“需要依托轻型燃机发展,积累的人才和技术优势,加快重型燃机创新发展的步伐。”林左鸣说。

——发展燃气轮机如何引领当地经济社会发展?

林左鸣指出,燃气轮机产业链长,产品附加值高,涉及机械、冶金、材料、化工、能源、电子、信息等诸多领域,学科涵盖气动力学、工程热力学、燃烧学、结构力学、控制理论、材料学、制造工艺等基础学科和工程技术领域,对学科建设和科技创新具有巨大促进和引领作用。

他还指出,发展燃气轮机产业,契合国家发展战略,可大幅度提高高端装备制造业发展和产业规模扩大,促进产业结构升级,形成高端制造业群体,促进经济社会高质量发展。




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