中國航發燃機公司：加速驅動燃氣輪機產業化

燃氣輪機集新科技、新材料、新工藝于一身，需要滿足高溫、高壓、高轉速、長壽命等條件，僅有少數幾個工業強國具備獨立自主的研制能力，被譽為裝備制造業“皇冠上的明珠”。

在綠色低碳發展趨勢下，燃氣輪機可用于分布式能源、調峰電站、管輸增壓、海上平臺等領域，對于保障國家能源安全、推進“雙碳”目標實現具有重要意義。2016年中國航發成立后，利用航空發動機技術和產業優勢，積極開展燃氣輪機自主研制。2019年，中國航發整合內部燃氣輪機產業資源，成立中國航發燃機公司（簡稱“燃機公司”），進一步加快燃氣輪機自主研制的腳步。

經過5年的探索和實踐，燃機公司已成為國內領先的燃氣輪機研發制造商，截至2024年5月底，燃機公司“三輕一重”系列燃氣輪機累計示范運行時長已超過47000小時，標志著我國自主創新的燃氣輪機正不斷走向成熟。

堅定信念 攻克技術難題

燃氣輪機自上世紀30年代發明以來，僅有美國、德國、日本等少數工業強國具備自主研制能力，其難度可想而知。

2019年燃機公司成立之時，面對燃氣輪機自主創新這一艱巨的歷史性任務，立下了這樣一份初心——保障國家能源安全為己任，通過建立燃氣輪機科技創新體系，實現國產燃氣輪機自主研發和生產制造。

中國航發燃機公司總經理楊繼業表示，在初心的指引之下，燃機公司明確了“成為世界一流的燃氣輪機綜合能源解決方案提供商”的企業愿景和“聚焦燃機應用領域，全價值鏈發展，打造產業平臺”的戰略定位，將公司戰略與核心業務逐層解碼，為公司的發展提供了具體路線圖。

正是因為有了這樣的初心和戰略規劃，面對產品研發過程中的重重挑戰，燃機公司展現出堅定的決心和強大的執行力，以創新思維和科學方法不斷取得突破。

重型燃氣輪機的透平葉片需要長時間在高溫、高轉速、高氣動負荷環境下運行，尤其是高達1200℃至1500℃的工作溫度，對其制作材料與工藝要求極高，因此研制難度很大。

在“太行110”重型燃氣輪機研制過程中，研發團隊首先需要找到一種耐高溫的模具材料，他們決定從陶瓷型芯著手。

“重型燃氣輪機葉片的陶瓷型芯是非常復雜的矩陣式交錯網格狀結構，其強度等指標控制不好的話，在高溫鋼水的沖擊下會瞬間斷裂，葉片內腔形狀無法形成，還容易形成夾雜缺陷。”燃機公司總冶金師叢健說。

為了研制陶瓷型芯材料，研發團隊經過多方探尋，了解到一種多孔添加劑的配方材料，通過特殊工藝，從一種膠當中將該材料提取出來，再通過球磨細化處理，形成后期配方當中非常重要的添加劑材料，又反復嘗試10多種配比方案，最終確定了最優的配方材料比例。

透平葉片生產出來后，研發團隊開始尋找降溫的辦法。首先通過在葉身設計異形氣膜孔結構來提升冷卻效率，接著又探索出在葉片內部設計密布的“迷宮式”結f633431b90e165dbe1e74352b55cddac構，讓冷卻氣體進入葉片內腔并迂回而行，進一步加強冷卻效果。

燃機公司類似的創新案例還有很多。在研發過程中，燃機公司深入挖掘國內外先進技術，通過自主創新，逐步攻克了燃氣輪機設計中的雙燃料在線切換、低排放等關鍵難題。同時，燃機公司不斷加強對燃氣輪機材料、結構、燃燒等核心技術的研發，持續優化設計方案，提升產品的性能和可靠性。

創新過程中，科技人才的作用尤為關鍵。燃機公司成立以來，系統構建了以事業激勵、精神激勵、物質激勵為核心的激勵體系，實現了對科技創新人才多層次、多維度的激勵。

楊繼業告訴《國資報告》記者，事業激勵方面，燃機公司建立了設計、工藝、冶金、質量四個一級專業、35個二級專業的專家體系，2023年通過開展職務職級晉升方式，21人次獲得職級晉升，同時，通過提供參與燃機輪機重點科研項目和創新平臺的寶貴機會，進一步提高科研創新人才的積極性。

此外，燃機公司采取多種方式激發科技創新人才的榮譽感、價值感和奮斗熱情，2023年，在燃機公司的表彰獎勵中，科技創新人才獲獎占比高達70%。燃機公司還積極推薦科技創新人才參與內外部的人才計劃：其中1人成為享受國務院特殊津貼專家、1人入選國家級人才計劃，10余人獲得中國航發集團級人才表彰獎勵。

物質激勵方面，燃機公司采用了短中長期相結合的激勵方式：通過市場化的薪酬水平、績效分配獎勵等短期方式滿足科技創新人才的基本需求；通過總經理特別獎、專利獎勵、科技成果轉化獎勵等中期方式確保科技創新人才的額外貢獻得到合理回報。2023年，燃機公司累計開展科技創新激勵四項，覆蓋科技人才126人次。

發揮新型舉國體制優勢

在研發過程中，燃機公司充分發揮新型舉國體制優勢，借助外部優勢資源，在政、產、學、研、用等各方面打造創新生態系統。

組建遼寧省燃氣輪機創新聯盟，是燃機公司發揮新型舉國體制優勢的典型舉措。聯盟成立以來，燃機公司作為聯盟的牽頭單位，不斷遴選燃氣輪機產業領域優勢突出的高校、科研院所、骨干企業等產業鏈上下游單位加入聯盟，先后開展3次成員優質擴容工作，成員總數已從最初的16家增容至36家。

“聯盟圍繞自主燃機產業發展和關鍵共性技術，以技術攻關、試驗示范為首要任務，全面推動燃氣輪機技術的創新發展與成果轉化。”楊繼業說。

依托創新聯盟，燃機公司錨定海上平臺、氣電、煉化、管輸、新能源、煤化工、生物質燃料、油服移動電源壓裂等重點應用場景，開展廣泛調研和方案研究，與能源、化工、電力、大學等科研單位，中國海油、中國石油等石化龍頭企業深入合作，達成戰略協議3項，推進落實合作20余項，全面推動燃氣輪機技術的創新發展與成果轉化。

2022年5月，“太行110”在中國海油深圳電廠完成安裝調試及首次并網。經過一年多的示范運行，2023年6月4日，“太行110”解決了燃燒切換、TCS同期并網、負荷加載、機爐協調等問題，在深圳通過產品驗證鑒定，標志著我國重型燃氣輪機走完自主研制全過程，填補了國內該功率等級產品空白，也為下一步走向商業成功奠定了堅實基礎。

為解決海上平臺關鍵設備技術“卡脖子”難題，建立核心設備自主生產和維保能力，經中國海油與中國航發雙方商議，在東方終端開展7兆瓦國產燃機的示范應用。

2017年03月12日，雙方在東方終端召開“太行7”燃氣輪機海上平臺發電示范項目啟動會，項目進入正式實施階段。2021年12月17日，通過國家能源局組織的階段評審驗收。截至2024年5月19日，示范機組已累計示范運行13500小時。

2019年，燃機公司與河南利源合作，建立“太行25”燃機試驗示范電站，示范工程的運營得到了河南利源的高度認可。河南利源相關負責人表示，燃機公司擔當了國家的戰略使命，依靠自己的技術力量和奉獻精神，能夠及時提供各種周到的技術服務和零配件支持。

“太行25機組已實現商業運行15000小時，屬于該類型燃機全自主知識產權的重大突破，贏得了我們的信賴，同時在此基礎上分別進行了柴油、天然氣、富氫氣等不同燃料燃燒系列的成功驗證，解決了‘卡脖子’問題。”該負責人說。

市場化初見成效

2019年成立以來，燃機公司通過統籌資源配置、加大研發投入、加快條件建設，多型燃氣輪機研制取得重大突破。目前，燃機公司已形成以“三輕一重”為代表的一批滿足客戶需求、安全可靠的燃氣輪機產品，并持續推動產品的迭代與發展，不斷提升產品的性能。

所謂“三輕”，指的是“太行7”“太行15”“太行25”三型輕型燃氣輪機。“太行7”已突破海上平臺燃機雙燃料設計技術難題，成為我國首臺具有完全自主知識產權、正式在海上油氣平臺上投用的燃氣輪機。“太行15”具有熱效率高、結構緊湊等特點。“太行25”具有適用范圍廣、可靠性強等特點。

“一重”指的是“太行110”重型燃氣輪機。“太行110”是國內首款具有完全自主知識產權的110MW級重型燃氣輪機，具有啟動迅速、聯合循環效率高、維護簡便等特點，成功填補了國內該功率等級的產品空白。

目前，“三輕一重”燃氣輪機已全部納入國家能源局首批示范名單，裝備能源、石化、電力等多個行業，在管輸增壓、機械驅動、應急保障等領域應用場景豐富，累計運行時長超過47000小時。楊繼業表示，這標志著我國燃氣輪機自主創新正不斷取得成熟，也充分彰顯了航發燃機作為我國燃氣輪機產業發展的國家隊和主力軍的作用。

燃機公司的產品已初步得到了市場的認可。2023年8月17日，2023（中國）亞歐商品貿易博覽會在新疆烏魯木齊開幕。“太行110”“太行25”“太行7”等燃氣輪機產品紛紛亮相，并舉行產品推介會，簽署多份合作協議。

2023年11月26日，燃機公司系列產品推介會在海口召開，與多家用戶簽署合作協議，包括與中國海油能源發展裝備公司就成撬制造達成戰略合作關系，與中國海油湛江分公司潿洲終端達成項目合作，與東北院國際工程公司達成意向采購協議，與中天鋼鐵集團合作開展第三代工業軸流壓縮機工程應用示范項目。

當前，面對世界百年未有之大變局，自主知識產權燃氣輪機的市場化和產業化發展仍任重道遠。

核心技術是買不來的。面對挑戰，楊繼業表示，燃機公司將繼續抓住國產燃機自主研發創新這一“牛鼻子”，加快實現國產化燃機自主保障，解決關鍵技術“卡脖子”問題，推進國產化燃機產品替代。同時，繼續推進和深化落實央企集團的戰略合作關系，通過深入合作和創新多元化商業模式，實現“國貨國用”，構建國產燃機產業發展事業共同體。

“我們還將對標世界一流企業，抓住‘一帶一路’發展契機，大力開發海外能源市場，為國產燃機發展爭取更大發展空間。”楊繼業說。