隋永楓在工作中。記者 丁以婕 攝
“這是一款實實在在的‘大國重器’,在此之前一直被國外壟斷。十年時間,我們培養(yǎng)了一支百人團隊,有了與跨國公司同臺競爭的底氣。他們畢業(yè)于清華大學、中國科學院大學、上海交大、西安交大、大連理工、北航……未來我要帶領(lǐng)我的團隊和國際巨頭同臺競爭,與他們掰掰手腕,用我們的研發(fā)產(chǎn)品證明,我們中國人一定行!”
6月18日,第二十屆杭州市道德模范(平民英雄)發(fā)布會上,杭汽輪集團副總工程師、先進動力研究院院長隋永楓一番鏗鏘有力的發(fā)言,令人震撼。
時間回到一個多月前。5月9日,杭汽輪自主研發(fā)的F級50兆瓦重型燃氣輪機HGT51F,在臨平經(jīng)濟技術(shù)開發(fā)區(qū)杭汽輪燃機試驗中心點火成功。
重型燃氣輪機,廣泛應用于發(fā)電、油氣管輸、艦船動力等多個領(lǐng)域,被譽為裝備制造業(yè)“皇冠上的明珠”“能源工業(yè)的心臟”,是讓無數(shù)人心潮澎湃的新時代“大國重器”。
2012年,黨中央和國務(wù)院批準設(shè)立“航空發(fā)動機與燃氣輪機”國家科技重大專項(簡稱“兩機專項”),決定集中資源、加大投入,突破核心技術(shù)瓶頸,實現(xiàn)我國在“兩機”領(lǐng)域的自主可控發(fā)展。
2014年,杭汽輪集團成立燃機研究所,年僅36歲的隋永楓擔任研發(fā)負責人。這支最初只有18人的團隊,踏上了自主創(chuàng)新的漫漫長路。
十年翻山越嶺,十年披荊斬棘,十年心志堅定。2025年,隋永楓和杭汽輪研發(fā)團隊終于迎來HGT51F的橫空出世,打破了美、德、日等國的長期技術(shù)壟斷,闖出了一條“大國重器”自主鑄就的“破壁”之路。
十級狂風中點燃一根蠟燭,在沸水里讓冰塊不融化
HGT51F,杭汽輪集團首臺擁有完全自主知識產(chǎn)權(quán)的重型燃機,被形象地稱作“爭氣機”。它的自主研發(fā),不再是冷冰冰的工業(yè)制造,而是出神入化的科學魔術(shù)!
這臺機器一旦進入工作狀態(tài),15噸重的轉(zhuǎn)子將以每秒100轉(zhuǎn)的速度上演原地狂奔——隋永楓說,高速運轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子就像“困在籠子里的猛獸”,一旦脫韁,普通建筑的墻體會像“切豆腐”一樣被它輕松切開。
高速運轉(zhuǎn)的同時,轉(zhuǎn)子兩端的軸承振動,不能超過半根頭發(fā)絲——“必須紋絲不動”。
此時,在直徑40厘米的燃燒室內(nèi),火苗要經(jīng)受住每秒速度20米到40米的氣流,相當于在十級狂風中點燃一根蠟燭。
怎么做到的?隋永楓回答:燃燒控制技術(shù)。沖進燃燒室的高速氣流被分成兩股,在兩側(cè)形成“雙腎”結(jié)構(gòu)。火苗,恰好在“雙腎”中間的夾縫里穩(wěn)定燃燒!吧晕⒖刂撇缓镁蜁ɑ,我們的燃燒控制技術(shù)已達到世界先進水平。”
除了“速度”,還有“溫度”的考驗。燃燒室溫度1330攝氏度,核心溫度1700-2000攝氏度。但世界上能長期穩(wěn)定運行的高溫金屬熔點只有900-1000攝氏度,“即使黃金進去也會化掉”。
隋永楓說,燃燒室壁面有上千個冷卻孔,確保了壁面溫度能降到900攝氏度以下,達到中心熱、四周相對“冷”的狀態(tài)。
整個燃氣輪機對外輸出靠渦輪轉(zhuǎn)動,渦輪也面臨內(nèi)部400攝氏度溫差的冷卻難題,“除了冷卻孔,我們采用高溫合金精密鑄造、葉片表面涂層等多種手段,相當于把冰塊放在沸水里,保證這個冰塊不被融化!
真正的核心技術(shù)換不來
更買不來,唯有自主創(chuàng)新
6年前,杭汽輪集團已經(jīng)是全球領(lǐng)先的工業(yè)汽輪機研發(fā)制造生產(chǎn)商,但想要研發(fā)重型燃氣輪機卻面臨巨大挑戰(zhàn)。
重型燃氣輪機的三大核心部件:壓氣機、燃燒室和渦輪的技術(shù),全部被國外巨頭“卡脖子”。
“當時,進口一臺燃氣輪機要幾十億元人民幣。老外說過一句話,這個機器你們100年都做不出,只能買我們的!
歷史證明,真正的核心技術(shù)換不來,更買不來。要推動燃氣輪機核心技術(shù)國產(chǎn)化,唯有自主創(chuàng)新。
“研發(fā)自主知識產(chǎn)權(quán)的燃氣輪機,是我們科技工作者的夢想,是我們杭汽輪轉(zhuǎn)型升級的戰(zhàn)略選擇,也是中國向更高端裝備制造業(yè)前進的必經(jīng)之路,‘卡脖子’的問題,只能我們自己解決。”
使命光榮,責任重大,前路漫漫。
2014年,燃氣輪機研發(fā)項目啟動時,僅有18人。
“這十幾年,我們把一個個碩士、博士招進來,建立起一支近百人的高學歷、跨學科、自主培養(yǎng)的核心研發(fā)團隊!彼逵罈魍嘎,現(xiàn)在研發(fā)團隊的專業(yè),幾乎囊括了所有的理工學科,比如:氣體動力學、金屬工藝學、控制學、機械設(shè)計、精密鑄造、特種加工等。
“我跟團隊說,做這件事,精誠團結(jié)不一定成功。但如果不全力以赴,肯定不會成功。每一個人都要認真負責,所有知識不能藏著、掖著,要充分地溝通交流。否則,投入的十幾個億就打了水漂!
尊重科學,腳踏實地
三大部件試驗一次成功
2018年,確定總體技術(shù)路線,正式開展自主燃機型號研發(fā)工作。
2020年,完成渦輪全部試驗。
2023年5月,完成燃燒室(天然氣)全溫全壓試驗。
2023年9月,完成壓氣機整機試驗。
……
隋永楓自豪地說,燃氣輪機三大部件的試驗,沒有一次失敗,都是一次成功。
“為了驗證壓氣機的部件,我們做了一臺壓氣機,成本就花了幾千萬元。但直到試驗前的那一刻,誰都不知道能不能達到設(shè)計要求!
被問到一次成功的秘訣是什么時,隋永楓回答:尊重科學規(guī)律,一步一步腳踏實地,按部就班地去做。
一臺燃氣輪機涉及上萬個零部件,精度要求極為苛刻,市場上沒有現(xiàn)成產(chǎn)品!耙粋彈簧,一個螺帽,我們都走遍大江南北,直到尋找到符合要求的生產(chǎn)廠家。與其說我們制造了一臺燃氣輪機,不如說帶動了整個產(chǎn)業(yè)鏈向高端發(fā)展。除了這臺HGT51F,我們今后還可以制造更多不同型號、不同性能的燃氣輪機,讓它變成名副其實會下金蛋的機器。”
第一臺HGT51F重型燃氣輪機,已經(jīng)有了買家。明年6月,杭汽輪將交付首臺商機,用于連云港徐圩新區(qū)建設(shè)自研燃機示范電站項目,年底并網(wǎng)發(fā)電,預計聯(lián)合循環(huán)一年發(fā)電量6億多度,可滿足一個中等縣城一年的用電。
是理想主義
也是長期主義的勝利
一家地方國企研制出了通常央企才能做到的“國之重器”,這被看作長期主義在杭汽輪的勝利。
2006年,師從力學界泰斗鐘萬勰院士的隋永楓,即將從大連理工大學轉(zhuǎn)子動力學專業(yè)博士畢業(yè)。那年春天,他來杭州訪親旅游,對這個城市印象不錯,就在網(wǎng)上投了一份簡歷。
“當時杭汽輪的人力資源處處長,天天給我打電話。后來對方說,董事長要見你,能不能來一趟杭州,我們聊聊。”
此時,國內(nèi)不少著名高校和外企也發(fā)來入職邀請。“我和導師說,我還是想去企業(yè)里邊走一遭,內(nèi)心更愿意去做實事,做工業(yè)!弊詈,他選擇了杭汽輪集團,成為集團引進的第一個博士。
隋永楓迅速成長為杭汽輪集團科技研發(fā)的領(lǐng)軍人物,多次勇挑重擔,負責重大項目和重點產(chǎn)品核心部件的設(shè)計任務(wù),首次建立了我國工業(yè)汽輪機長扭葉片設(shè)計優(yōu)化體系,研發(fā)出6個系列共25套長扭葉片,應用于我國首臺自主150萬噸乙烯驅(qū)動裂解壓縮機氣用汽輪機、首臺自主1000MW電站全容量給水泵工業(yè)汽輪機等,大幅降低了同類產(chǎn)品價格,逼迫進口產(chǎn)品降價“應戰(zhàn)”。
此后,隋永楓獲國家有突出貢獻中青年專家、浙江省科技進步獎一等獎等榮譽。
“以前我和廠里的老先生說,我希望通過努力,當我們跟海外企業(yè)同臺競爭時,不僅不向他們低頭,還能獲得他們的尊重。在工業(yè)汽輪機領(lǐng)域,我們已經(jīng)實現(xiàn)了這個目標。燃氣輪機現(xiàn)在還差一點點,希望有朝一日也能跟西門子、通用電氣這些巨頭平起平坐!
放眼國產(chǎn)燃氣輪機的未來,骨子里有些理想主義的隋永楓滿腔豪情:“我們已經(jīng)做到世界主流F級,后面還有更高的級別。從0到1的突破很難,但是從1到10的增長,我相信只要有這個戰(zhàn)略定力,用五到十年時間肯定能超越對手!
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