重型燃氣輪機(以下簡稱重燃)，名副其實的大國重器。作為迄今為止熱/功轉換效率最高的動力機械，廣泛應用于機械驅動(如艦船、火車)和大型電站。我國現(xiàn)已具備輕型燃機(功率5萬千瓦以下)自主化能力;但重燃(功率5萬千瓦以上)仍基本依賴引進。

(來源：科技日報 作者：瞿劍)

據悉，重燃發(fā)電機組目前占全國發(fā)電裝機總量的3%左右，雖不是一大塊，卻是不可或缺的一塊——啟停快捷、熱效率更高、污染更少的燃機機組，作為大電網調峰容量的最佳選擇，在國家能源安全中扮演著無可替代的全局性角色。沒有自主化能力，意味著我國能源安全的重要一環(huán)，仍然受制于人，存在被“卡脖子”的風險。

極致技術：對質量和性能近乎變態(tài)的追求

把熔化的液態(tài)金屬澆入模具，等它凝固;在顯微鏡下看其金相，會呈現(xiàn)形似“干裂農田”狀的縫隙，專業(yè)術語稱之為“晶界”。

“晶界是金屬的薄弱環(huán)節(jié)。”國家科技重大專項“重型燃氣輪機”技術負責人表示。為提高金屬材料在高溫下的強度，就要想辦法消除晶界。

這是一個極其復雜、漫長的過程，包括精確的溫度控制，以及精密鑄造、定向/拉單晶等工藝。其核心部件的毛坯“都是來自國外”;核心設備單晶爐，也須從國外進口。

該技術負責人解釋，作為一種旋轉葉輪式熱力發(fā)動機，燃氣輪機的葉片是最重要的核心部件之一。它要在1400℃—1600℃的高溫下長期穩(wěn)定地工作，目前沒有任何金屬可以做到。怎么辦?

極限工況催生出極致技術，一種對質量和性能瘋狂到近乎變態(tài)的追求。除了消除晶界、提高所用材料本身的強度之外，“只有靠冷卻”：葉片是中空的，以便通冷卻空氣;表面有陶瓷涂層、冷卻氣膜，使它跟高溫燃氣隔離，等等。

更關鍵一點，在以上復雜流程的所有環(huán)節(jié)，任何一項技術參數都不能有絲毫偏差，“這是它跟常規(guī)制造流程最大的不同”。他強調，常規(guī)制造中還有一個安全系數，即一定的容錯裕量;而“極限制造完全是另一概念”：葉片是空心的、又很薄，除了精鑄，目前沒有其他工藝手段可以做出來，未來3D打印能不能解決還不清楚。

鑄造過程中，材料的夾渣、裂紋、疏松、氣孔以及變形等，都會影響葉片的強度和性能。因為“它本身是不可能的，要靠好多極限手段硬讓它變得可能”，所有技術必須做到極致。所以，一就是一，二就是二，偏差根本不能容忍、不被允許。