大家好,我叫段方苗,來自國家電力投資集團有限公司所屬中國聯合重型燃氣輪機技術有限公司,我們公司承擔著國家重大科技專項之一——「重型燃氣輪機」專項的研發任務。我目前所從事的工作領域是重型燃氣輪機熱端部件選材、製造與維修,這個領域一直是燃氣輪機行業技術含量最高、投資最大、困難最多的環節,迄今為止國際上完全掌握這一尖端技術的只有PCC、Howmet、Downcast等少數幾家公司,而我國還未完全掌握熱端部件的核心技術。
我在到中國重燃工作之前一直在電廠工作,由於始終不能解決包括葉片在內的重型燃氣輪機核心技術,電廠不僅要花費大量的金錢購買國外的設備,還要長期付出設備維護的費用。這讓電廠幾乎沒有任何利潤,甚至大多數都在虧本。現實的殘酷讓我深刻地明白,掌握不了核心技術,就始終要受制於人。所以在2015年,當我國正式啟動「航空發動機及燃氣輪機」國家重大科技專項時,我毫不猶豫的加入了中國重燃專項研究團隊,和來自各個領域的「追夢人」一起,開始了一條漫長的攻關之路。
在裝備製造業內,重型燃氣輪機被譽為「皇冠上的明珠」,重型燃氣輪機的研發製造水平也代表了一個國家的重工業和高端製造業的水平。一直以來,重型燃氣輪機的設計和製造都被西方國家技術封鎖,成為制約我國重型燃氣輪機發展的「卡脖子」問題。但就在不久前,我們中國重燃公司利用已有基礎,構建高溫葉片產業鏈,成功掌握了重型燃氣輪機的關鍵技術之一——一級靜葉的研製,實現了自主設計、自主冶煉和自主製造的突破。6月7日,中央電視臺《朝聞天下》推出端午特別策劃節目《我的中國「心」》,首個講述的就是「重型燃氣輪機」突破核心技術的中國故事。很榮幸,當時我在節目中向全國觀眾介紹了我們從事的事業,我們的項目,我們的團隊。
重型燃氣輪機聽起來很高大上,其實他和我們熟悉的航空發動機一樣,都是燃氣輪機的一種,是為能源、航空、艦船等領域大型裝備提供動力的「心臟」。而我所在的材料製造室所負責的一級靜葉項目,正是這個「心臟」的守護者。透平第一級靜葉在整機啟停的過程中,不斷重複20℃室溫到1400℃高溫的循環,要經得住上千次的熱疲勞循環,上萬小時的使用周期。這種熱疲勞作用,會讓葉片變形和變軟,無法保證形狀,因此對葉片的性能提出了更苛刻的要求。簡單來說,一級靜葉能夠承受多大的高溫,直接決定了重型燃氣輪機的能力。由於燃氣的溫度一般在1400度到1600度之間,而所用高溫合金的工作溫度卻只有900攝氏度,這就對葉片研製提出了巨大的挑戰。打個比方就是說把冰放在沸水裡,而且還得不讓它融化。我們這個葉片也是放在高的溫度下,也要求他保持自己的強度,保持自己的性能。相當於要實現「讓冰在沸水中也不會融化」。這對於一支平均年齡只有35歲,起步晚,底子薄,也沒有任何經驗可以參照的年輕團隊來講,可以說是「比登天還難」。
然而,這些聽起來無法逾越的困難,對我們這群年輕人來說卻沒有產生絲毫動搖。相反,我們帶著這股特別能吃苦的拼勁和闖勁,開始了一級靜葉的研製工作。為了實現「讓冰在沸水中也不會融化」的奇蹟,我和這支年輕設計團隊一起開始了艱難的探索,經歷了無數次的失敗和重來,我和我的團隊對於產品質量的追求幾乎達到了在雞蛋裡挑骨頭的苛刻,設計團隊在小小的葉片周身設計了超過400個冷卻孔,而每一個孔的加工精度都要小於0.1毫米,我們在加工葉片的時候,上緣板的位置存在5個冷卻孔的幹涉問題,我和設計人員、工藝人員在現場不停的調試打孔的角度,一點一點去調整,一點一點去嘗試,經過一輪又一輪的試驗,這5個小小的冷卻孔花費了2天的時間,才達到設計要求。因為我們知道,任何一點小小的誤差都可能前功盡棄,儘管現在我們掏了昂貴的試製費,但只有這樣,我們才能在將來不掏昂貴的設備採購費和維修費。
最終,我們攻克了一個個技術難關,在2018年成功試製出第一批我國自主設計、自主冶煉、自主製造的最大的重型燃氣輪機透平一級靜葉。然而我和我的團隊都非常清醒,我們知道試製完成只是第一步,接下來還需要進行大量的實驗來驗證,實驗的結果也許隨時會讓我們之前所有的努力推翻,重新來過。但我們無所畏懼,我們將用青春和奮鬥,不懈探索自主創新之路,坐得住冷板凳,裝得下「中國心」。我們知道,核心技術要不來、買不來、討不來。有時候,我自己覺得,有一種把個人的價值和國家的價值聯繫到一起,是可遇而不可求的。我們參與其中,我們每個人都會被記住。(段方苗 中國聯合重型燃氣輪機技術有限公司)
[ 責編:楊煜 ]