中国重型燃气轮机的惊天逆袭：抓住美欧2次机遇打破80多年封锁

  我国又突破了一项卡脖子的技术：重型燃气轮机，被誉为：工业装备制造业“皇冠上的明珠”。人们也开玩笑的说，留给中国的工业装备制造业“皇冠上的明珠”不多了！

  这台重型燃气轮机，对于我国而言，真的是意义非凡，打破了欧美80余年的垄断！

  这事要从华为孟晚舟被扣押事件说起。孟晚舟回国那天，有个人被全球媒体反复提起，他就是阿尔斯通的锅炉部全球主管弗雷德里克·皮耶鲁齐。他有和孟晚舟类似的遭遇，但用皮耶鲁齐自己的话说就是：他并没有孟晚舟的幸运，皮耶鲁齐的祖国和雇主并没有把他救回来，而是向美国妥协了，而一切的一切都源自于阿尔斯通拥有重型燃气轮机的关键技术。

  燃气轮机，主要由压气机、燃烧室和燃气涡轮这三大部件组成，压气机把空气吸入后逐渐压缩，压缩后的空气会在燃烧室里与天然气燃料混合后剧烈燃烧，产生高温度高压力的气流，再进入到涡轮中膨胀做功，输出强大动力。

  燃气轮机可当作燃气电厂发电分布式能源，也可当作石油、天然气管道的核心动力装置，还可当作大型舰船提供动力，现在重型燃气轮机已经是欧美国家最主要的发电设备。因此，重型燃气轮机和航空发动机一样，被誉为工业装备制造业“皇冠上的明珠”，多说一句，其实它们的原理和构造也是类似的。

  1939年，瑞士布朗-博伟里（Brown Boveri & Cie）公司设计研发世界上第一台工业燃气轮机。1988年，此公司与ASEA AB合并。在2000年，相关业务被法国的阿尔斯通收购。阿尔斯通其实自身也掌握了大量高精尖的技术，当时有一句广为流传的线个的电力来自阿尔斯通的技术。

  在纽约肯尼迪机场被FBI抓捕，理由是他违反了美国的FCPA法。在关押皮耶鲁齐的一年里，阿尔斯通又有几位核心技术人员相继被美国逮捕。最终，阿尔斯通向美国低头妥协，把相关业务的股权出售给了美国通用电气公司。

  1980年代末，由于国际政治局势剧变，我国与美国通用电气签订的多台LM2500燃气轮机订单被取消。由于燃气轮机是舰船的心脏，这也直接延缓了我国海军舰船的发展速度。

  我国“西气东输”工程全线台燃气轮机。当时全球能提供大功率燃气轮机的企业一共有4家，其中一家叫做“普惠”的公司，因为美国政府的阻扰，也无法为我国提供重型燃气轮机。

  所以看明白了吗？这项技术会影响到一个国家经济和科技的发展，同时还会影响到国防安全。上世纪50年代左右，我国就试图自主研发燃气轮机，国外企业也是差不多在这一段时期起步的。不仅如此，我们还曾引进过苏联的技术，也培养的一批人才。

  只不过，由于种种原因，叠加上我国油气资源的短缺，重型燃气轮机在市场上遇冷。在上世纪80年代，我国国内仅剩一家燃气轮机厂苦苦支撑，同时相关领域人才也所剩无几。到了上世纪90年代， 当我们再重新关注这个重要领域时，已经晚了。

  我国此前并不掌握有关技术，一开始只能从美国引进了先进的燃气轮机。同时我国也在试图采用类似于“建造高铁”的方式，通过技术换市场，来得到相关技术，并在此基础之上，发展出我国自己的技术，只不过这次并没有很成功。

  主要原因有两个，首先是在80年代，我国当时的工艺水平落后，没有很好的方法仿制，也就没办法掌握技术。其次，从国外引进燃气轮机，关键设备的参数调整，是不允许中国工程师在场的，同时在维修的时候，每到关键部分，都只能由国外工程师来操作，也不允许中国工程师在场。

  有一个典型的例子，根据《经济半小时》报道，我国有一座电厂，建设有两套9F级燃气—蒸汽联合循环热电联产机组，项目的燃气机国产化率达到了90%，是当时全国国产化率最高的燃气发电机组。但是燃气轮机的核心控制管理系统和高温部件仍然需要由国外厂商来提供。

  由于业务需求，原有的控制管理系统介入两个信号点，这个修改本身并不复杂，但需要国外厂家配合，该工厂与国外厂商沟通了大半年的时间，损失了大几百万，才最终实现了修改方案，真正落地执行修改，仅仅就几天的时间。

  从这能够准确的看出，在重型燃气轮机方面，我们被欧美卡脖子，而且卡的很严重，那我们是如何来解决这个问题的呢？

  ，引进了美国通用电气，德国西门子和日本三菱重工的3种F级重型燃气，一共54套。哈尔滨动力集团和美国通用电气共同生产109FA机；

  其中，美国通用的“E级”对应温度是1100℃，“F级”对应温度是1200℃；

  其实这些级别可根据出力来花费，其中“E级”对应100MW~200MW，“F级”对应200MW~300MW之间。

  除了与全球生产重型燃机的企业合作，我国还留有后手。2014年上海电气集团收购了收购了意大利安萨尔多40%多的股份。这个“安萨尔多”原本来是德国西门子的供应商，拥有E级、F级、H级燃气轮机的专利（或使用权），在整个燃气轮机的国际市场中，处于第二梯队。21世纪初，该企业长期处在亏损的状态，后来欧债危机爆发，安萨尔多由于，只能出售股份。

  这笔买卖对于上海电气集团而言，简直是相当划算的。要知道，当初上海电气集团在与德国西门子集团合作并不是十分顺利。我国的相关企业之前也是有考虑过通过收购引进技术的，但是燃气轮机技术太重要，并不是想买就能买的。美国通用电气曾说：

  从这个角度，我们显而易见，能谈成这笔买卖，有多么艰难。根据合作框架，上海电气入股后，安萨尔多现有所有的燃机自主研发技术与能力都将与上海电气集团共享。同时上海电气集团还和安萨尔多一起创立了上海安萨尔多，实现从研发，制造、销售到服务的全产业链覆盖。这笔收购未来将会助力我国自主生产重型燃气轮机。

  截止到2022年6月底，我国燃气发电装机容量排名世界第三，达到了1.1亿；预计2025年，我国燃气发电装机规模将会达到1.5亿千瓦左右。也就是说，重型燃气轮机不仅对于我国国防安全，尤其是舰船十分重要，同时对于我国未来发电市场也至关重要。

  制造燃气轮机的难点其实和航空发动机是类似的。对于重型燃气轮机来说，可靠性和安全性都要非常高，而一台重型燃气轮机的运行时间一般要达到10万小时以上。

  重型燃气轮机在工作时，温度非常高，最低都要达到1100℃以上，有时甚至要达到了1600-1700℃，温度甚至都超过了绝大多数合金的熔点，此时材料会处于熔融状态。因此，对重型燃气轮机的叶片设计和材料有很高的要求，甚至有学者表示：

  其次，重型燃气轮机在工作时，叶片会非常快速地旋转，转速十分惊人。就拿我国这次自主研发的F级50兆瓦重型燃气轮机来说，每分钟的转速将达到6000转，这就使得叶片会受到非常强的离心力，压力达到18个大气压，相当于海底180米深度的水压。如何叶片在这样高强度的工况下依然能不出故障，是一个极其难的课题。研究团队通过十几年持续攻关，才在2019年实现高温部件的100%自主制造。