烟气轮机(2021年，中国首台自研重型燃气轮机问世，对我国工业发展有何帮助)
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烟气轮机(2021年，中国首台自研重型燃气轮机问世，对我国工业发展有何帮助)
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2021年12月，中国华电和东方电气集团再传捷报，首台自主研发的F级50兆瓦的重型燃气轮机正式问世，并进入示范应用阶段，这便是世界动力界赫赫有名G50。
它的出现，为我国的大国重器再次添上浓墨重彩的一笔，其庞大的功率，对于我国航母的动力改进升级提供更大的发展空间。
近年来，我国对加快核心技术攻克难关之事颇为重视，并进一步加快推进研发成果同实践的结合，快速将科技力量转化为生产动力。
本次关于G50的研究，属于中国华电和东方电气集团联合研发。华电作为中国知名央企之一，在燃气轮机方面的突破，展现央企实力，凸显央企担当。
在“四个革命”与“一个合作”的指导思想下，保持高标准、高质量运营，将这项国之重器打造成为新一代我国动力研究方面的标杆项目和示范工程，切实培育G50的推广新路。
G50燃气轮机研发的背景
长期以来，发动机的对于一国工业发展具有重要的意义，特别是大功率的发动机对于军工业的发展关键作用，被誉为制造业皇冠上的明珠。
为了尽快追赶世界的步伐，摆脱中国长期以来的“动力心脏病”的问题，特别是在大功率柴油机、高性能的涡扇发动机以及燃气轮机方面存在一定的欠缺。
在这一背景下，我国于2009年东方电气集团宣布组建高功率燃气轮机研发小组，启动对F级50兆瓦的重型燃气轮机的研发工作，内部将这一计划称为G50。
重型燃气轮作为发电和驱动领域的核心，体现了一个国家的工业水平，而本次G50研发成功，让中国在这一领域的发展前进了一大步，不愧是中国人的“争气机”。
目前，航空航海，管道增压甚至在发电领域，重型燃气机均会派上用场。因此，重型燃气轮机有着极高的战略地位和庞大的市场发展空间，此前发达国家对这一技术始终处于封锁的状态。
自2009开始，东方电气集团和华电开始联手对G50展开全面研发。历时十余年的时间，前后投入10亿元用以研发。
目前，F级的50兆瓦的重型燃气轮机已经构建起一套包含设计、制造和试验的完整体系。
2019年，两家公司宣布成功研制以来，次年9月，G50项目点火成功，这是国内首台自主研发的F级50兆瓦的重型燃气轮机点火试验成功，标志着我国在这一领域自主化研究更进一步。
这一大国重器的研发成功，瞬间引起了群众热烈的讨论。这是中国在工业领域前进的一大步，国内外媒体争相报导。
而关于“G50重型燃气轮机”，“大国重器再突破”等词条，在点火成功事件后，屡次冲上头条。可见，这一研制成功对于我国工业发展的重要性。
那么问题来了，为什么G50重型燃气轮机对于我国工业的发展如此重要。
燃气轮机的出现有何意义？
燃气轮机点火成功，背后有着怎样的故事？
燃气轮机研发和制造的崛起，对我们工业、军工业有何帮助？
下面我们就对这些问题，一一解读。
G50燃气轮机的出现有何意义？
对于这个问题的解答，我们首先要了解什么是燃气轮机。
燃气轮机全称为燃气涡轮发动机，其运行的原理柴油机、汽油机，甚至早期的蒸汽机是一样的，属于内燃机的一种。但燃气轮机和传统我们认识的内燃机不同的是，其不是通过其内在复杂的活塞式运动将燃料转化为动能，它“人如其名”，采用的是涡轮式，即我们常见的旋转式动力机械。
根据运行的参数，燃气轮机可以分为E级、F级以及G级、和H级和J级，它们的燃气初温也有所不同，例如G级和H级其燃气的初温可以达到1500-1600摄氏度，J级的燃气初温则可以达到1600摄氏度以上。
而主流的F级，由于使用范围广、安全性能高，受到各行业的高度关注，成为了燃气轮机的主流机型。
相较于活塞运动所需要的复杂的活塞式内里结构，旋转式动力机械仅需要高速旋转的叶片即可完成，这样结构更为简单，仅需要压气机、燃烧室和透平涡轮三个部分即可，有效的减少动力机械对外释放能量中的消耗，提供功率，同时也可以减少其体积，方便携带，应用性更广更强。
正是由于简单的结构，它作为动力机械有着一般动力机械所难以企及的优势。例如在燃料选取方面，它们除却可以使用航空煤油外，汽油、柴油、煤油甚至是花生油，都可以成为它的动力来源。
如此高的适应性，燃气轮机自然在一众内燃机中脱颖而出。
此外，对于动力机械来说，启动速度极为关键，而燃气轮机在1-2分钟就可以达到最高转速，这同样是一般的内燃机所难以匹敌的。
正是由于上述种种优点，让燃气轮机在诞生之日便受到大众的青睐。自上个世纪60年代开始，各国便抓紧对内燃轮机的研制工作，由于我国工业基础薄弱，工业化起步较晚。
因此，我国在这一领域处于空白阶段。它的重要性，西方各国也非常明晰，在技术对中国采取严防死守的策略。对于这一难题的攻克，我们只能采取自主研发的方法。
而难题也随之出现。
燃气轮机点火成功，背后有着怎样的故事？
这种高尖端技术研发，始终掌握在国外的巨头手中，这注定了我们的G50重型燃气轮机的研制并不是一帆风顺的。
2009年，东方电气集团下定决心，耗资十亿，终于13年磨一剑，这一被誉为“动力心脏”的重型燃气轮机G50终于面世。然而它的问世之路并没有想象中那般容易。
很多人好奇的是，相较于其他内燃机复杂的活塞结构不同的是，燃气轮机的结构更为简单，为何研发会如此的困难。
事实上，涡轮式机械装置所仰仗的便是它的涡轮叶片，对燃气轮机来说，在机组运作的过程中，其初燃温度可达到了1500摄氏度以上，在运行一段时间后，温度甚至更高。
这考验的便是叶片的质量，如何承受如此高的高温，成为工程师研制G50首要克服的问题。
寻找一个高质量的合金材料，用以生产叶片成为研制组的普遍共识。除此之外，单纯的高质量涡轮叶片还不够，零部件也需要能够承担涡轮的高速运转。
功率更大，需要的零部件数量可能会更大。根据东方电气集团目标F级50兆瓦燃气轮机的设计图纸，初步计算零部件可能达到数万个。
为了研发这一国之重器，东方电气集团集众人之力针对压气机、燃烧器和透平叶片三大核心部件，分别建成了国内第一台的高压、大流量重型燃机的压气机试验台，比对燃烧器的尺寸，打造了全尺寸单筒的燃烧器实验平台对其综合性能进行比较，以及国内最大功率的民用燃气轮机的整机试验平台。
在三大利器的帮助下，东方电气集团顺利完成了压气机、燃烧器等核心零部件的实验，最后研制出国内首台燃机的策略和程序。
在这个过程中，它们突破了多项技术难点：
第一，压气机中的空气流通和空气动力的设计方法，并形成了一套完整的自主设计体系；
第二，掌握了重型燃气轮机燃烧器的气动方法，同样也形成了一套完整的设计体系；
第三，通过改变透平叶片的动力问题，使其在高温环境状况中，实现降温和二次空气利用的问题。
最后是掌握了燃烧器、透平叶片等零部件的外表耐温涂层，以及整机控制技术、燃机部件等。
在G50点火成功下，意味着这项技术已经成熟，未来只需要将其作为核心装备进不同的机械中示范运行，并将结果同步给各行各业，并进一步实现商业化的运行，让我们的自主燃气轮机技术实现全面突破，解决这一技术难题。
燃气轮机研发和制造的崛起，对我们工业、军工业有何帮助？
作为我国燃气轮机研发领域的明星工程，其出现自然受到各方的高度关注。
尽管F级50兆瓦燃气轮机同其他轮机在性能相比，没有太多的出彩点。但其确是现如今国际市场上主流现役机型，是动力的主力。
未来伴随着它的商业量产，将有效的解决此前扼住我国重型工业发展的咽喉——重型燃气轮机空白的问题。
另一方面，G50在立项之初，变以自主研发为目标，所有零部件均为具有完全的知识产权。
这意味着，只要研制成功，我们就可以彻底完全的摆脱西方长期以来对我国工业动力控制问题。而后的点火成功，宣告了这场耗时13年的研发任务顺利成功，接下来仅需要如何实现商业化这一目标。
项目的负责人在介绍时表示，本次合作的顺利完成目标，有利于我国重型燃气轮机技术研发实现了全面的突破，产业发展自主可控，加快我国能源结构的优化，逐渐走向低碳、清洁、高效能的新型电力系统。
下一步，立足于这一技术，两大公司和国资委将全面推进重型燃气轮机的商业之路，为中国燃气轮机技术贡献更大的力量。
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