中國重型燃氣輪機葉片之殤:受制于人 存在被“卡脖子”風險
體系差距:即使有錢也不知從哪下手
美國GE公司高層曾聲稱,要買重燃成套技術,除非買下整個GE。
“重型燃氣輪機”重大專項總設計師顧春偉教授和上述技術負責人都談到,國際上大的重燃廠家,主要就是美國GE、日本三菱、德國西門子、意大利安薩爾多4家,與國內三大動力合作的也是這4家。但他們都附帶苛刻條件:首先,設計技術不轉讓;其次,核心的熱端部件制造技術也不轉讓,僅以許可證方式許可本土制造非核心部件。
這兩條注定了,沒有自主設計能力,我們需要什么樣的重燃、能要到什么樣的重燃,只能聽從人家的意志。核心制造技術不轉讓,國內上了那么多重燃發電機組,設備運維、備件提供完全受制于人,長期安全穩定運行堪憂;本土制造的許可證又都有期限,到期之后能否付錢再延,還須看他人眼色。所謂“卡脖子”,莫此為甚。
跨國公司秘不示人、惜之如命的設計技術,是真正的核心技術。顧春偉表示,重燃三大部件(壓氣機、燃燒室、燃氣透平)的設計都是難上加難,因為它們需要“大量基礎研究支撐”和“長期試驗驗證及經驗積累”,沒有長期積累,“即使有錢你也不知從哪兒下手”。
仍以葉片為例。即使分毫不差做足各種極致功課,葉片材料仍是有壽命期限的:重燃葉片,壽命在5萬小時、3萬小時不等,到期必須報廢。
怎么證明5萬小時安全運行沒問題?極限工況下、5萬小時連續不斷的材料試驗必不可少。試想,一年8000多小時,5萬小時要做將近6年,“這還只是做一輪配方、一輪工藝所需時間”,所以“一個人一輩子都做不了幾個母合金”。它意味著巨量的投資、巨量的耗時和巨量的數據采集,而且每一步都必須親歷親為,否則就“不知其所以然”。
“盡早建立起我國完整的設計體系、試驗驗證體系,才是重燃自主化的關鍵所在”,中國聯合重型燃氣輪機技術有限公司負責人如是說。
三位一體:工匠的經驗仍不可或缺
葉片精鑄過程中,“拉單晶”工藝很有畫面感。
上述技術負責人介紹,一般的鑄造,是把金屬液澆入???、自然冷卻,出來的產品是多晶體,就會有晶界。而透平葉片單晶/定向鑄造,“是在底下選一個晶體,讓它慢慢往上走;上面保持高溫,還是液體;然后這個界面一點點往上冷卻,所以凝固時間特別長”。
顧春偉稱之為“多物理場耦合”,即制造流程中,每一環節涉及各種細節的工藝控制,這種控制又受到各種物理條件的影響,比如濕度、溫度、速度等控制下的成型,“每一步都是工匠、工藝、設備的‘三位一體’”。
三位一體中,設備當然必不可少,“先進單晶爐須從德國進口,國產的目前仍不完善。但光強調設備也不行”。單晶制造過程中,涉及多個環節、多位頂尖高手,每人各管一段;每人都身懷絕技,相互不可替代。包括所有的參數控制、補償等,既靠數據標準,更有“手上的功夫”,也就是經驗積累。
因為“多物理場耦合”中,沒有一把尺子可以包打天下。這是基于大數據的3D打印仍無法終結工匠的道理,也是我國高端制造流程中目前最緊缺的一環。
責任編輯:售電小陳
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