今年2月,一份中国和俄罗斯之间的订单引发了无数人的关注。
大家关注的重点不仅在于100亿这个超大金额,更在于订单的商品——20台中国产的重型燃气轮机。
重型燃气轮机,曾经是西方世界拿捏中国的“高端锁喉器”,如今成为中国制造出海的全新名片。
中国到底是如何啃下这块硬骨头的?
重型燃气轮机是什么?很多人以为这就是个大型的发动机。
要是这么想,可就太小看它了。
往小了说,这是天然气发电厂的核心设施。
往大了说,它能驱动航母、大型驱逐舰,是一个国家海军舰艇的核心动力来源。
因为重型燃气轮机的技术门槛极高,涉及多个主流工业学科的顶尖技术,是全世界公认的技术难度最高的工业产品之一。
所以长期以来,中国在这个领域一直被国外几大巨头卡脖子。
哪几大巨头?
德国西门子、美国通用电气、日本三菱,他们几乎占据了全球90%以上的重型燃气轮机市场。
当年中国想买一个重型燃气轮机,得花费3.8亿美元,还不包括后续的维护保养以及故障维修。
用的时间长了想保养一下?得看人家的档期。
没空的话,咱就得老老实实等着。
谁也没想到,忍气吞声十几年,中国的重型燃气轮机不仅研发成功了,甚至还能出口俄罗斯,成为了世界上少数几个掌握这项技术的国家。
这背后到底经历了什么?
2002年,R0110重型燃气轮机项目被列入国家“十五”“863计划”,国家层面的系统攻坚就此拉开帷幕。
2009年,上一年汶川地震的余波还没有消除,东方电气的厂房80%都在地震中坍塌了。
即便如此艰难,东方电气依然启动了对重型燃气轮机的自主研发。
为什么这么急?因为再不急,中国的重型燃气轮机很可能要断供了。
这些年来我们用“市场换技术”的方式,希望能在合作中学习西方的技术。
但是核心材料配方在人家手里,控制系统的源代码,更是连看都不让看。
中国的科学家们,把进口的重型燃气轮机拆了又装,装了又拆,学会了组装,却始终摸不清头脑,想要倒推制造出来?无异于痴人说梦。
而且西方世界越来越忌惮中国,这种核心技术产品人家甚至都不想卖给咱了。
事实摆在眼前,这种日子不能再继续下去了,中国只能自主研发,彻底掌握自己的命运。
在自主研发这条路上,困难重重。
首先,也是最重要的——材料。
燃气轮机的核心部件涡轮叶片,要在1400度的高温下高速旋转,常规的材料还没等开始就融化了,根本没法用。
这就像用一个巧克力制作的勺子去搅拌开水,难度可想而知。
为了解决这个问题,中科院金属所的周兰章团队和背景航空材料研究院等为代表的机构,通过数十年的积累和攻关,突破了单晶铸造、定向凝固、热障涂层等一系列关键技术,终于研发出了高性能的叶片材料。
第二个问题就是燃烧。在燃气轮机里面,空气以几百米的速度往里灌,怎么才能保证火烧得均匀又稳定,还要低排放,这是最大的难题。
实验团队没别的好办法,只能一点点调,一遍遍试。
在全尺寸燃烧实验台上,科研人员进行了成千上万次的点火、熄火、变工况测试,采集了海量数据来优化设计。
为了攻克关键节点,连续工作数十小时都是常有的事情。
除了材料和燃烧这两个“硬骨头”,我们还建立了完全自主的气动、结构、强度设计体系和软件工具;
攻克了大型高温部件精密铸造、特种焊接、涂层喷涂等尖端工艺;
研发了100%自主的“大脑”,打破了外方对运行数据和算法的垄断;
建设了全球领先的全尺寸实验台,并在这个实验台上,完成了数以万计的燃烧实验。
就是靠着这种不达目的不罢休的心态,在2023年,我国首台拥有完整知识产权的重型燃气轮机投入运行。
从2009年到2023年,这条路我们走了足足14年。
别觉得14年这个成绩有多差,当年日本的三菱用了23年,我们可是比他们快多了。
为什么俄罗斯会选择中国?
原因很简单,俄乌冲突爆发后,美西方制裁俄罗斯,非常多的产品都对俄罗斯切断了供应,这其中就包括重型燃气轮机。
好巧不巧,俄罗斯又非常需要天然气发电,重型燃气轮机是其中必不可少的产品。
更巧的是,中国的重型燃气轮机实现了巨大的突破,不仅质量可靠,而且价格更便宜,更重要的是,没有制裁压力。
俄罗斯表示:这不就是瞌睡了,来枕头了吗?
于是中国和俄罗斯就商议了这份100亿元的重型燃气轮机订单。
这件事不仅在于中国赚到了利益,俄罗斯拿到了机器,更是中国给了美西方国家一记响亮的耳光。
曾经你们用来制裁我们的东西,如今我们也可以实现100%国产化了。
随着AI军备竞赛走向白热化,全球电力需求猛增。
天然气发电厂因为供应稳,启停快,成为了最好的电力供应来源,全球重型燃气轮机需求也随之猛增。
在这场军备竞赛中,中国又一次走到了前面。
回看中国重型燃气轮机发展这条路,可以清楚看到,用市场换技术,只能换来傲慢、偏见和鄙夷。
无数次的事实证明,不管是重型燃气轮机,还是别的重要产品,核心技术是买不来、讨不来、换不来的。
只有把技术牢牢掌握在自己手里,才能不仰人鼻息,才能让所有看不起我们的人闭嘴,才能把美西方国家卡我们脖子的那双手,硬生生掰开。
中俄之间的订单或许会有变化,但是一个事实谁也改变不了——重型燃气轮机这个制造业皇冠上的明珠,已经被中国摘下。
作为衡量一个国家工业实力的终极标尺之一,中国已经实现了从设计、材料、制造到控制系统的100%自主化,并且成功投入商业运行和出口。
求人不如求己,只有自主研发的重型燃气轮机,才能保障我们的天然气管道、发电和舰船动力不会受制于人。
“自力更生,艰苦创业”,这8个字的含金量,在几十年后的今天,再一次得到验证。
参考资料
1. 搜狐新闻 《冲破80年垄断!中国“动力心脏”拿下100亿大单,欧美坐不住了》
2. 北京科协 《器以载道丨重型燃气轮机:二十载攻坚,终破封锁》
3. 科学网 《新型合金材料成功应用于“太行110”重型燃气轮机》
4. 中国航空发动机集团官网 《中国航发“太行”系列燃气轮机再交新答卷 示范项目完成国家能源局评估验收》
5. 人民网-四川频道 《从0到1的逆袭!听代表讲述“中国争气机”的攻坚故事》
6. 中国科学院金属研究所官网 《金属所抗热腐蚀高温合金成功应用于“太行110”重型燃气轮机》
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