重型燃?xì)廨啓C工程

重型燃?xì)廨啓C的研發(fā)制造水平代表了一個國家的重工業(yè)水平。作為迄今為止效率最高的熱-功轉(zhuǎn)換類發(fā)電設(shè)備，國內(nèi)外科技界與產(chǎn)業(yè)界已認(rèn)識到，重型燃?xì)廨啓C將是 21 世紀(jì)乃至更長時期內(nèi)能源高效轉(zhuǎn)換與潔凈利用系統(tǒng)的核心動力裝備。

國家“十五”“863”項目——R0110重型燃?xì)廨啓C于2008年12月28日在沈陽順利通過國家科技部階段驗收。R0110是中國自主研制的第一臺重型燃?xì)廨啓C，它的研制成功預(yù)示著中國將成為世界上第五個具備重型燃?xì)廨啓C研制能力的國家。

為提高燃?xì)廨啓C葉片的抗高溫氧化和抗腐蝕性能，延長其使用壽命，熱障涂層最早由美國NASA-Lewis研究中心提出，在涂層材料選擇和制備工藝上經(jīng)過較長時間的探索后，80年代初熱障涂層技術(shù)取得重大突破。

陶瓷是目前制備熱障涂層最理想的材料，其厚度一般在100～500μm之間，隔熱效果隨著厚度的增加而增加，使燃?xì)廨啓C的工作溫度得到了極大提高，但是結(jié)合強度和抗熱震性隨著厚度的增加而下降。經(jīng)過60多年的發(fā)展，實踐證明在燃?xì)廨啓C高溫部件上涂覆熱障涂層是行之有效的手段，它提高了燃?xì)廨啓C高溫部件的工作溫度，從而提高了燃?xì)廨啓C的效率，延長了使用壽命。其中，ZrO2因具有高熔點、良好的化學(xué)穩(wěn)定性、較低的導(dǎo)熱系數(shù)和優(yōu)良的抗熱震性等優(yōu)點，并且其熱膨脹系數(shù)接近金屬材料，是最適合的陶瓷層材料之一，成為現(xiàn)今最為廣泛應(yīng)用的熱障涂層材料。

希望繼續(xù)深度了解陶瓷熱障涂層技術(shù)的朋友，歡迎參加將在淄博舉行的“2018年新型陶瓷技術(shù)與產(chǎn)業(yè)高峰論壇”，我們邀請了權(quán)威專業(yè)的學(xué)者做與會報告，帶您來一同探討陶瓷熱障涂層技術(shù)。

潘偉教授：博士生導(dǎo)師，教育部科技委員會委員，中國硅酸鹽學(xué)會理事，中國硅酸鹽學(xué)會特種陶瓷分會副理事長兼秘書長，中國復(fù)合材料學(xué)會理事，國家建材局科技教育委員會委員，全國工商聯(lián)技術(shù)發(fā)展委員會委員，日本陶瓷協(xié)會學(xué)術(shù)論文志《Journal of The Ceramic Society of Japan》，《硅酸鹽通報》，《復(fù)合材料學(xué)報》，《現(xiàn)代技術(shù)陶瓷》，《過程工程學(xué)報》，《Journal of Wuhan University of Technology-Materials Science Edition》等雜志編委。擔(dān)任過第六至第十九屆全國特種陶瓷學(xué)術(shù)年會秘書長、組委會主席，第一至第九屆中國國際高性能陶瓷材料學(xué)術(shù)會議組委會主席，第7屆國際梯度功能材料學(xué)術(shù)會議主席，第五屆國際陶瓷大會組委會主席。2016年當(dāng)選為世界陶瓷科學(xué)院院士。

主要從事材料物理化學(xué)、熱障涂層材料、陶瓷基復(fù)合材料、梯度功能材料、材料界面現(xiàn)象、金屬與陶瓷的連接、材料制備熱力學(xué)、動力學(xué)、數(shù)理模型、高溫材料熱分析技術(shù)工作，并從事《材料化學(xué)》和《材料合成熱力學(xué)》的教學(xué)工作。第7屆國際梯度功能材料學(xué)術(shù)會議主席。到目前為止已發(fā)表100余篇論文，并申請了10項專利。

聲明

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重型燃?xì)廨啓C作為能源高效、清潔利用的重大技術(shù)裝備是“中國制造2025”重點突破和發(fā)展的大國重器，被列為“十三五”發(fā)展計劃中我國要實施的100項重點任務(wù)之首。實現(xiàn)這項重大技術(shù)突破的任務(wù)落在了正在打造全球科創(chuàng)中心的上海。解放日報·上觀新聞記者從上海市經(jīng)信委獲悉，作為“兩機”（航空發(fā)動機及重型燃?xì)廨啓C）專項中的重型燃?xì)廨啓C項目已經(jīng)落滬上海，目前中國聯(lián)合重型燃?xì)廨啓C技術(shù)有限公司上?？偛空诩泳o建設(shè)。

突破國外企業(yè)知識產(chǎn)權(quán)壁壘

2016年下半年，歷時四年多的“航空發(fā)動機及重型燃?xì)廨啓C”國家科技重大專項論證長跑結(jié)束，“兩機”專項正式啟動。

國務(wù)院副總理、“兩機”專項領(lǐng)導(dǎo)小組組長馬凱指出，“兩機”代表著一個國家制造業(yè)的整體水平，是世界公認(rèn)的制造強國的重要標(biāo)志，是建設(shè)工業(yè)制造強國的需要，是科技強國的重要抓手。今年7月26日，原“中電聯(lián)合重型燃?xì)廨啓C技術(shù)有限公司”經(jīng)國務(wù)院批準(zhǔn)，正式更名為“中國聯(lián)合重型燃?xì)廨啓C技術(shù)有限公司”，總部設(shè)在上海，成為國家“重型燃?xì)廨啓C型號和工程研制、關(guān)鍵技術(shù)研究與驗證等項目”的具體實施單位。

重型燃?xì)廨啓C廣泛應(yīng)用于燃?xì)獍l(fā)電、聯(lián)合循環(huán)分布式能源系統(tǒng)中，以超級高效、清潔、靈活的特點，被譽為裝備制造業(yè)“皇冠上的明珠”，發(fā)達國家將其列為“保證能源安全、保持工業(yè)競爭力的戰(zhàn)略產(chǎn)業(yè)”。

“重型燃?xì)廨啓C產(chǎn)品的產(chǎn)業(yè)鏈很長，配套產(chǎn)業(yè)規(guī)模巨大，涉及機械、冶金、材料、電子等諸多工業(yè)部門，以及熱力學(xué)、燃燒學(xué)、制造工藝、控制理論等眾多基礎(chǔ)學(xué)科和工程技術(shù)領(lǐng)域。自主研制重型燃機關(guān)系到我國貫徹新發(fā)展理念，建設(shè)現(xiàn)代化經(jīng)濟體系，對我國推進實施創(chuàng)新型國家、低碳能源革命、中國制造2025等戰(zhàn)略具有重要價值?！?

國家“兩機”專項重型燃?xì)廨啓C工程行政副總指揮、中國聯(lián)合重型燃?xì)廨啓C技術(shù)有限公司總經(jīng)理仇明在接受記者采訪時表示，目前世界上具有自主知識產(chǎn)權(quán)且能設(shè)計制造重型燃?xì)廨啓C的僅有美國的通用、德國的西門子、日本的三菱等公司。

在哈電集團與美國通用電氣、中國東方電氣與日本三菱、上海電氣與德國西門子公司的合作過程中，外方通過合作協(xié)議的約定，限制了重型燃?xì)廨啓C制造企業(yè)的技術(shù)改進和品牌創(chuàng)造。

國內(nèi)合資公司所做出的所有改進一般不允許申請專利，必須提前同外方協(xié)商并獲得認(rèn)可的“實質(zhì)性改進”才能申請專利，而且要向外方提供技術(shù)細(xì)節(jié)，在產(chǎn)品上實施要經(jīng)過外方的許可，而外方卻可以直接獲得永久的獨占許可。國內(nèi)重型燃?xì)廨啓C制造企業(yè)在對外合作中，難以通過再創(chuàng)新建立自主品牌。

“可以說，我們既沒有核心技術(shù)和設(shè)計、材料、試驗等體系，也沒有制造體系，與美德等國家差距非常大?！背鹈髡f，通過重燃專項的實施，將建立起我國先進重型燃?xì)廨啓C的自主研發(fā)體系，有利于掌握自主知識產(chǎn)權(quán)，突破國外企業(yè)設(shè)置的知識產(chǎn)權(quán)壁壘，形成自主品牌。

2030年進入世界燃輪機先進國家行列

在儲能技術(shù)尚未大規(guī)模商業(yè)化的情況下，燃?xì)獍l(fā)電成為不可或缺的最佳后備電源選項。根據(jù)我國《天然氣發(fā)展“十三五”規(guī)劃》，截至2015年底，中國天然氣發(fā)電裝機量為5700萬千瓦；到2020年，天然氣發(fā)電裝機量將達到1.1億千瓦以上，在發(fā)電總裝機量中的比例將超過5%。國際能源署預(yù)計，2014年至2024年全球燃?xì)廨啓C制造整體產(chǎn)值預(yù)計為3417億美元。

“重型燃?xì)廨啓C是能源動力裝備領(lǐng)域的最高端產(chǎn)品，符合上海加快構(gòu)建新型產(chǎn)業(yè)體系，推進經(jīng)濟結(jié)構(gòu)優(yōu)化升級要求。推進重型燃?xì)廨啓C研發(fā)，將有力推動上海市工業(yè)強基工程，促進產(chǎn)業(yè)統(tǒng)籌，鞏固提升實體經(jīng)濟能級，促進上海全球科創(chuàng)中心建設(shè)?！鄙虾Ｊ薪?jīng)信委相關(guān)負(fù)責(zé)人說。

重燃項目能夠落戶上海，與上海對重大科技創(chuàng)新的敏銳嗅覺分不開。“早在重型燃?xì)廨啓C國家科技重大專項論證之初，上海市委、市政府就組織力量積極參與到論證之中，并在重燃重大專項的論證、立項、評審等重要環(huán)節(jié)中給予大力支持，發(fā)揮了積極作用?！背鹈髡f

重燃專項起步伊始，就確立了“小核心、大協(xié)作、專業(yè)化、開放式、輕資產(chǎn)”指導(dǎo)思想。目前，全國僅有數(shù)百人能夠從事重型燃機研發(fā)，要想聚天下英才為我所用，必須打破國有企業(yè)體制機制的禁錮，以市場化方式吸引人才、留住人才，最大程度的調(diào)動研發(fā)隊伍的積極性。仇明說，對于“高級專業(yè)技術(shù)人才”和“高級技術(shù)管理人才”兩類人才完全按照市場化方式確定薪酬水平。同時，目前正在進一步研究和制定更加積極的創(chuàng)新人才引進政策。與此相適應(yīng)，在制度設(shè)置上，重燃專項要“一切為了研發(fā)，一切圍繞研發(fā)，一切服務(wù)于研發(fā)”。

據(jù)透露，中國重燃正在上海開展重型燃?xì)廨啓C試驗驗證基地建設(shè)的可行性研究，預(yù)計將在2019年前全部建成投入使用。

中國重燃將通過重型燃?xì)廨啓C國家科技重大專項的實施，突破重型燃?xì)廨啓C設(shè)計技術(shù)、高溫部件制造技術(shù)和運行維護技術(shù)，解決燃?xì)獍l(fā)電項目設(shè)備瓶頸，在國內(nèi)基本形成完整的重型燃?xì)廨啓C產(chǎn)業(yè)體系?！?

我們計劃用6年時間走完發(fā)達國家20年走過的研發(fā)歷程，到2023年完成300WM級F級重型燃?xì)廨啓C產(chǎn)品研制和定型；到2030年，完成400MW級G/H級產(chǎn)品研制，并進入世界燃?xì)廨啓C先進國家行列?！背鹈髡f。

作者：劉錕