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文/李鹏森
芯片代表一个国家的信息技术水平，而重型燃气轮机则代表一个国家的重工业
在工业发展领域，尤其是精密零部件制造，我国与西方差距很大，其中重型燃气轮机就是被封锁的一项，事实上！工业燃气轮机和船舶动力此前基本由 GE、西门子、阿尔斯通和罗罗垄断，国内无论是上海、东方等几家大型电力公司，基本上都是与外国垄断公司合作，有点像国内的汽车合资公司，核心技术掌握在别人手中，利润主要来自国外，几大巨头瓜分了中国巨大的燃气轮机市场，这一模式的缺点是国内自主研发的道路没有走完，能力没有形成。
具体来说，燃气轮机在航空、舰船和发电等领域代表着一个国家的巅峰科技水平的高低程度，毫不夸张的说，其重要程度以及研发难度不亚于芯片的发展。而重型燃轮机最常见的应用领域是中型航母，它是舰船发电和驱动领域的核心设备，也是目前热功转换型发电设备中效率最高的类型。从某种意义上说，重型燃气轮机是大国的重器，关系到国家的能源安全的巩固与发展。
此前，好消息传来，有关报道称，由中海油与中国船舶联合设计的25 MW国产海上平台双燃料燃气轮机，已成功通过工程应用与验收，这也是我国自主研发的第一台双燃料燃气轮机，一举打破长期以来受外国技术垄断尴尬局面，是一次飞跃。
而且也标志我国在重型燃气轮机技术领域，经过十多年的攻克，拥有自主知识产权，打破了国际垄断。在我国燃气轮机的发展过程中，这是一个重要里程碑！
此前，西安交通大学王铁军教授指出，重型燃气轮机研发难度较大，这不仅是因为其高科技含量，而且每项技术的突破都要经过“基础理论→单元技术→零部件试验→系统集成→综合验证→产品应用”的整个过程，整个开发过程非常复杂和漫长。例如，日本三菱，从上世纪六十年代起，引进世界知名电工设备制造企业的美国西屋高端技术，到八十年代才实现自主研发，历时23年。
而就舰船发展来说，当今世界海军强国在舰船动力方案的选择上，其主要竞争对手是舰船柴油机和舰船蒸汽轮机，但由于舰船动力系统性能要求具有天然的优势，燃气轮机成为各国舰船动力系统发展的唯一选择。
本次验收通过的燃气轮机项目从4年前起开始研制，并于两年前全部完成研制，并获得科技成果鉴定证书。此前的8月时候，国内第一台25 MW海上平台双燃料燃气轮机发电机组正式出厂交付，并于近期顺利通过验收。从这一点可以看出，我国已初步建立起燃气轮机自主研发设计体系，实现了国内重型燃机整机及关键部件设计、高温部件制造及试验验证技术的全面突破。
具体来说，在谈到重型燃气轮机，它是迄今效率最高的热功转换发电设备，因此被称为“皇冠上的明珠”，作为一个外形庞大的工业机械巨兽，它既要追求高效性能，又要考虑经济效益，这是令制造业陷入鱼与熊掌不可兼得的痛苦之中。
众所周知！芯片代表一个国家的信息技术水平，而重型燃气轮机则代表一个国家的重工业。海洋平台用燃气轮机是海洋油气开采平台中最常用的动力来源，是海洋平台的心脏，也是其核心技术。而且大型燃气轮机设计难度大，结构复杂，在此之前，其核心技术已为国外所掌握，而且，只有少数国家获得专利，这也使得中国在该领域对外国市场的高度依赖。但大部分海外合作方条件苛刻，中方不能获得设计技术，难以实现自主制造能力。今天，国产海上平台燃气机验收成功，标志着中国未来能源安全技术的卡脖子环节又少了一道，不再受制约。
事实上！极为高端的制造工艺，使得燃气轮机在航空、发电、汽车、国防等领域具有不可替代的作用，特别是对大型舰船而言，更是不可或缺的，而重型燃气轮机则常常被用作万吨级舰船甚至普通航母的主要动力。众所周知，过去中国海军实力并不强大，纵观世界，即使是名不见经传的重型燃气轮机，也在很大程度上受制于西方国家对重型燃气轮机的禁运。
我国后来通过外资合作，开始引进重型燃气轮机，才缓解了中国船舶动力不足的问题。但是毕竟其他国家的发展也是有限的，依靠别国也不是办法，再说了，人家提供的帮助也有限，不可能给你们提供核心技术，因此，我国就开始致力于重型燃气轮机的自主研发。
而且研制大型燃气轮机的困难是可以想象的。具体地说，燃气轮机(Gas Turbine)是一种旋转的动力机械，它利用连续流动的气体作为工质，将热能转化为机械功。就空气和气体的主要流程而言，由三个主要部件组成的燃气轮机循环，即一般所说的单循环，即压缩器(Compressor)、燃烧室(Combustor)和气体透平(Turbine)。燃气涡轮多采用简单循环方案。由于其结构简单，最能体现燃气轮机所具有的体积小、重量轻、起动迅速、不需要冷却水或使用量少等一系列优点。
一般在燃气轮机中，压气机的动力是气体透平膨胀，是气体透平的负载。其中，透平机发出的机械功有1/2至2/3左右用于驱动压气机，其余约1/3用于驱动发电机。当燃气轮机启动时，首先需要外部动力，一般是起动机驱动压气机，当燃气轮机的汽缸功率大于汽缸功率消耗时，外部起动机就会脱扣，燃气轮机本身就无法独立工作。
燃气涡轮的工作过程是：压气机(即压缩机)不断地从大气中吸进空气并将其压缩；压缩空气进入燃烧室，与喷入的燃料混合燃烧，形成高温气体，然后流入燃气涡轮进行膨胀做功，推动涡轮叶轮与压气机叶轮一起旋转；加热的高温气体的做功能力大大提高，因此燃气涡轮在驱动压气机的同时，还有余功作为燃气轮机的输出机械功。
初温煤气压缩比，是影响燃气轮机效率的主要因素之一。燃气轮机的效率可以通过提高燃料气的初始温度和相应提高压缩比来显著提高。1970年代后期，压缩比最高，达31%；工业和船舶燃气轮机的气体初温最高，约为1200℃，航空燃气轮机超过1350℃。
经上述分析，其制造难度可想而知，因此，在我国宣布进行自主研发时，国外许多媒体都对此表示冷嘲热讽，称这是不可能的，而我国最擅长的，就是把它变成可能。经过众多科研人员不分昼夜的辛勤工作，历时十年，东方电气集团终于成功研制出50兆瓦的重型燃气轮机，并进行了整机点火试验，这既意味着我国取得了突破，又意味着我们迈开了追赶的步伐，在重型燃气轮机领域，我们将向西方最先进的技术提出挑战，然后，像许多已经上演或正在上演的“故事”一样，实现追赶目标。
另外，近些年来我们已经取得了很多成就，国产C919大型客机完成试飞，即将投入量产；北斗卫星系统也已经正式建立，正在逐步完善，并得到了海外国家的签约支持。各种迹象表明，中国已经在自主研发上下了很大的功夫，正是中国科学家的不懈努力才有了今天的突破。
总的来说，尽管中国是制造业大国，但是在核心技术上还存在着许多难题。中方科研队伍也在不断研究开发，中国的自主研发之路依然任重道远。此前，对手正是抓住中国在芯片技术方面的短板，排挤华为，中科院也已经成立了专门小组，针对芯片研发和光刻机等中国技术难题开展专项研发，以求摆脱西方反华势力的遏制与打压。
中国科学院是中国最强大的科学研究力量，相信只要掌握了先进的技术，掌握了主动权，不久的将来，中国就能把卡脖子的难题一扫而光，实现完全自主生产。
