燃氣輪機和航空發(fā)動機被譽為制造工業(yè)“皇冠上的明珠”。“十四五”規(guī)劃稱，要進一步推進燃氣輪機技術向高端化、專業(yè)化發(fā)展。

何為燃氣輪機?發(fā)展燃氣輪機對經濟社會發(fā)展有何引領作用?中國航空學會理事長林左鳴接受采訪，解讀這顆“明珠”。

——燃氣輪機與航空發(fā)動機有何區(qū)別?

林左鳴指出，燃氣輪機的全稱為燃氣渦輪發(fā)動機，是以連續(xù)流動的氣體為工質帶動葉輪高速旋轉，將燃料的能量轉換為有用功的內燃式動力機械，“是一種旋轉葉輪式熱力發(fā)動機。

燃氣輪機按結構有重型、輕型兩種;按功率可分為大、中、小、微型;按用途分為電力燃氣輪機、機械驅動(船舶)燃氣輪機和航空燃氣輪機。

“航空發(fā)動機與燃氣輪機工作原理基本相同，其核心技術也有相似之處。”林左鳴說，燃氣輪機主要用于發(fā)電、分布式能源、電網調峰、機動電源、艦船驅動、長距離管輸增壓等，通?？梢杂珊娇瞻l(fā)動機加自由渦輪衍生出來的，更加注重熱效比。

——如何看待中國實施“兩機專項”?

2012年，官方批準設立“航空發(fā)動機與燃氣輪機”國家科技重大專項(“兩機專項”)，成立專家委員會開展論證。此后，中國聯合重型燃氣輪機技術有限公司成立，并對300MW燃氣輪機實施技術攻關。

林左鳴表示，設立“兩機專項”目的是通過重點型號自主研制，建立中國“兩機”動力行業(yè)的自主創(chuàng)新能力體系，把中國航空發(fā)動機和燃氣輪機行業(yè)打造成具有國際競爭力的戰(zhàn)略性高技術產業(yè)，以滿足航空、能源和電力工業(yè)對高性能動力裝備的需求。

——如何理解燃氣輪機是制造工業(yè)“皇冠上的明珠”?

林左鳴解釋，燃氣輪機和航空發(fā)動機號稱“世界上最難制造的機械設備”。除了量子力學理論之外，其它的力學理論幾乎全部用上，其制造技術和材料試驗難度絲毫不亞于其它尖端技術。

“燃氣輪機壓氣機氣動性掌握、燃燒室高溫零部件的冷卻防護、渦輪冷卻氣流的流道設計等，都是尖端技術。”他說，一臺燃氣輪機有數萬個零部件，每個零部件的選材、加工制造、實驗測試，其技術都要完全掌握，需要克服一個接著一個困難。

——為何說燃氣輪機的國產替代刻不容緩?

林左鳴回答說，燃氣輪機俗稱“動力的心臟”，事關國家能源安全、國防安全，事關國計民生和科技創(chuàng)新，這樣的大國重器，其關鍵技術“等不來，要不來，討不來”。

“大力發(fā)展我國燃氣輪機技術、實施國產替代，從戰(zhàn)略上講，有利于我國在國際競爭中掌握主動權、打好主動仗;從技術上講，有利于掌握自主自強的核心技術;從經濟上講，有利于降低綜合運行成本。”

——為何說輕型燃氣輪機具有巨大的市場空間?

林左鳴介紹，輕型燃氣輪機大多采用成熟的航空發(fā)動機改造而成，具備體積小、重量輕、啟動快、維修方便、運行可靠、自動化程度高、造價低等優(yōu)點，在各個領域中得到廣泛的應用。

根據ReleaseWire統(tǒng)計，2020年，全球燃氣輪機中1—40兆瓦級燃氣輪機市場占比最大約為40%。

另有預測稱，在世界各國減少碳排放的大背景下，未來全球燃氣輪機市場規(guī)模將保持增長，預計到2026年，全球燃氣輪機市場規(guī)模預計將達到283億美元。

——發(fā)展輕型燃氣輪機如何帶動重型燃機發(fā)展?

“掌握了輕型燃機技術，向下衍生到重型燃機就可以勢如破竹，技術難度大為降低。向上可促進航空發(fā)動機發(fā)展，意義十分重大。”林左鳴說。

2014年，中國具有自主知識產權的第一臺重型燃氣輪機R0110設計與研究項目取得突破性進展。2019年，中國首臺F級50MW重型燃氣輪機原型機整機點火試驗成功，順利實現滿負荷穩(wěn)定運行。

“需要依托輕型燃機發(fā)展，積累的人才和技術優(yōu)勢，加快重型燃機創(chuàng)新發(fā)展的步伐。”林左鳴說。

——發(fā)展燃氣輪機如何引領當地經濟社會發(fā)展?

林左鳴指出，燃氣輪機產業(yè)鏈長，產品附加值高，涉及機械、冶金、材料、化工、能源、電子、信息等諸多領域，學科涵蓋氣動力學、工程熱力學、燃燒學、結構力學、控制理論、材料學、制造工藝等基礎學科和工程技術領域，對學科建設和科技創(chuàng)新具有巨大促進和引領作用。

他還指出，發(fā)展燃氣輪機產業(yè)，契合國家發(fā)展戰(zhàn)略，可大幅度提高高端裝備制造業(yè)發(fā)展和產業(yè)規(guī)模擴大，促進產業(yè)結構升級，形成高端制造業(yè)群體，促進經濟社會高質量發(fā)展。