聚焦海洋領(lǐng)域產(chǎn)業(yè)攻關(guān)，強化海洋科技創(chuàng)新能力，青島“海創(chuàng)計劃”再結(jié)碩果。不久前，市科技局立項支持一批海洋領(lǐng)域關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)項目。其中，“艦船輕型燃氣輪機綜合試驗平臺研發(fā)與產(chǎn)業(yè)化”項目由青島中科國晟動力科技有限公司（以下簡稱“中科國晟”）牽頭建設(shè)，將獲得300萬元的資金支持。

根據(jù)《青島市國民經(jīng)濟和社會發(fā)展第十四個五年規(guī)劃和2035年遠景目標綱要》，青島要在鞏固原有高端裝備制造的基礎(chǔ)上，補齊海洋工程裝備制造短板，提升自主設(shè)計、系統(tǒng)集成等用于海上油氣平臺的輕型燃氣輪機，推進軍民兩用燃氣輪機的研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用。

中科國晟目前已實現(xiàn)輕型燃氣輪機的國產(chǎn)化，并通過該項目打造了一個面向輕型燃氣輪機應(yīng)用的綜合試驗平臺，彌補了我國輕型燃氣輪機試驗不足的行業(yè)短板。中科國晟副總經(jīng)理劉培軍表示，在科技資金的支持下，項目將進一步提高燃氣輪機的試驗效率，有效推動國產(chǎn)燃氣輪機的產(chǎn)業(yè)化發(fā)展。

整機國產(chǎn)化，29000多個零件都是自主制造

燃氣輪機有“工業(yè)之花”的美譽，被稱為“工業(yè)皇冠上的明珠”，是一個國家綜合國力的集中體現(xiàn)。通常來說，燃氣輪機有重型和輕型兩種結(jié)構(gòu)之分。其中輕型燃氣輪機基于其功率適中、運輸便捷、體積小、效率高、排放低等優(yōu)點，是大型艦船動力驅(qū)動、分布式能源發(fā)電、天然氣管道增壓和海上油氣平臺動力的核心重大裝備，對我國提高工業(yè)發(fā)展水平，建設(shè)清潔低碳、安全高效的現(xiàn)代能源體系都具有重要意義。

事關(guān)國家能源安全、國防安全，事關(guān)國計民生、科技創(chuàng)新，這樣的大國重器，其關(guān)鍵技術(shù)是“等不來，要不來，討不來”的。

中科國晟由中國科學(xué)院工程熱物理研究所、城發(fā)投資集團有限公司、青島軍民融合發(fā)展集團有限公司共同出資設(shè)立，2017年注冊于西海岸新區(qū)古鎮(zhèn)口核心區(qū)。劉培軍告訴記者，瞄準輕型燃氣輪機在能源動力領(lǐng)域的重大需求，中科國晟在中科院工程熱物理所前期燃氣輪機基礎(chǔ)研究和關(guān)鍵技術(shù)開發(fā)的基礎(chǔ)上，逐步開展了輕型燃氣輪機從零部件到整機的研發(fā)設(shè)計和制造工作，解決了重大技術(shù)裝備的“卡脖子”問題。據(jù)了解，目前中科國晟已形成30兆瓦級燃氣輪機工程樣機成套技術(shù)，實現(xiàn)了整機零部件100%國產(chǎn)化制造，并完成了首臺工程驗證機自主裝配，完成了自主研發(fā)控制系統(tǒng)的滿轉(zhuǎn)速臺架試車。中科國晟生產(chǎn)的TG30系列燃氣輪機一次發(fā)電效率達39.2%、聯(lián)合循環(huán)發(fā)電效率超70%，一次發(fā)電量總計可達42000千瓦時。由甘曉華院士、李應(yīng)紅院士和何雅玲院士等行業(yè)著名專家組成的評價委員會一致認為，該產(chǎn)品整機性能達到國際先進水平。

“一臺輕型燃氣輪機用到的零部件種類高達2900種，總數(shù)達29000多個?！眲⑴嘬娬f，“實現(xiàn)100%國產(chǎn)化，其難度可想而知。”為此，中科國晟打造了全面的軟硬件研究試驗設(shè)備，擁有完全自主研制的高精密氣浮轉(zhuǎn)臺、高速葉尖磨床、立式磨床等一批性能優(yōu)異的測試加工高精度設(shè)備，建設(shè)了整機動力系統(tǒng)試驗平臺、葉片疲勞振動測試系統(tǒng)、阻尼減震測試系統(tǒng)、轉(zhuǎn)子剛度試驗系統(tǒng)，為提升技術(shù)支持和服務(wù)提供了設(shè)備基礎(chǔ)。此外，該企業(yè)還建立了零部件供應(yīng)鏈體系，牽頭成立了青島燃氣輪機協(xié)同創(chuàng)新中心，吸引相關(guān)行業(yè)6家企業(yè)落戶青島，增強體系集成能力，在高壓渦輪葉片精鑄、壓氣機葉片精鍛、高溫合金渦輪盤精密制造等關(guān)鍵零部件制造中發(fā)揮了重要支撐作用。

目前，中科國晟的燃氣輪機生產(chǎn)基地已初步建設(shè)完成，具備年裝配20臺燃氣輪機的產(chǎn)能。設(shè)備已整機參與河南利源集團的分布式能源電站，實現(xiàn)了600小時以上的連續(xù)穩(wěn)定運行；在新疆孔雀河，該設(shè)備已在國家管網(wǎng)西部管道壓氣站上開展工業(yè)試驗，服務(wù)于“西氣東輸”工程。

通過建設(shè)燃氣輪機協(xié)同創(chuàng)新平臺，中科國晟推動形成以整機研發(fā)為龍頭，涵蓋材料體系、零部件制造工藝體系、整機裝配、集成試驗、維修保障等各個環(huán)節(jié)的燃氣輪機產(chǎn)業(yè)鏈。目前，行業(yè)上下游已經(jīng)“串聯(lián)”起60多家配套企業(yè)，其中既有中國航發(fā)、中航工業(yè)等國有企業(yè)，也有無錫航亞、豪邁科技等民營企業(yè)，形成了一個國產(chǎn)輕型燃氣輪機蓬勃發(fā)展的產(chǎn)業(yè)生態(tài)。

平臺化，為燃氣輪機提供“全生命周期”的試驗服務(wù)

“燃氣輪機其實不是‘設(shè)計’出來的，而是‘試驗’出來、‘應(yīng)用’出來的?！眲⑴嘬娬f。燃氣輪機的研制強調(diào)試驗驗證和使用完善，從部件到整機要通過“設(shè)計-研制-試驗-調(diào)整-再試驗”的多輪循環(huán)才能達到實用階段，這是個螺旋上升的發(fā)展過程。試驗貫穿于燃氣輪機發(fā)展的全生命周期，是生產(chǎn)、銷售、改型、維修中不可或缺的關(guān)鍵步驟。此外，試驗環(huán)節(jié)可以根據(jù)燃氣輪機的應(yīng)用場景和市場需求，為后續(xù)開展更大功率的燃機研發(fā)奠定基礎(chǔ)。

可以說，一個全套綜合試驗平臺，是燃氣輪機研發(fā)、生產(chǎn)的最后一環(huán)，也是最重要的一環(huán)。這就是“艦船輕型燃氣輪機綜合試驗平臺研發(fā)與產(chǎn)業(yè)化”項目設(shè)立最大的現(xiàn)實意義。劉培軍告訴記者，根據(jù)山東建設(shè)海洋強國等發(fā)展戰(zhàn)略，結(jié)合國家在燃氣輪機領(lǐng)域的規(guī)劃和青島的工業(yè)基礎(chǔ)，中科國晟瞄準各類艦船發(fā)展需求，兼顧分布式能源和海上油氣平臺發(fā)電需要，發(fā)展中小功率、輕量化結(jié)構(gòu)燃氣輪機，建設(shè)燃氣輪機協(xié)同創(chuàng)新平臺，打造了可實現(xiàn)對輕型燃氣輪機進行綜合試驗的平臺。

這個平臺就是燃氣輪機的“試驗工廠”，包含燃料供應(yīng)系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、通風(fēng)系統(tǒng)、潤滑系統(tǒng)等10個系統(tǒng)，試驗范圍覆蓋了20兆瓦至50兆瓦功率范圍的輕型燃氣輪機，可實現(xiàn)對柴油、氫氣、焦爐煤氣、氨氣、甲醇等不同燃料的試驗效果檢測，對推動國產(chǎn)燃氣輪機的產(chǎn)業(yè)化有重要意義。更重要的是，平臺各個系統(tǒng)之間既相互配合又可獨立成撬，不僅能提高試驗平臺的搭建效率、降低人工成本，也方便根據(jù)不同試驗方案進行協(xié)同作業(yè)，服務(wù)于整個燃氣輪機行業(yè)的進步。

要打造這樣一個平臺，不僅需要牽頭單位對燃氣輪機整機研發(fā)、設(shè)計、生產(chǎn)具有“通盤”的部署能力，還要確保了解整個燃氣輪機行業(yè)的應(yīng)用場景，熟悉產(chǎn)業(yè)發(fā)展的動向，不是一件一蹴而就的事情。因此，劉培軍形容燃機動力系統(tǒng)試驗設(shè)施在全國乃至全世界都屬于“稀缺資源”，若不具備完備的燃氣輪機試驗?zāi)芰?，將嚴重制約我國燃機產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。

中科國晟打造的試驗平臺最大限度模擬真實的應(yīng)用環(huán)境，實現(xiàn)了對燃氣輪機整機的性能試驗，加快了我國新研制燃氣輪機產(chǎn)品的迭代成熟，滿足了我國軍民燃氣輪機動力的需求，為燃氣輪機可靠運行提供了有力支撐，也保障了我國能源動力的安全。

隨著“雙碳”目標的推進實施，國內(nèi)傳統(tǒng)能源行業(yè)亟需轉(zhuǎn)型，以天然氣發(fā)電作為清潔電力的輕型燃氣輪機正迎來新的發(fā)展機遇和窗口期。根據(jù)前瞻產(chǎn)業(yè)研究院預(yù)測，2035年全國燃氣發(fā)電裝機容量規(guī)模將達2.4億千瓦，未來10年對30兆瓦級的燃氣輪機需求將達到600多臺。另據(jù)報道，單臺30兆瓦燃氣輪機作為分布式能源機組，每小時可提供4萬多度電力，與傳統(tǒng)能源供應(yīng)方式相比，二氧化碳減排54%、節(jié)能36%。

經(jīng)濟效益和社會效益顯著，在燃氣輪機這個關(guān)鍵的“未來”產(chǎn)業(yè)中，中科國晟率先實現(xiàn)了自主國產(chǎn)化研制，為未來擺脫對進口產(chǎn)品的依賴取得了先機。（青島日報/觀海新聞記者 耿婷婷）