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大家好,我叫段方苗,来自国家电力投资集团有限公司所属中国联合重型燃气轮机技术有限公司,我们公司承担着国家重大科技专项之一——“重型燃气轮机”专项的研发任务。我目前所从事的工作领域是重型燃气轮机热端部件选材、制造与维修,这个领域一直是燃气轮机行业技术含量最高、投资最大、困难最多的环节,迄今为止国际上完全掌握这一尖端技术的只有PCC、Howmet、Downcast等少数几家公司,而我国还未完全掌握热端部件的核心技术。
我在到中国重燃工作之前一直在电厂工作,由于始终不能解决包括叶片在内的重型燃气轮机核心技术,电厂不仅要花费大量的金钱购买国外的设备,还要长期付出设备维护的费用。这让电厂几乎没有任何利润,甚至大多数都在亏本。现实的残酷让我深刻地明白,掌握不了核心技术,就始终要受制于人。所以在2015年,当我国正式启动“航空发动机及燃气轮机”国家重大科技专项时,我毫不犹豫的加入了中国重燃专项研究团队,和来自各个领域的“追梦人”一起,开始了一条漫长的攻关之路。
在装备制造业内,重型燃气轮机被誉为“皇冠上的明珠”,重型燃气轮机的研发制造水平也代表了一个国家的重工业和高端制造业的水平。一直以来,重型燃气轮机的设计和制造都被西方国家技术封锁,成为制约我国重型燃气轮机发展的“卡脖子”问题。但就在不久前,我们中国重燃公司利用已有基础,构建高温叶片产业链,成功掌握了重型燃气轮机的关键技术之一——一级静叶的研制,实现了自主设计、自主冶炼和自主制造的突破。6月7日,中央电视台《朝闻天下》推出端午特别策划节目《我的中国“心”》,首个讲述的就是“重型燃气轮机”突破核心技术的中国故事。很荣幸,当时我在节目中向全国观众介绍了我们从事的事业,我们的项目,我们的团队。
重型燃气轮机听起来很高大上,其实他和我们熟悉的航空发动机一样,都是燃气轮机的一种,是为能源、航空、舰船等领域大型装备提供动力的“心脏”。而我所在的材料制造室所负责的一级静叶项目,正是这个“心脏”的守护者。透平第一级静叶在整机启停的过程中,不断重复20℃室温到1400℃高温的循环,要经得住上千次的热疲劳循环,上万小时的使用周期。这种热疲劳作用,会让叶片变形和变软,无法保证形状,因此对叶片的性能提出了更苛刻的要求。简单来说,一级静叶能够承受多大的高温,直接决定了重型燃气轮机的能力。由于燃气的温度一般在1400度到1600度之间,而所用高温合金的工作温度却只有900摄氏度,这就对叶片研制提出了巨大的挑战。打个比方就是说把冰放在沸水里,而且还得不让它融化。我们这个叶片也是放在高的温度下,也要求他保持自己的强度,保持自己的性能。相当于要实现“让冰在沸水中也不会融化”。这对于一支平均年龄只有35岁,起步晚,底子薄,也没有任何经验可以参照的年轻团队来讲,可以说是“比登天还难”。
然而,这些听起来无法逾越的困难,对我们这群年轻人来说却没有产生丝毫动摇。相反,我们带着这股特别能吃苦的拼劲和闯劲,开始了一级静叶的研制工作。为了实现“让冰在沸水中也不会融化”的奇迹,我和这支年轻设计团队一起开始了艰难的探索,经历了无数次的失败和重来,我和我的团队对于产品质量的追求几乎达到了在鸡蛋里挑骨头的苛刻,设计团队在小小的叶片周身设计了超过400个冷却孔,而每一个孔的加工精度都要小于0.1毫米,我们在加工叶片的时候,上缘板的位置存在5个冷却孔的干涉问题,我和设计人员、工艺人员在现场不停的调试打孔的角度,一点一点去调整,一点一点去尝试,经过一轮又一轮的试验,这5个小小的冷却孔花费了2天的时间,才达到设计要求。因为我们知道,任何一点小小的误差都可能前功尽弃,尽管现在我们掏了昂贵的试制费,但只有这样,我们才能在将来不掏昂贵的设备采购费和维修费。
最终,我们攻克了一个个技术难关,在2018年成功试制出第一批我国自主设计、自主冶炼、自主制造的最大的重型燃气轮机透平一级静叶。然而我和我的团队都非常清醒,我们知道试制完成只是第一步,接下来还需要进行大量的实验来验证,实验的结果也许随时会让我们之前所有的努力推翻,重新来过。但我们无所畏惧,我们将用青春和奋斗,不懈探索自主创新之路,坐得住冷板凳,装得下“中国心”。我们知道,核心技术要不来、买不来、讨不来。有时候,我自己觉得,有一种把个人的价值和国家的价值联系到一起,是可遇而不可求的。我们参与其中,我们每个人都会被记住。(段方苗 中国联合重型燃气轮机技术有限公司)