工业明珠又少了一颗，但路还没有走完

2月28日的工信微报公众号，报道了这样一个新闻，我一看，嗯，工业明珠又少了一颗：

2月28日，我国自主研制的300兆瓦级F级重型燃气轮机首台样机在上海临港总装下线，实现了工程研制的重要里程碑目标，标志着我国大功率重型燃气轮机首次走完基于正向设计的制造全过程，全面进入整机试验与验证的最终阶段！

那么重型燃气轮机的用途主要是什么呢？

该文章继续说：重型燃气轮机是能源领域的核心设备，可在高温、高应力、高腐蚀环境下长时间运行。

因此设计、制造、材料、测试等技术挑战极高，整机技术集成和系统性能匹配难度极大，体现了一个国家的工业水平，被誉为装备制造业“皇冠上的明珠”，其广泛应用于地面发电和电网调峰，具备重要的战略地位。

这里说了主要是发电用的，而且重型燃气轮机发电的燃料是以天然气为主的清洁能源，因此我国的发电厂用重型燃气轮机发电，可以减少煤炭火力发电的比例，这也是我国实现碳达峰和碳中和目标的重要步骤。

我国现在才人均1.3万美元不到，要达到发达国家现在人均四万美元的平均值，经济总量需要是现在的三倍还多，如果我们不能不断地提高能源利用效率，以及降低碳排放强度，那么理论上我国的能源消耗和碳排放就会是现在的三倍，想一下，我国去年生产了47.1亿吨煤，增长了3.4%，如果变成三倍，那每年要生产一百四十多亿吨煤了，这个消耗就太大了。

因此除了太阳能、风能、水电等，加大天然气这样的能源利用也是势在必行。

像3月5日的政府工作报告中，还历史首次提到了氢能发展。

《政府工作报告》在“积极培育新兴产业和未来产业”部分提到：巩固扩大智能网联新能源汽车等产业领先优势，加快前沿新兴氢能、新材料、创新药等产业发展。

我国电动汽车产业现在发展得非常迅猛，那么氢能源汽车是不是一定就没有前途了？这个真不一定，由于我国未来经济发展会导致能源需求持续上升，同时碳中和又是我国长期目标，因此氢能一定会在未来在我国有不断的发展，而氢能源汽车就是其应用之一，即使在电动汽车如日中天的今天，国内车企也并没有中断开发氢能汽车。

像国内的巨头公司中石化，作为央企就把氢能发展作为公司战略，现在已经成为全球建设和运营加氢站最多的企业（没错，全球运营加氢站最多的并不是日本企业）。

中国石化目前加氢能力已经达到2万吨/年，氢气加注量连续三年增长率超过100%，根据北理工新能源汽车国家大数据联盟发布数据，中国石化加氢量市场份额约为40%，已经成为全国氢气零售销售量最大的企业。

氢能汽车现在在国内主要集中在公交、大巴、重卡、环卫等领域，因此作为开乘用车的消费者，我们日常生活并没有什么感知。

像3月4日《消费日报》的报道：

“早上8时，在德胜门公交场站，每隔3分钟就有一趟919快公交车发往延庆。与其他线路的车型相比，919快更“高大”，浅绿色车身绘有白色祥云图案，上面写着“FCEV”，也就是燃料电池汽车。这就是曾经服务北京冬奥会（2022年）的氢能源大巴车，也是北京市首批常态化运营的氢能公交车。

开了13年919快的驾驶员李彦斌表示，“这条线路是跑长途，这车比之前的燃油车操作体验好，没有噪音，起步平稳顺畅，尤其是爬坡的时候，动力十足，以前在出京途径八达岭高速三铺梁那段陡坡，燃油车40多迈就走不动了，这个车可以轻松拿捏，是我开过最棒的车了。”

老实说，我国未来能源使用一定是多样化的，就拿车辆来说，虽然电动汽车在日益占据主流位置，但不可能全部电动化，一定是燃油、氢能、天然气、电动汽车多种技术并进，这其实是有利于我国的战略安全的。

想一下如果车辆全部电动化，特殊情况下电力系统全部瘫痪了怎么办？

我在乌鲁木齐就发现当地的出租车大量是烧天然气的，价格也很便宜，司机反馈比烧油还要便宜，我想假设某一天遭到敌人攻击电力系统瘫痪，那么交通系统还可以依靠燃油、天然气、氢能汽车继续运行。

我们回到这次研发成功的F级300MW重型燃气轮机，什么是F级呢？工信微报提到按照燃气工作温度，重型燃气轮机可以分为：

E级（燃气工作温度约1200℃）

F级（燃气工作温度约1400℃）

G/H级（燃气工作温度约1500℃）

J级（燃气工作温度约1600℃）

其中F级是目前在役的主流机型。

不过我查询了业界人士的说法，其实重型燃气轮机分级并没有统一的国际标准，工信微报用的这个标准是日本三菱的分类。除了燃气温度，还有按照出力功率分级，H级功率就比F级大。

值得注意的是，这里还提到了该重型燃气轮机的零部件高达5万余个，分布在5大系统。同时还提到国家电投集团是项目实施主体单位，联合哈电集团、东方电气集团和上海电气集团组建的联合重燃公司负责具体实施，首台样机由上海电气集团总装制造，集聚北京、辽宁、上海、江苏等19个省市200余家企业、科研院所、高校等参与研制。

在以前，国内有人论证某项复杂高科技装备中国做不出来的时候，总会提到两个原因，其一是强调这个装备零部件数量很多，比如光刻机有10万个零部件之类，其二是强调这个装备是多国多企业协同，非一国之力完成。

但是我觉得以这两点来论证，逻辑并不严密。我国研制成功的零部件数量众多的大型设备多了去了，C919大飞机就有上百万个零部件，不也研制成功了。

当然这里既然提到了C919，我就再多啰嗦一句，我查询了下资料，C919的交付速度比当初ARJ21要快不少。3月2日C919又交付了一架后，不知不觉已经累计交付五架了，天上的国产大飞机数量在越来越多。

在以前觉得天上能有一架飞都很难，现在感觉技术一旦突破之后，数量不断增加是很容易的事情。

跟ARJ21相比，C919的交付速度要快得多。C919首架交付是2022年12月9日，到2024年3月2日差不多15个月完成交付五架。而ARJ21首架交付是2015年11月29日，到2018年4月29日完成五架交付用了差不多29个月的时间。

前不久在2024年1月1日开启了首次商业航行的国产大型邮轮爱达·魔都号，其零部件就高达2500万个，这个大型邮轮也是工业明珠，零部件数量之多我想已经难再有其他系统能赶上了。

这样的例子我还能举出很多，比如我国的航天领域，就是长期被欧美日技术封锁的，例如2016年11月4日的《环球时报》就报道了前一天（11月3日）首次发射成功的新火箭长征五号的情况，报道说：

“《环球时报》记者了解，以往长征火箭使用零部件最多几万个，而长征五号使用零部件达十几万个。它的设计量是以往火箭的3.5倍以上。

为此，长征五号在型号研制中全面推进先进的数字化设计手段，引进三维数字化设计工具，构建了我国运载火箭研制历史上第一个全三维数字火箭，细到每一个螺钉的大小和位置都能一目了然，开创了火箭型号数字化研制的先河。

正是凭借这些新技术，长征五号虽然采用全新技术，研制复杂程度超过以往任何一个型号的长征系列火箭，但它的设计可靠性却是最高的。

长征五号的核心控制仪器普遍采用了三取二的冗余技术，通俗地讲就是有三个同样的仪器互为备份。据介绍，中国现役火箭设计可靠性最高的是0.97，而长征五号设计可靠性达到了0.98。”

实际上，长征五号的零部件中，就有近1600个是来自同一家公司：杭州航天电子技术有限公司。

2020年1月浙江新闻客户端的报道就说：

“我们公司（杭州航天电子）这次为长五遥三火箭提供了大量的电连接器产品，总共是10个系列、150多种规格、将近1600个产品。”（副总经理）张利彬的这几句话，让记者暗暗吃了一惊，因为根据人民日报报道，长五遥三火箭一共有10多万个零部件，这一个公司就生产了近1600个。

张利彬介绍说，这近1600个产品主要分成两大门类：一种是分离脱落机构，一种是通用连接器。“分离脱落主要起火箭与地面之间电气信号的脱落，还有火箭各级之间连接分离的功能；通用连接器，则主要是在火箭内部传输各种信号。”

所以说，把一个大型系统里面的连接器，电子元件，机械零部件之类的算起来，数量很容易就上去了。

其二是多企业协同在我国是可以实现的，毕竟我国是全产业链国家，又有全球规模最大的制造业，总体规模已经在逐渐接近G7之和了，此次重型燃气轮机就是来自全国19个省市的200多家企业，科研机构和高校。那么这跟来自19个国家的200多家企业又有什么太大的区别呢？

此次重型燃气轮机的研制成功，又一次说明零部件多不多，协同企业多不多，对于中国其实都不是瓶颈项目。

工信微报的文章还提到了本次F级300MW重型燃气轮机的研制成功，是中国首次走完基于正向设计的制造全过程。

我记得以前也有个新闻，说是我国自主研制的重型燃气轮机成功了，这又是怎么回事呢？我查了下，是2022年10月9日我国的110MW AGT-110重型燃气轮机在中海油深圳电力完成了72小时试运行。

该重型燃气轮机是中国航发燃机自主研制，是拥有自主知识产权的。

但AGT-110是有技术原型的，国家科技部863计划重大专项之一——R0110重型燃气轮机设计与研制项目于2002年10月正式立项，中航工业沈阳黎明公司是主体承担单位，并负责制造工作，国内多家企业和科研机构参与。

由于中国当时在重型燃气轮机技术方面缺乏经验，基础也比较薄弱，因此采取的是引进技术+自主创新的方式，从乌克兰曙光机械设计国防联合体引进苏联时期就开始研发的UGT-110000燃气轮机技术，以此作为国产重型燃气轮机的技术基础。这个UGT-110000也是苏联时期研制的最大燃气轮机。

经过10年的努力，终于在2012年12月15日，作为中国具有自主知识产权的第一台重型燃气轮机，R0110重型燃气轮机在中海油深圳电力有限公司现场完成72小时带负荷试验运行考核。之后在2014年4月通过了验收，但仍长期处于调试和测试状态，商用总体进展较为缓慢。

根据2019年4月《航空动力》期刊第2期文章《中国航发燃气轮机发展现状》，作者是周建华是中国航发动力所副总师，研究员，文中提到：

“R0110燃气轮机是国家高技术研究发展计划（863计划）“十五”重大专项发展项目，是我国第一台自主研发、拥有自主知识产权的E+级重型燃气轮机，主要用于单独或联合循环的基本负荷供电或尖峰负荷调峰使用，已通过了科技部组织的项目验收。R0110重型燃气轮机及其机组在中海油深圳电力有限公司满负荷累计运行1600物理小时，等效运行时间达到6000小时。”

因此根据上面的描述，R0110最终只是完成了1600个物理小时的满负荷累计运行。

2016年中国航发集团成立，黎明公司也变成了中国航发沈阳黎明航空发动机（集团）有限责任公司。中国航发燃机在2018年启动AGT-110重型燃气轮机项目研制，该项目就是基于R0110重型燃气轮机改进研制，

2020年12月，首台AGT-110重型燃气轮机在沈阳总装下线。

2022年10月9日 110MW AGT-110重型燃气轮机在中海油深圳电力完成了72小时满负荷试运行。并在2023年6月通过产品验证鉴定。

可以说，AGT-110重型燃气轮机这个项目虽然说是2018年启动研制，但实际上是走过了二十年以上的时间，可见过程之艰辛曲折。

当然，只要一说AGT-110重型燃气轮机，那就得提俄罗斯了，我国引进乌克兰技术的UGT-11000重型燃气轮机，实际上九十年代是俄罗斯和乌克兰一起搞的，这也延续了苏联时期的合作关系。

俄罗斯将其称为GTD-110，1991～1997年首台样机是在乌克兰的曙光机械制造联合体开发和制造，但后来进行了协调分工。1997～2000年，俄罗斯土星科学生产联合体和乌克兰曙光一起制造了2号样机。

之后俄罗斯陆续制造了几台GTD-110并在发电厂安装，但频繁发生故障，不受欢迎，后来又开始研制改进型GTD-110M，并在2023年初制造了俄罗斯第一台大功率燃气轮机GTD-110M，并交付给俄罗斯国内的热电厂进行调试和试运行，目前还未正式商用。

显然俄罗斯的技术进步在这几十年总体进展缓慢。

虽然本文的名字叫做“工业明珠又少了一颗”，但实际上我国的重型燃气轮机之路并没有走完，本次负责F级300MW重型燃气轮机项目具体实施的中国联合重型燃气轮机技术有限公司（中国重燃），还在实施更先进的燃气轮机研发。

大约六年多之前的2017年12月，国家“两机”专项重型燃气轮机工程行政副总指挥、中国重燃总经理仇明在接受上观新闻采访时称，中国重燃将通过重型燃气轮机国家科技重大专项的实施，突破重型燃气轮机设计技术、高温部件制造技术和运行维护技术，解决燃气发电项目设备瓶颈，在国内基本形成完整的重型燃气轮机产业体系。

“我们计划用6年时间走完发达国家20年走过的研发历程，到2023年完成300MW级F级重型燃气轮机产品研制和定型；到2030年，完成400MW级G/H级产品研制，并进入世界燃气轮机先进国家行列。”仇明说。

现在300MW燃机2024年2月总装下线，比2023年完成研制和定型的时间还是延后了一些，而要完成400MW G/H级产品研制要到2030年了，而国外现在美国、德国、日本都能研制和制造H级重燃了。

从E+级的AGT-110，到现在F级的300MW，到2030年的400MW G/H重型燃气轮机，看来，还有更大更亮的工业明珠在等着中国工业人去摘取。

本文来自微信公众号：宁南山（ID：ningnanshan2017），作者：深圳宁南山

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