历时14年完成从0-1的逆袭 东方汽轮机实现“工业桂冠上的明珠”全链条国产化

全球首个二氧化碳+飞轮储能示范应用场景、行业内唯一全国重点实验室、国内首个叶片加工无人车间、首条黑灯产线······10月18日，“高质量发展调研行”四川主题采访活动走进位于德阳市的中国东方电气集团东方汽轮机有限公司。

—— 国内首个叶片加工无人车间及首条黑灯产线

—— 24小时无人干预连续加工、毫秒级精准定位、40秒内智慧供料

—— 重型燃气轮机被誉为装备制造业“皇冠上的明珠”，叶片是其中的核心部件之一。

走进叶片加工数字化车间，记者感受到制造业数字化的“能级跃迁”：12台AGV小车通过识别地面上的二维码精准转运物料，6轴机器人通过识别芯片完成自动上下料，数字孪生长廊将生产数据实时呈现在可视化系统，以数据为基础的全生命周期管理实现从下单技术准备到制造完叶片的整个生命周期闭环管控。

24小时无人干预连续加工、毫秒级精准定位、40秒内智慧供料······叶片数字化车间作为数字化工厂建设的首个示范项目，计划投资3.5亿元，通过新一代的信息技术与先进的制造技术相融合，将5G工业互联网、数字孪生等技术广泛应用到车间建设中，以数据驱动、智能物流配送、机器人协同在线检测。“高温透平叶片被誉为工业皇冠上的明珠，它的工作环境高达1300摄氏度，每一支叶片需要上百道工序才能完成加工。”东方汽轮机叶片分厂机械加工工艺技术员杨雨婷介绍，东汽数字化生产车间生产的1828毫米叶片，已经应用在了华龙一号和国和一号的项目上。它的成品重量约226公斤，是目前国内商业化运行最长的半转速叶片。

而数字孪生长廊通过信息技术手段实现了虚与实的结合，这也是数字孪生技术首次在叶片领域大规模应用，对新产品调试和产线运维实现实时监控。

杨雨婷说，这个占地36000平方米的车间曾经最多时有500多名工人作业，由传统的“人力密集型”向“技术驱动型”转变后，仅需几十人就能完成。

国内首台自主研发F级重型燃机

构建完整的重型燃气轮机设计、制造、试验验证体系

燃气轮机是能源、电力、国防军、工业驱动等战略性领域的关键核心动力装备。

在东方汽轮机G50燃气轮机试验台，东方汽轮机全重实验室重型燃机装备研究所副主任李鑫介绍了东汽国产自主重型燃气轮机的研发历程。

“燃气轮机是一种热能动力机械，通过压缩机将吸入的空气进行压缩后传送到燃烧器，再通过燃烧燃料生成高温高压的燃气推动透平叶片。”李鑫说，过程中燃气轮机叶片等部件要在1300多摄氏度的环境里面去工作，而这个温度实际上大部分金属已经接近极限，它的制造难度非常大，因此过去这些核心高温部件依赖于进口。

“以前一片高温部件号称一辆宝马，且服役寿命只有几万个小时。”李鑫说，他们从2009年立项，开始研制具有完全自主知识产权的F级50兆瓦重型燃气轮机（代号G50），旨在突破产业链上的断链环节。

“燃气轮机的整体设计和制造非常难，包括压气机、燃烧器以及透平叶片的设计和制造，如果设计不好，整个项目都会失败。”李鑫说，经过五年完成总体设计和部件设计，最终顺利完成压缩机、燃烧器后屏的设计和制造，并进行部件实验。

2018年，东方汽轮机开始制造燃气轮机原型机，2019年建成东方汽轮机全重实验室并点火成功。随后开始原型机调试和实验，并在2020年完成首次满负荷运行，研发取得初步成效。

“但是燃气轮机在电厂的服役长达二三十年，它的可靠性和耐久性需要实践验证。”李鑫接着讲，完成实验后他们申请了首台套的两个示范项目，并在今年3月完成首台示范机一次并网成功，实现商运。

从2009年到2023年，历时14年累计投入近20亿元，终于构建了完整的重型燃气轮机设计、制造、试验验证体系，使整个燃气轮机100%国产受控。

“我们虽然实现了0—1的突破，但是距离世界上最先进的燃气轮机还有一定差距。”李鑫说，接下来他们还将持续优化G50燃机，让国产燃气轮机更成熟化；提升G50燃机的产业化、清洁化水平，在2030年完成燃气纯氢燃烧，实现燃气轮机0碳排放；开展系列化研制，拓展系列化燃气轮机，并做动力驱动燃机的技术储备。

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