http://kadhoai.com.cn 2026-04-26 09:35:38 來源:中國高新技術產業報
其造價僅為進口的1/4,標誌著我國掌握了燃氣輪機核心部件製造技術

安裝中的重型燃氣輪機
燃氣輪機是現代製造業的“動力之源”,其中的渦輪高溫葉片則是燃氣輪機的核心部件之一。日前,上海市科委重大專項課題“高溫合金葉片製造技術研究”在上海大學通過專家驗收,這也標誌著該領域的國產技術已接近國際最高水平。
葉片技術製約我國燃氣輪機發展
燃氣輪機被公認為世界上最難製造的機械裝備,又稱製造業“皇冠上的明珠”。它是大型客機、特種船舶和民用發電等領域的主要動力源之一,現代燃氣輪機的熱效率已達到42%以上,是最高效的動力設備之一。
據專家介紹,渦輪高溫葉片是燃氣輪機的核心部件,在高溫、高速、高(gao)應(ying)力(li)和(he)高(gao)腐(fu)蝕(shi)的(de)環(huan)境(jing)下(xia)工(gong)作(zuo),其(qi)結(jie)構(gou)複(fu)雜(za),製(zhi)造(zao)難(nan)度(du)大(da),對(dui)組(zu)織(zhi)性(xing)能(neng)和(he)加(jia)工(gong)質(zhi)量(liang)要(yao)求(qiu)極(ji)高(gao),國(guo)外(wai)對(dui)此(ci)項(xiang)技(ji)術(shu)嚴(yan)格(ge)保(bao)密(mi),嚴(yan)重(zhong)製(zhi)約(yue)我(wo)國(guo)重(zhong)型(xing)燃(ran)氣(qi)輪(lun)機(ji)的(de)發(fa)展(zhan)。
為解決上述問題並推動上海市高端製造業的創新發展,2008年上海市科委設立重大研究專項課題,針對當前國際上最先進的F級256兆瓦重型燃氣輪機渦輪高溫葉片開展技術研究和攻關,由上海大學和其它幾家單位共同承擔。
形成獨特的工藝路線
據介紹,渦輪葉片的製造原理是將鎳基金屬溶液澆鑄在模具中,再進行冷卻結晶,過程類似於冬天水汽在玻璃窗上遇冷結晶形成“冰花”。渦輪葉片能否耐受高溫、是否有足夠的強度,和結晶過程中的溫度以及晶體形成的數量、甚shen至zhi方fang向xiang都dou有you關guan係xi。一yi般ban來lai說shuo,晶jing粒li數shu越yue少shao,葉ye片pian的de耐nai高gao溫wen性xing越yue好hao,也ye越yue能neng勝sheng任ren發fa電dian機ji燃ran氣qi輪lun機ji等deng高gao功gong率lv設she備bei用yong途tu。目mu前qian行xing業ye內nei最zui難nan的de技ji術shu,是shi讓rang整zheng個ge葉ye片pian成cheng為wei一yi個ge晶jing粒li,即ji“單晶”技術。此外,如果讓晶粒有序地向一個方向排列,也能提高葉片強度,避免斷裂,此項技術為“定向”技術。
tongguosiniandenuli,ketizuzaishangshuliangzhongjishulujingshangjunyoutupo,haixingchenglezijidutedegongyiluxian。liru,tongguoshijiacichangkongzhi,bimianjinshurongyezaijiejingguochengzhongwuxuliudong,shichengpindecailiaomidugengjiajunyun;通過設置葉片不同位置的溫度梯度,控製晶體生長速度等。
據課題負責人、上海大學教授任忠鳴介紹,課題組在合金淨化、精鑄控製、工藝優化等領域取得突破性進展,成功研製出F級256zhaowazhongxingranqilunjiwolundierjigaowenhejindingxiangningguyepian。tongshi,zaishanghaidaxuejianliqidegaowenhejinyepianyanjiuzhongxin,yixingchengranqilunjidenggaowenhejinjingmizhuzaoreduanbujiandezhizaojishuyanjiu、工藝試驗、產品檢測和小批量生產的能力。目前,課題組已經為微型燃氣輪機試生產了三台份(套)高溫渦輪葉片,用於試機和試車。同時還為國內精鑄企業試生產了燃氣輪機高溫渦輪動力葉片、導向葉片和矢量噴口導向葉等關鍵部件。
有望突破國際高價壟斷
julejie,youyuguowaiduizhexiangjishudeyangefengsuo,muqianwoguodabufendianchangderanqilunjidoushizhengjicongguowaigoumai,zhexieshebeijiagebufei,yitaijiuxuyaohuafeishijiyiyuan,erweixiushebeigengshiyuanyuanbuduandijuzitouru。
任忠鳴給記者算了筆賬:一片進口單晶葉片的造價約在40萬元左右,經過中間代理商賣給中國廠家,價格翻了2.8倍,即112萬元,一台燃氣輪機需要由數級渦輪葉片組成,其中1級渦輪葉片需由96片這種的單晶葉片組成,也就是說,僅1級渦輪葉片的購買價格,就在1億元左右,也就難怪整台設備開出如此天價。
任忠鳴說,等生產工藝穩定之後,上海大學自主研發的單晶葉片造價大約為10萬元/片,僅為國外價格的1/4,這無疑將大大降低電廠、大型客機、特種船舶等使用燃氣輪機領域的成本,而國產單晶葉片投入市場,大約還有3―5年的路程要走。
yanshouzhuanjiazuduicijianyi,shanghaishizhengfujiyouguanfangmianduigaixiangmujixugeiyudalizhichi,shishangshuchengguojinyibushixiangongyiwendinghegongchengyouhua,bingjiasuqizaizhongxingranqilunjikaifahezhizaolingyudeyingyong。tongshi,jianyijinyibukaizhanF級重型燃氣輪機透平的第一級高溫合金單晶空心葉片的研製工作,從而為提升我國的高端製造業服務。
仍需重點突破核心技術
據ju介jie紹shao,我wo國guo的de燃ran氣qi輪lun機ji製zhi造zao業ye始shi於yu上shang世shi紀ji五wu十shi年nian代dai,六liu十shi至zhi七qi十shi年nian代dai各ge汽qi輪lun機ji廠chang都dou曾zeng研yan製zhi生sheng產chan過guo燃ran氣qi輪lun機ji。當dang時shi主zhu要yao是shi參can照zhao前qian蘇su聯lian技ji術shu,進jin行xing仿fang製zhi和he自zi主zhu設she計ji,成cheng功gong研yan製zhi了le部bu分fen燃ran氣qi輪lun機ji。但dan隨sui著zhe國guo家jia能neng源yuan結jie構gou調tiao整zheng,天tian然ran氣qi供gong應ying不bu足zu,燃ran氣qi輪lun機ji研yan製zhi在zai逐zhu步bu失shi去qu市shi場chang。上shang汽qi、哈汽的燃機項目無奈下馬,高校的燃機專業關停,大量燃機人才轉行。30年的斷層讓我國燃氣輪機技術錯過了國外高速發展的時期,迅速與國際水平拉大了差距。近10年來,隨著國家能源戰略的調整,燃氣輪機才重新步入發展的快車道。
此前,記者從中國電機工程學會燃氣輪機專業委員會了解到,要加快燃機發展速度,進行跨越式發展,就要引進、消化、創新聯動,重點突破核心技術,包括:金屬材料冶煉製造、葉片噴嘴加工技術、大型部件熱處理、大型部件複合總成、計算機控製、檢測儀表,也包括能源綜合技術、熱電聯供技術、燃氣蒸汽循環技術、振動測試分析等。