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日本开发出用于振动发电新合金

日期: 2016-03-10
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 舰船、电站的新型动力“心脏”

作为继蒸汽轮机、内燃机之后的新一代动力装置,燃气轮机被发达国家列为“保证国防安全、能源安全、保持工业竞争力的战略产业”。

燃气轮机以连续流动的气体作为工质,推动涡轮叶片不间断地旋转做功,可有效降低传统发动机的能量损耗,具有体积小、功率大、起动快、寿命长的特点,被广泛用于轮船、舰艇、电站等高端装备上。中国船舶重工集团公司第703研究所研究员、中国工程院院士闻雪友曾统计,世界上近千艘军舰用了约2500台燃气轮机。

要让看似“软弱无力”的空气成为推动巨轮的“大力士”,有几项技术至关重要:首先,要有高性能的压气机,被压缩的空气越多,点火燃烧膨胀后所获得的能量越可观;其次,燃气轮机不能“挑食”,最好是合成气、煤层气、页岩气都可以“消化”;第三,高速旋转的涡轮叶片需要“战高温”,对新材料和新涂层十分渴望。

中国工程院院士翁史烈告诉记者,我国的燃气轮机经历了一个“马鞍形”的发展过程:上世纪60年代起步,紧跟世界各国,而后由于天然气和石油的匮乏,一度放弃了这条动力之路;近些年我国开始重新引进技术,消化吸收,目前全国已建有近百座E、F级的燃气轮机发电站。但与国外相比,至少有30年的技术差距。

老牌动力基地欲“二次发力”

搞内燃机出身的翁史烈,多年来一直在为我国燃气轮机的发展而奔走呼吁。他说,得益于国家相关重大攻关项目的支持,燃气轮机有望迎来新的上升期。此次的目标指向非常明确,即在2020年前后,拿出拥有我国核心技术的燃气轮机。

 作为老牌动力基地,上海已从基地、平台等方面有所布局。在上海电气闵行基地内,电机厂、汽轮机厂、重型机器厂和锅炉厂被誉为重装备业攻坚克难的“四大金刚”;而在“后起之秀”临港新城基地内,具有国际竞争力的350吨转子平衡器、具有1400吨吊装能力和5000吨泊位条件的电气重件码头等关键部件及设施的研发,增加了赶超的砝码。

早在2004年,上海电气集团就联手上海交大组建了成套设备集成工程研发中心。在不断磨合与交流合作中,双方梳理、启动了一批有关燃气轮机的重要课题。在不久前完成的“煤气化燃气轮机联合循环关键技术”的研究中,上海交大成功解决了系统仿真、人工合成气的燃烧等方面的理论难题,企业则在产品内在规律方面提供了丰富的经验指导。

“心脏”带动“血管”“肌肉”联动

燃气轮机被誉为装备制造业“皇冠上的明珠”,它对于产业上下游的带动效应不可小觑。其上游产业是高温材料、特种工艺和机械制造,下游产业则是大型电厂、分布式供能、船舶等,由这颗“心脏”连接的大网涉及能源和装备制造的方方面面。

工作温度的高低是衡量燃气轮机先进性的一个最重要指标。目前,国内燃气轮机研发制造所面对的是1450℃的技术门槛,到2020年可能要面对1700℃的关口。把我国挡在大门外的,正是耐高温材料的缺失。去年,由上海大学任忠鸣教授领衔的30厘米长的F级重型燃气轮机涡轮高温叶片研制成功,标志着我国燃气轮机发展取得重要突破。

“杂食”的燃气轮机对我国新能源开采也提出了新的要求。根据我国《煤层气开发规划》、《页岩气发展“十二五”规划》,到2020年,我国天然气,包括页岩气、煤层气能够达到数千亿立方米,这将为我国燃气轮机的发展储备丰富“口粮”。

 



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