補(bǔ)齊海洋工程裝備制造短板，青島制造抓住艦船動力“未來產(chǎn)業(yè)”的先機(jī)

聚焦海洋領(lǐng)域產(chǎn)業(yè)攻關(guān)，強(qiáng)化海洋科技創(chuàng)新能力，青島“海創(chuàng)計(jì)劃”再結(jié)碩果。不久前，市科技局立項(xiàng)支持一批海洋領(lǐng)域關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)項(xiàng)目。其中，“艦船輕型燃?xì)廨啓C(jī)綜合試驗(yàn)平臺研發(fā)與產(chǎn)業(yè)化”項(xiàng)目由青島中科國晟動力科技有限公司（以下簡稱“中科國晟”）牽頭建設(shè)，將獲得300萬元的資金支持。

根據(jù)《青島市國民經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展第十四個(gè)五年規(guī)劃和2035年遠(yuǎn)景目標(biāo)綱要》，青島要在鞏固原有高端裝備制造的基礎(chǔ)上，補(bǔ)齊海洋工程裝備制造短板，提升自主設(shè)計(jì)、系統(tǒng)集成等用于海上油氣平臺的輕型燃?xì)廨啓C(jī)，推進(jìn)軍民兩用燃?xì)廨啓C(jī)的研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用。

中科國晟目前已實(shí)現(xiàn)輕型燃?xì)廨啓C(jī)的國產(chǎn)化，并通過該項(xiàng)目打造了一個(gè)面向輕型燃?xì)廨啓C(jī)應(yīng)用的綜合試驗(yàn)平臺，彌補(bǔ)了我國輕型燃?xì)廨啓C(jī)試驗(yàn)不足的行業(yè)短板。中科國晟副總經(jīng)理劉培軍表示，在科技資金的支持下，項(xiàng)目將進(jìn)一步提高燃?xì)廨啓C(jī)的試驗(yàn)效率，有效推動國產(chǎn)燃?xì)廨啓C(jī)的產(chǎn)業(yè)化發(fā)展。

整機(jī)國產(chǎn)化，29000多個(gè)零件都是自主制造

燃?xì)廨啓C(jī)有“工業(yè)之花”的美譽(yù)，被稱為“工業(yè)皇冠上的明珠”，是一個(gè)國家綜合國力的集中體現(xiàn)。通常來說，燃?xì)廨啓C(jī)有重型和輕型兩種結(jié)構(gòu)之分。其中輕型燃?xì)廨啓C(jī)基于其功率適中、運(yùn)輸便捷、體積小、效率高、排放低等優(yōu)點(diǎn)，是大型艦船動力驅(qū)動、分布式能源發(fā)電、天然氣管道增壓和海上油氣平臺動力的核心重大裝備，對我國提高工業(yè)發(fā)展水平，建設(shè)清潔低碳、安全高效的現(xiàn)代能源體系都具有重要意義。

事關(guān)國家能源安全、國防安全，事關(guān)國計(jì)民生、科技創(chuàng)新，這樣的大國重器，其關(guān)鍵技術(shù)是“等不來，要不來，討不來”的。

中科國晟由中國科學(xué)院工程熱物理研究所、城發(fā)投資集團(tuán)有限公司、青島軍民融合發(fā)展集團(tuán)有限公司共同出資設(shè)立，2017年注冊于西海岸新區(qū)古鎮(zhèn)口核心區(qū)。劉培軍告訴記者，瞄準(zhǔn)輕型燃?xì)廨啓C(jī)在能源動力領(lǐng)域的重大需求，中科國晟在中科院工程熱物理所前期燃?xì)廨啓C(jī)基礎(chǔ)研究和關(guān)鍵技術(shù)開發(fā)的基礎(chǔ)上，逐步開展了輕型燃?xì)廨啓C(jī)從零部件到整機(jī)的研發(fā)設(shè)計(jì)和制造工作，解決了重大技術(shù)裝備的“卡脖子”問題。據(jù)了解，目前中科國晟已形成30兆瓦級燃?xì)廨啓C(jī)工程樣機(jī)成套技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了整機(jī)零部件100%國產(chǎn)化制造，并完成了首臺工程驗(yàn)證機(jī)自主裝配，完成了自主研發(fā)控制系統(tǒng)的滿轉(zhuǎn)速臺架試車。中科國晟生產(chǎn)的TG30系列燃?xì)廨啓C(jī)一次發(fā)電效率達(dá)39.2%、聯(lián)合循環(huán)發(fā)電效率超70%，一次發(fā)電量總計(jì)可達(dá)42000千瓦時(shí)。由甘曉華院士、李應(yīng)紅院士和何雅玲院士等行業(yè)著名專家組成的評價(jià)委員會一致認(rèn)為，該產(chǎn)品整機(jī)性能達(dá)到國際先進(jìn)水平。

“一臺輕型燃?xì)廨啓C(jī)用到的零部件種類高達(dá)2900種，總數(shù)達(dá)29000多個(gè)?！眲⑴嘬娬f，“實(shí)現(xiàn)100%國產(chǎn)化，其難度可想而知。”為此，中科國晟打造了全面的軟硬件研究試驗(yàn)設(shè)備，擁有完全自主研制的高精密氣浮轉(zhuǎn)臺、高速葉尖磨床、立式磨床等一批性能優(yōu)異的測試加工高精度設(shè)備，建設(shè)了整機(jī)動力系統(tǒng)試驗(yàn)平臺、葉片疲勞振動測試系統(tǒng)、阻尼減震測試系統(tǒng)、轉(zhuǎn)子剛度試驗(yàn)系統(tǒng)，為提升技術(shù)支持和服務(wù)提供了設(shè)備基礎(chǔ)。此外，該企業(yè)還建立了零部件供應(yīng)鏈體系，牽頭成立了青島燃?xì)廨啓C(jī)協(xié)同創(chuàng)新中心，吸引相關(guān)行業(yè)6家企業(yè)落戶青島，增強(qiáng)體系集成能力，在高壓渦輪葉片精鑄、壓氣機(jī)葉片精鍛、高溫合金渦輪盤精密制造等關(guān)鍵零部件制造中發(fā)揮了重要支撐作用。

目前，中科國晟的燃?xì)廨啓C(jī)生產(chǎn)基地已初步建設(shè)完成，具備年裝配20臺燃?xì)廨啓C(jī)的產(chǎn)能。設(shè)備已整機(jī)參與河南利源集團(tuán)的分布式能源電站，實(shí)現(xiàn)了600小時(shí)以上的連續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行；在新疆孔雀河，該設(shè)備已在國家管網(wǎng)西部管道壓氣站上開展工業(yè)試驗(yàn)，服務(wù)于“西氣東輸”工程。

通過建設(shè)燃?xì)廨啓C(jī)協(xié)同創(chuàng)新平臺，中科國晟推動形成以整機(jī)研發(fā)為龍頭，涵蓋材料體系、零部件制造工藝體系、整機(jī)裝配、集成試驗(yàn)、維修保障等各個(gè)環(huán)節(jié)的燃?xì)廨啓C(jī)產(chǎn)業(yè)鏈。目前，行業(yè)上下游已經(jīng)“串聯(lián)”起60多家配套企業(yè)，其中既有中國航發(fā)、中航工業(yè)等國有企業(yè)，也有無錫航亞、豪邁科技等民營企業(yè)，形成了一個(gè)國產(chǎn)輕型燃?xì)廨啓C(jī)蓬勃發(fā)展的產(chǎn)業(yè)生態(tài)。

平臺化，為燃?xì)廨啓C(jī)提供“全生命周期”的試驗(yàn)服務(wù)

“燃?xì)廨啓C(jī)其實(shí)不是‘設(shè)計(jì)’出來的，而是‘試驗(yàn)’出來、‘應(yīng)用’出來的?！眲⑴嘬娬f。燃?xì)廨啓C(jī)的研制強(qiáng)調(diào)試驗(yàn)驗(yàn)證和使用完善，從部件到整機(jī)要通過“設(shè)計(jì)-研制-試驗(yàn)-調(diào)整-再試驗(yàn)”的多輪循環(huán)才能達(dá)到實(shí)用階段，這是個(gè)螺旋上升的發(fā)展過程。試驗(yàn)貫穿于燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)展的全生命周期，是生產(chǎn)、銷售、改型、維修中不可或缺的關(guān)鍵步驟。此外，試驗(yàn)環(huán)節(jié)可以根據(jù)燃?xì)廨啓C(jī)的應(yīng)用場景和市場需求，為后續(xù)開展更大功率的燃機(jī)研發(fā)奠定基礎(chǔ)。

可以說，一個(gè)全套綜合試驗(yàn)平臺，是燃?xì)廨啓C(jī)研發(fā)、生產(chǎn)的最后一環(huán)，也是最重要的一環(huán)。這就是“艦船輕型燃?xì)廨啓C(jī)綜合試驗(yàn)平臺研發(fā)與產(chǎn)業(yè)化”項(xiàng)目設(shè)立最大的現(xiàn)實(shí)意義。劉培軍告訴記者，根據(jù)山東建設(shè)海洋強(qiáng)國等發(fā)展戰(zhàn)略，結(jié)合國家在燃?xì)廨啓C(jī)領(lǐng)域的規(guī)劃和青島的工業(yè)基礎(chǔ)，中科國晟瞄準(zhǔn)各類艦船發(fā)展需求，兼顧分布式能源和海上油氣平臺發(fā)電需要，發(fā)展中小功率、輕量化結(jié)構(gòu)燃?xì)廨啓C(jī)，建設(shè)燃?xì)廨啓C(jī)協(xié)同創(chuàng)新平臺，打造了可實(shí)現(xiàn)對輕型燃?xì)廨啓C(jī)進(jìn)行綜合試驗(yàn)的平臺。

這個(gè)平臺就是燃?xì)廨啓C(jī)的“試驗(yàn)工廠”，包含燃料供應(yīng)系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、通風(fēng)系統(tǒng)、潤滑系統(tǒng)等10個(gè)系統(tǒng)，試驗(yàn)范圍覆蓋了20兆瓦至50兆瓦功率范圍的輕型燃?xì)廨啓C(jī)，可實(shí)現(xiàn)對柴油、氫氣、焦?fàn)t煤氣、氨氣、甲醇等不同燃料的試驗(yàn)效果檢測，對推動國產(chǎn)燃?xì)廨啓C(jī)的產(chǎn)業(yè)化有重要意義。更重要的是，平臺各個(gè)系統(tǒng)之間既相互配合又可獨(dú)立成撬，不僅能提高試驗(yàn)平臺的搭建效率、降低人工成本，也方便根據(jù)不同試驗(yàn)方案進(jìn)行協(xié)同作業(yè)，服務(wù)于整個(gè)燃?xì)廨啓C(jī)行業(yè)的進(jìn)步。

要打造這樣一個(gè)平臺，不僅需要牽頭單位對燃?xì)廨啓C(jī)整機(jī)研發(fā)、設(shè)計(jì)、生產(chǎn)具有“通盤”的部署能力，還要確保了解整個(gè)燃?xì)廨啓C(jī)行業(yè)的應(yīng)用場景，熟悉產(chǎn)業(yè)發(fā)展的動向，不是一件一蹴而就的事情。因此，劉培軍形容燃機(jī)動力系統(tǒng)試驗(yàn)設(shè)施在全國乃至全世界都屬于“稀缺資源”，若不具備完備的燃?xì)廨啓C(jī)試驗(yàn)?zāi)芰?，將?yán)重制約我國燃機(jī)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。

中科國晟打造的試驗(yàn)平臺最大限度模擬真實(shí)的應(yīng)用環(huán)境，實(shí)現(xiàn)了對燃?xì)廨啓C(jī)整機(jī)的性能試驗(yàn)，加快了我國新研制燃?xì)廨啓C(jī)產(chǎn)品的迭代成熟，滿足了我國軍民燃?xì)廨啓C(jī)動力的需求，為燃?xì)廨啓C(jī)可靠運(yùn)行提供了有力支撐，也保障了我國能源動力的安全。

隨著“雙碳”目標(biāo)的推進(jìn)實(shí)施，國內(nèi)傳統(tǒng)能源行業(yè)亟需轉(zhuǎn)型，以天然氣發(fā)電作為清潔電力的輕型燃?xì)廨啓C(jī)正迎來新的發(fā)展機(jī)遇和窗口期。根據(jù)前瞻產(chǎn)業(yè)研究院預(yù)測，2035年全國燃?xì)獍l(fā)電裝機(jī)容量規(guī)模將達(dá)2.4億千瓦，未來10年對30兆瓦級的燃?xì)廨啓C(jī)需求將達(dá)到600多臺。另據(jù)報(bào)道，單臺30兆瓦燃?xì)廨啓C(jī)作為分布式能源機(jī)組，每小時(shí)可提供4萬多度電力，與傳統(tǒng)能源供應(yīng)方式相比，二氧化碳減排54%、節(jié)能36%。

經(jīng)濟(jì)效益和社會效益顯著，在燃?xì)廨啓C(jī)這個(gè)關(guān)鍵的“未來”產(chǎn)業(yè)中，中科國晟率先實(shí)現(xiàn)了自主國產(chǎn)化研制，為未來擺脫對進(jìn)口產(chǎn)品的依賴取得了先機(jī)。（青島日報(bào)/觀海新聞記者 耿婷婷）