國務院日前發布的《中國制造2025》，描繪出我國建設制造強國的宏偉藍圖。在這樣的藍圖中，任何一個概念被提及，都是激動人心的，因為這背后意味著國家的長遠規劃和產業的跨越發展。燃氣輪機，便是其中一個概念。《中國制造2025》在高端裝備創新工程方面提出，要組織實施包括航空發動機及燃氣輪機等在內的一批創新和產業化專項、重大工程。開發一批標志性、帶動性強的重點產品和重大裝備，提升自主設計水平和系統集成能力，突破共性關鍵技術與工程化、產業化瓶頸，組織開展應用試點和示范，提高創新發展能力和國際競爭力，搶占競爭制高點。

       由此不難看出，在建設制造強國的過程中，我國誓要摘取燃氣輪機這顆“制造業皇冠上的明珠”。這不禁讓人期待，向來被歐美國家企業壟斷的燃氣輪機領域，會有我國企業不斷加入，甚至成為強有力的市場競爭者。當然，對照現實，我國燃氣輪機產業發展盡管已經取得一定的成績，但仍然存在很多瓶頸問題，需要一一加以解決。

燃氣輪機產業迎良機

      “制造業皇冠上的明珠”，這樣的說法毫不夸大。燃氣輪機是以連續流動的氣體為工質帶動葉輪高速旋轉，將燃料的能量轉變為有用功的內燃式動力機械，是一種旋轉葉輪式熱力發動機。粗略算來，燃氣輪機涉及結構力學、材料學、氣體動力學、工程熱力學、轉子動力學、電子學、流體力學等諸多學科，而超大型燃氣輪機更是被公認為世界上最難造的機械裝備。以目前全球最大的燃氣輪機為例，其重量相當于一架加滿油的空客A380，出力相當于1200輛保時捷911汽車的渦輪增壓發動機，但核心部件的精度誤差卻最多僅為幾十微米。

       發展集新技術、新材料、新工藝于一身的燃氣輪機產業，是國家高技術水平和綜合實力的重要標志之一，具有十分突出的戰略地位。這也是作為我國頂層設計的“中國制造2025”專門提及燃氣輪機的重要原因。事實上，今年3月，李克強總理在政府工作報告中就曾指出，新興產業和新興業態是競爭高地。要實施高端裝備、新能源、新材料、航空發動機、燃氣輪機等重大項目，把一批新興產業培育成主導產業。

       燃氣輪機的應用范圍廣泛，包括作為船舶推進設備被用于海洋領域，以及作為源動力用于電力領域等。對我國而言，燃氣輪機行業還是一個朝陽產業，發展潛力巨大。特別是隨著我國節能減排工作的全面推進，燃氣輪機作為能源高效轉換與潔凈利用系統的核心動力裝備，在海洋和電力領域將迎來高速發展期。不過，業內專家也指出，我國燃氣輪機技術基礎相對薄弱，核心技術儲備不足，系統和配套裝備的國產化率不高，難以滿足我國經濟快速發展和實際應用的需要，都是必須正視的現實。

      目前，燃氣輪機核心技術仍掌握在歐美幾個發達國家的企業手中。其中，通用電氣（GE）公司一直穩坐世界燃氣輪機生產銷售的頭把交椅，在船用燃氣輪機方面也有著豐富的經驗，并且仍未放慢研發的步伐。去年，GE公司的船舶部門與英國勞氏船級社（LR）簽署了將燃氣輪機作為商船動力的合作諒解備忘錄，聯手研究商船用燃氣輪機。在此之前，GE公司已經在17艘郵輪、5艘高速游艇和19艘高速渡船上安裝了90臺船用燃氣輪機。同時，其LM6000航改燃氣輪機具有長達2100萬運行小時的用于船舶和工業領域的可靠跟蹤記錄，并已有1110臺PC型LM6000航改燃氣輪機被應用于路基發電、驅動液化天然氣（LNG）壓縮機，以及海洋浮式生產儲油船、海上平臺和自行駁船。

      相比之下，我國的燃氣輪機研發起步較晚。據了解，我國的燃氣輪機起步于上世紀50年代末期，當時還是從前蘇聯引進的。改革開放以后，我國曾引進西方的先進燃氣輪機，并進行過仿制。隨后，在引進國外燃氣輪機并且國產化的過程中，我國真正消化、吸收了相關技術。當然，鑒于技術基礎的薄弱，我國在這方面還亟待奮起直追。

      當前，我國作出了發展海洋經濟、建設海洋強國和強大國防的戰略部署。同時，進行能源結構調整，節能減排的呼聲越來越高。這些都使得燃氣輪機在船舶和電力等領域的應用有了潛在需求和廣闊前景。在《中國制造2025》的指引下，我國相關企業及研發機構唯有加強自主研發，打破技術瓶頸，才能抓住難得的發展良機。

關鍵設備研發需給力

      事實上，不僅是燃氣輪機，我國在燃氣輪機關鍵部件方面同樣主要依靠進口，其中就包括進排氣系統。就進氣過濾系統而言，其作用在于過濾掉空氣中微米級的雜質、鹽、霧等，相當于燃氣輪機的“口罩”。如果“口罩”不給力，污染物便會對燃氣輪機造成損害，包括葉片沖蝕、葉片結垢、堵塞冷卻通道、金屬腐蝕等，從而影響機組運行安全、增加維護成本、降低運行經濟性。同時，進氣過濾系統還可以調節進氣的溫濕度。我國相關研發機構從上世紀80年代開始從事進排氣系統的國產化工作，目前已經形成系列產品，掌握了先進技術。

      不過在實際應用過程中，不管是客戶還是生產企業，都感覺燃氣輪機這一高端產品的推廣還存在巨大的挑戰。挑戰之一，便是燃氣輪機進氣系統“千人一面”所造成的困擾。由于我國幅員遼闊，氣候環境差異巨大，燃氣輪機進氣系統所面對的空氣濕度和污染物種類差別很大。然而，目前燃氣輪機進氣系統基本上是企業根據統一的設計進行生產，并沒有針對用戶現場環境進行“私人定制”。這樣一來，不同地區、不同環境的燃氣輪機使用相同的進氣系統，難以實現最優設計。尤其是近年來部分地區大氣污染嚴重，影響了燃氣輪機的裝機適應性。

      據了解，海洋高濕、高鹽環境對燃氣輪機也會帶來一定影響，包括影響其性能、可靠性、壽命，帶來機械損害、化學損害、熱損害等。為此，業內專家紛紛建議，對燃氣輪機進氣系統“量體裁衣”，也就是針對不同燃氣輪機、應用環境、工作平臺進行特殊化的設計，以滿足空氣品質要求。這就要求企業在深入分析具體環境和客戶需求的基礎上，充分論證技術可行性與先進性，以及關鍵技術解決方案，確定系統的組成、功能和技術特性，并圍繞這些方面開展各項設計、研發和測試工作。

      除此之外，我國燃氣輪機進氣系統領域還存在其他突出問題。首先，盡管燃氣輪機本體設備的技術研究相當成熟，但是燃機進氣系統研發方面的投入不足，導致這一領域的理論體系不完善、研究滯后。其次，國內目前還沒有針對燃機進氣系統和進氣過濾器的設計規范和標準，燃機進氣系統的設計主要依靠經驗及主機廠商的內部規范。再次，我國燃機進氣系統和進氣過濾器性能檢測缺乏相關標準、測試能力和測試方法，導致用戶無法對進氣系統的性能進行評價。同時，燃機進氣過濾器第三方檢測機構的缺乏，也對燃機用戶的進氣過濾器采購工作造成不小的困擾。

      日前，中船－國電燃氣輪機進氣過濾器檢測聯合實驗室在北京正式揭牌。聯合實驗室以建設成為國內最權威的發電用空氣過濾器材料檢測實驗室為目標，主要開展發電用空氣過濾器材料檢測業務，規范燃機進氣過濾器生產和檢測行為。據介紹，聯合實驗室已成為國內第一家通過中國合格評定國家認可委員會（CNAS）認證的燃氣發電進氣系統領域第三方檢測權威機構。這在我國燃氣輪機進氣系統領域發展進程中有著重要意義，也會為推動燃氣輪機在國內的應用發揮積極作用。通過點滴的進步，我國燃氣輪機及關鍵設備方面有望迎來新的跨越。