王慶韌，賀杰

(廣東惠州天然氣發(fā)電有限公司，廣東 惠州 516082)

廣東惠州天然氣發(fā)電有限公司一期工程3×390 MW級燃?xì)?蒸汽聯(lián)合循環(huán)機(jī)組采用兩班制運行的純發(fā)電模式，二期工程3×460 MW級機(jī)組采用連續(xù)運行的熱電聯(lián)產(chǎn)模式，總發(fā)電容量2 550 MW，是中國大陸同時期內(nèi)最大的燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電廠。由于燃?xì)廨啓C(jī)技術(shù)被國外壟斷，國內(nèi)技術(shù)話語權(quán)極度缺失，導(dǎo)致熱端部件采購及修理維護(hù)費用高昂[1-2]；因此，國內(nèi)產(chǎn)業(yè)界對燃?xì)廨啓C(jī)進(jìn)行了多次國產(chǎn)化嘗試。但是，十多年過去了，其成效仍處于期待中，電廠仍在承受高成本之苦。

為盡快改變這種局面，電廠必須主動作為。按照既定的戰(zhàn)略規(guī)劃《大型燃?xì)?蒸汽聯(lián)合循環(huán)發(fā)電機(jī)組商運技術(shù)經(jīng)濟(jì)運籌與有序創(chuàng)新頂層設(shè)計研究及實踐》[2-3]以及《惠(粵)電燃?xì)廨啓C(jī)核心熱部件延壽及修理制造關(guān)鍵技術(shù)國產(chǎn)化深層規(guī)劃與可行性研究報告》[4]，電廠多年來進(jìn)行了一系列國產(chǎn)化探索，并取得了一定進(jìn)展和成效：從運維策略優(yōu)化[3]到檢修作業(yè)本地化[5]；從逐步代替外方技術(shù)支持代表(technical assistance，TA)到獨立開展振動[6]及動平衡研究、實現(xiàn)本地化燃燒調(diào)整[7-13]；從熱部件延壽修理非原廠化到制造技術(shù)半國產(chǎn)化[14]、國產(chǎn)化嘗試[15]。其中，燃?xì)廨啓C(jī)尾筒密封件延壽修理、制造國產(chǎn)化就是典型案例，也是按照從靜止件到轉(zhuǎn)動件原則來有序推進(jìn)國產(chǎn)化制造的最早案例。

國內(nèi)對F級重型燃?xì)廨啓C(jī)尾筒密封件國產(chǎn)化研究始于本項目。在此之前的國產(chǎn)化研究早期多集中于外圍設(shè)備及壓氣機(jī)裝置，取得過實際應(yīng)用業(yè)績[16-17]；后期多集中于系統(tǒng)集成及核心熱部件(如燃燒器及透平動、靜葉)制造國產(chǎn)化及其工廠試驗，僅個別文獻(xiàn)涉及燃燒器延壽修理，卻鮮有實際運行業(yè)績[18]。

本項目專注于國內(nèi)主流廠家暫時無暇顧及或者未予重視，但不可或缺的眾多關(guān)鍵小型熱部件研究，特別是尾筒密封件的國產(chǎn)化制造技術(shù)研究，致力于嘗試一條速度較為激進(jìn)的國產(chǎn)化技術(shù)路徑。

本文簡單介紹了尾筒密封件原型結(jié)構(gòu)，簡要論述開展國產(chǎn)化制造的必要性，提出國產(chǎn)化制造技術(shù)路線，分析國產(chǎn)化制造技術(shù)難點，闡述了國產(chǎn)化樣品的結(jié)構(gòu)設(shè)計開發(fā)、試制與掛機(jī)試驗，并對試驗結(jié)果進(jìn)行了分析、討論。在概括主要創(chuàng)新點的同時，著重總結(jié)了經(jīng)驗、教訓(xùn)及其帶來的啟示，提出粗略的建議，為第2輪延壽修理國產(chǎn)化技術(shù)研究、第3輪制造國產(chǎn)化技術(shù)研究提供借鑒，也為“兩機(jī)專項”提供參考。

1 燃?xì)廨啓C(jī)尾筒密封件延壽修理與制造國產(chǎn)化的必要性

1.1 尾筒密封件原型結(jié)構(gòu)及安裝位置

M701F3型燃?xì)廨啓C(jī)由燃燒室、透平、壓氣機(jī)等主要部件組成，每個燃燒室設(shè)置20個燃燒器，每個燃燒器包括內(nèi)筒、尾筒及燃料噴嘴3個主要組件。在尾筒與透平第1級靜葉處設(shè)計了1組尾筒密封件(含內(nèi)側(cè)出口密封與外側(cè)出口密封)，燃燒器結(jié)構(gòu)及尾筒密封件位置如圖1所示[13,16-17]，尾筒密封件結(jié)構(gòu)及安裝在尾筒上位置如圖2所示。

圖1 燃燒器結(jié)構(gòu)及尾筒密封件位置Fig.1 Structure of combustor and setting of transition piece outlet seal

圖2 尾筒密封件結(jié)構(gòu)及安裝在尾筒上位置Fig.2 Structure of transition piece outlet seal and connection with the transition piece

1.2 尾筒密封件延壽修理、制造國產(chǎn)化的必要性

在多年的運行維護(hù)工作中，每次計劃檢修時都會發(fā)現(xiàn)尾筒出口密封件燒損嚴(yán)重，需要整體更換。近幾年雖然略有好轉(zhuǎn)，有極少片尾筒密封件也可再修復(fù)使用，但整體趨勢沒有根本改變。尾筒密封件價格較高，每套尾筒密封件(20組，40片)采購價格約140萬～150萬元；每年檢修機(jī)組較多，僅一期工程3臺機(jī)每年至少有2臺機(jī)組檢修[2]。因此，開展尾筒密封件國產(chǎn)化研究很有必要。

2 尾筒密封件國產(chǎn)化制造技術(shù)路線

尾筒密封件國產(chǎn)化制造技術(shù)路線有如下3個方面：

技術(shù)開發(fā)方式。通過考察，確定與國內(nèi)實力較為雄厚的企業(yè)合作開展軍民融合技術(shù)研發(fā)[19]。

技術(shù)開發(fā)路線。為保險起見，先合作開展技術(shù)研究，經(jīng)初步技術(shù)評估后，進(jìn)行小批量試制(試制樣品以1～3組為佳)，經(jīng)比較判定基本合格后進(jìn)行成組掛機(jī)實驗(以轉(zhuǎn)子為中心，對稱地安裝)；若成功，則開展成套試制(1套)、成套掛機(jī)實驗；若成套掛機(jī)實驗成功，則定型生產(chǎn)、大規(guī)模推廣應(yīng)用。

技術(shù)開發(fā)進(jìn)度。2013年開始聯(lián)合研制，2016年10月1日掛機(jī)實驗結(jié)束。

3 尾筒密封件國產(chǎn)化制造技術(shù)難點

3.1 技術(shù)條件要求高

運行中尾筒出口密封處有很高的溫度并承受著熱膨脹、熱對中、熱應(yīng)力、熱沖擊和熱腐蝕等一系列問題；因此，尾筒密封件至少需要滿足以下技術(shù)條件：

a)耐高溫。對于M701F3燃?xì)廨啓C(jī)，天然氣與空氣在內(nèi)筒中燃燒的溫度約為1 350～1 450 ℃，燃燒后煙氣流至尾筒與第1級靜葉連接處時，煙氣溫度仍高達(dá)1 150～1 250 ℃。燃?xì)廨啓C(jī)供應(yīng)商為此開發(fā)了專用材料并享受知識產(chǎn)權(quán)保護(hù)，即使在國內(nèi)生產(chǎn)也要簽署保密協(xié)議；因此，首先要保證國產(chǎn)化研制品可正常工作在1 250 ℃或以上的高溫環(huán)境(氛圍)中。

b)長壽命。應(yīng)滿足電廠安全穩(wěn)定運行要求(如長檢修周期、低檢修費用等)。

c)與第1級靜葉及尾筒的安裝配合尺寸，既要達(dá)到密封要求(煙氣泄漏會導(dǎo)致能量損耗、效率降低)，又不能妨礙3個部件(尾筒、尾筒密封件及第1級靜葉)的相對自由膨脹(妨礙膨脹則易使3個部件或其一受到損傷)。退一步講，萬一發(fā)生碰磨，也要做到優(yōu)先磨損尾筒密封件以保護(hù)更重要部件(尾筒、第1級靜葉都很昂貴)。

3.2 技術(shù)實現(xiàn)難度高

基體材料的選取是最大難點。根據(jù)國內(nèi)外經(jīng)驗，保證基體材料能耐1 250 ℃或以上的高溫環(huán)境(氛圍)的路徑有三：一是選用合適的金屬材料，包括材料成份、理化特性、抗疲勞及熱變形等；二是實現(xiàn)較好的冷卻效果，包括冷卻孔的結(jié)構(gòu)、尺寸與冷卻空氣配置；三是應(yīng)用或開發(fā)出優(yōu)良的涂層技術(shù)，增強(qiáng)耐高溫能力。因國內(nèi)用于發(fā)電的大型燃?xì)廨啓C(jī)技術(shù)顯著落后于國際巨頭，加之電廠受技術(shù)能力、人力資源及生產(chǎn)任務(wù)所限，所以當(dāng)前只能通過軍民技術(shù)融合的方式尋求突破。

主體結(jié)構(gòu)制造工藝成形是另一難點。初步研究表明，除了冷卻孔加工及密封刷絲等后續(xù)制作之外，主體結(jié)構(gòu)制造工藝采用整體精鍛或整體精鑄方式，可使尾筒密封件內(nèi)、外表面光潔度非常好，結(jié)構(gòu)致密度、均勻度較好，比較耐腐蝕、耐磨損。在國內(nèi)，除了燃?xì)廨啓C(jī)廠家指定并簽署保密協(xié)議的外資企業(yè)之外，研制初期未找到具備這樣能力的加工、制造設(shè)備與企業(yè)(國內(nèi)近幾年已有大尺寸部件的加工設(shè)備和能力，如壓氣機(jī)葉片、透平葉片等[20-21])，因此需要研發(fā)新的制造工藝技術(shù)。

4 尾筒密封件國產(chǎn)化制造技術(shù)研發(fā)

4.1 結(jié)構(gòu)設(shè)計

經(jīng)過對原型件的深入對比研究，決定采用國內(nèi)的軍工材料代替進(jìn)口材料。

根據(jù)航空發(fā)動機(jī)制造經(jīng)驗，采用了化整體為拆分、然后焊接組合并打磨光滑的工藝方法來代替原型件之整體精鍛或整體精鑄方式。

首輪國產(chǎn)化制造的尾筒密封件內(nèi)/外環(huán)整體結(jié)構(gòu)拆分成6部分單件(見表1)，其材料、工藝、質(zhì)量控制、零件及組件名稱、編號參照軍工產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行，如圖3、圖4所示。

圖3 外側(cè)出口密封組件(外環(huán))示意圖Fig.3 Layout of outside transition piece outlet seals

圖4 內(nèi)側(cè)出口密封(內(nèi)環(huán))組件示意圖Fig.4 Layout of inside transition piece outlet seals

4.2 試制工藝及標(biāo)準(zhǔn)

上述零部件試制工藝及標(biāo)準(zhǔn)見表2。其中：GB/T 14995為中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn)《高溫合金熱軋板》；GJB 3020—1997、GJB 1952—1994分別為中華人民共和國國家軍用標(biāo)準(zhǔn)《航空用高溫合金環(huán)坯規(guī)范》《航空用高溫合金冷軋薄板規(guī)范》；HB 5800—1999、HB/Z 61—1998、HB/Z 60—1996、HB 5489—1991分別為中華人民共和國國家航空工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《一般公差及公差與配合》《滲透檢驗》《X射線照相檢驗》《航空非金屬材料紅外光譜質(zhì)量控制》；WS9 7053—1996《GH605合金熱軋板材、冷軋薄板和帶材》以及Q/3B開頭的標(biāo)準(zhǔn)為企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。

4.3 樣品組合成形

經(jīng)組合焊接、打磨光滑、密封(刷)絲焊接到位、加工冷卻孔、去毛刺成形等工序，完成了3組樣品的試制(密封絲尚未焊接)，如圖5所示。

圖5 尾筒密封件樣品與原型對比Fig.5 Contrast between the sample and the prototype of transition piece outlet seal

這些樣品必須滿足嚴(yán)格的技術(shù)要求：在外觀尺寸、裝配尺寸上要與原型件基本一致，并在氣孔出口處加大倒角，以防止疲勞工作時尖邊引起裂紋；在產(chǎn)品結(jié)構(gòu)上保持與原型件一樣的結(jié)構(gòu)特點，并在排絲密度上有所提高，約增加5～10根/mm2，密封性能更好；從工藝方法和材料特性上，主體采用鍛件機(jī)加工制造技術(shù)，不僅保證產(chǎn)品尺寸一致性和裝配精度，還能增強(qiáng)產(chǎn)品的整體強(qiáng)度；同原型件一致的焊接方法和對上、下固定板的材料改進(jìn)，能夠滿足該產(chǎn)品之基材耐溫800 ℃的使用要求。

5 試制樣品到貨驗收

5.1 驗收方法

以廠家原型尾筒密封件為參照物，基于合作方自主檢測來評估；以合作方技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)為依據(jù)(可適度調(diào)整)，基于經(jīng)驗進(jìn)行外觀評價與到貨質(zhì)量驗收。

表1 國產(chǎn)化制造的尾筒密封件構(gòu)成Tab.1 Composition of transition piece outlet seals by domestic manufacture process

表2 國產(chǎn)化制造的尾筒密封件工藝及執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)Tab.2 Domestic manufacture process and standards for transition piece outlet seals

5.2 驗收意見

對到貨樣品(如圖6所示)，組織檢查驗收，驗收情況如下：

圖6 到貨樣品Fig.6 Delivered sample

包裝完整，拆開包裝后未發(fā)現(xiàn)密封組件有明顯刮傷、碰磨痕跡，刷子部位有專門防護(hù)薄膜包裹，樣品運輸防護(hù)總體合格。

材質(zhì)報告、金相試驗報告檢查均無問題。

目視檢查外觀，未見明顯加工缺陷；測量部分尺寸，未見明顯偏離；隨機(jī)打點檢測，硬度合格；探傷報告，未發(fā)現(xiàn)問題；質(zhì)量有所增加(主要因為封嚴(yán)環(huán)主體由鑄件改為鍛件后材料密度增加)，相差數(shù)值符合鍛、鑄件材料更換質(zhì)量比。

與尾筒進(jìn)行預(yù)組裝，發(fā)現(xiàn)有2組成品配合尺寸嚴(yán)重不合格，1組驗收合格。

6 試制樣品掛機(jī)實驗

經(jīng)過研究決策，將驗收合格的1組樣品進(jìn)行掛機(jī)實驗。

6.1 掛機(jī)實驗要求

最低限度：掛機(jī)實驗期間不發(fā)生由該尾筒密封件引起的設(shè)備事故及人身傷害事件。

合格指標(biāo)：掛機(jī)實驗達(dá)到1個檢修周期安全運行目標(biāo)，即等效運行8 000 h或啟停次數(shù)300，約相當(dāng)于兩班制運行方式下長壽命運行18個月。

最佳目標(biāo)：安全運行1個檢修周期后，損傷程度很低，甚至有望再安全運行1個檢修周期。

以上是判定掛機(jī)實驗是否成功、衡量首輪國產(chǎn)化制造是否成功的最直接、最有效方法。

6.2 掛機(jī)實驗準(zhǔn)備

設(shè)備風(fēng)險評估。施工是靜止件的安裝且安裝工藝不復(fù)雜，所以不會增加安裝施工風(fēng)險；因尾筒密封件安裝在燃?xì)廨啓C(jī)的燃兼壓缸內(nèi)，也不會增加人身安全風(fēng)險。最大風(fēng)險可能是：尺寸偏差使密封間隙增加、高溫?zé)煔饬啃孤┰黾?，在最極端時發(fā)生燃燒振動幅值上升、葉片通道溫度(blade path temperature，BPT)偏差擴(kuò)大、氮氧化物排放增加、設(shè)備損傷加劇，造成部分負(fù)荷運行。這些都是創(chuàng)新必然要承擔(dān)的代價，需要采取措施，抑制這些問題發(fā)生。此外，還可能發(fā)生尾筒與第1級靜葉嵌合部位發(fā)生異常磨損，影響膨脹；極端情形下，損傷的碎片進(jìn)入透平側(cè)，則可能會導(dǎo)致透平部分發(fā)生損傷，影響機(jī)組安全運行。綜合考察機(jī)組以往的實際運行和檢查修理情況，可知這種風(fēng)險很小，原因是：雖然原型尾筒密封件也發(fā)生過各種各樣損傷(如裂紋、燒蝕、碎塊脫落等)，甚至不可再繼續(xù)使用，但都沒有給機(jī)組(包括尾筒密封件之上、下游設(shè)備)帶來任何極其嚴(yán)重的后果。

設(shè)備風(fēng)險控制。有效進(jìn)行施工技術(shù)組織，確定樣品在燃燒室中的安裝位置以方便拆卸，抽調(diào)技術(shù)較強(qiáng)人員參加安裝施工以保證質(zhì)量與安全。分工協(xié)作，預(yù)控運維風(fēng)險，提前規(guī)劃運維安全特別監(jiān)控措施與檢查、維修計劃，制訂應(yīng)急處理預(yù)案。

對外關(guān)系協(xié)調(diào)。掛機(jī)實驗決定后，尾筒密封件國產(chǎn)化制造行跡隨即曝光，招致燃?xì)廨啓C(jī)廠家迅雷、激烈的反彈，尾筒回裝工作被無限期暫停。經(jīng)過連續(xù)幾個回合的談判，形成了自說自話、各負(fù)其責(zé)、心照不宣的共生、共抗、共存態(tài)勢。由于檢修作業(yè)很早之前就實現(xiàn)了本地化，技術(shù)人員也具備了國外TA的水平，電廠把握了主動性，使檢修承包商按“我”所想行事，尾筒回裝工作很快得以恢復(fù)。

風(fēng)險損失對沖。預(yù)研可能的損失及損失對沖措施，協(xié)調(diào)財產(chǎn)保險運作，其中保險責(zé)任是否必須變更，是又一個需要溝通的重點問題。好在談判中發(fā)現(xiàn)保險相關(guān)條款似乎涵蓋了此項內(nèi)容，并且最不利的預(yù)測下人身與財產(chǎn)損失也很??；所以，財產(chǎn)風(fēng)險實際并未成為大的阻礙。

6.3 掛機(jī)實驗施工

將樣品與原型尾筒密封件進(jìn)行尺寸對比，其長度、寬度、弧度等尺寸基本吻合。將樣品在燃兼壓缸外試裝也較順暢，與原型件安裝基本無差異。

根據(jù)尾筒密封件組裝要領(lǐng)，完成尾筒在燃兼壓缸內(nèi)的完全組裝后，對尾筒密封件進(jìn)行裝配尺寸測量檢查，其與透平第1級靜葉、相鄰的密封件之間配合良好，且測量的數(shù)據(jù)都符合安裝要求。

6.4 掛機(jī)實驗初步考驗

順利通過機(jī)組檢修后首次冷態(tài)啟動及燃燒調(diào)整試驗等環(huán)節(jié)的考驗，繼續(xù)維持掛機(jī)實驗運行。

6.5 運行異常之特別監(jiān)控案例

在特別監(jiān)控過程中，僅發(fā)生過1次運行參數(shù)異?，F(xiàn)象：當(dāng)時機(jī)組降負(fù)荷至260 MW，報“GT NO.1 BLADE PATH TEMP VARIATION LARGE OVER”報警(燃?xì)廨啓C(jī)1號BPT偏差過大)，最大達(dá)-37 ℃，20號BPT溫度偏差最大為-28 ℃，約10 s后報警自動復(fù)歸。其他BPT溫度正常，燃燒壓力波動監(jiān)控畫面有16號燃燒器“LOW”補(bǔ)償報警。

另外，機(jī)組降負(fù)荷過程中，負(fù)荷瞬時下降約有10 MW，并隨即升回。50 min后，分散式控制系統(tǒng)(distributed control system，DCS)報10號BPT、1號BPT偏差大報警(10號BPT偏差最大為-42 ℃，1號BPT偏差為-38 ℃)，壓力波動監(jiān)控畫面上再報16號燃燒器“LOW”補(bǔ)償報警。

經(jīng)排查發(fā)現(xiàn)，當(dāng)天天然氣中CH4含量(體積分?jǐn)?shù))最高上升至約97.3%，偏離燃燒調(diào)整設(shè)定的基準(zhǔn)，其他并無異?，F(xiàn)象(數(shù)據(jù))。電廠燃燒調(diào)整小組會商結(jié)論是：天然氣CH4含量較平常偏高造成了BPT偏差大，與尾筒密封件無關(guān)。

6.6 掛機(jī)實驗定期檢查結(jié)果

依據(jù)定期檢查預(yù)案，利用節(jié)假日調(diào)停時機(jī)，對掛機(jī)實驗運行的國產(chǎn)尾筒密封件進(jìn)行了第1次拆除檢查。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，國產(chǎn)尾筒密封件樣品冷卻孔處裂紋嚴(yán)重(如圖7所示)，中間冷卻孔處幾乎完全裂開，其背部較腹部裂紋更長、更深，但其他原型件幾無缺陷。

圖7 尾筒密封件裂紋Fig.7 Cracks on transition piece outlet seals

根據(jù)多年檢修經(jīng)驗和技術(shù)判定標(biāo)準(zhǔn)，此樣品若繼續(xù)掛機(jī)運行將存在較大安全隱患，故更換、安裝了原型件。

6.7 掛機(jī)實驗結(jié)果分析與討論

本次尾筒密封件首輪國產(chǎn)化制造與掛機(jī)實驗，盡管領(lǐng)先國內(nèi)電廠在大型燃?xì)廨啓C(jī)技術(shù)上邁出了國產(chǎn)化制造的第1步，實現(xiàn)了首次掛機(jī)實驗及運行實踐；但是，產(chǎn)品壽命未達(dá)到運行1個檢修周期的預(yù)期。對電廠來說，這樣短的部件壽命離實用性還差得很遠(yuǎn)，值得深思：

a)從掛機(jī)實驗后檢查結(jié)果來看，雖然國內(nèi)冷卻孔加工工藝已具有相當(dāng)?shù)乃剑敬卧囍频臉悠分欣鋮s孔周圍出現(xiàn)過多裂紋，說明過渡不夠圓滑、定位不夠精準(zhǔn)、加工手段離國際先進(jìn)水平還有很大的差距。

b)從部件成形工藝來看，分散組合顯然不如整體成形。但對于整體鑄造、整體鍛造、整體精鍛等整體成形工藝，哪種較為合適、如何達(dá)到品質(zhì)控制，顯然是非常重要的技術(shù)問題。

c)從材料上來看，存在諸多疑問，例如：航空發(fā)動機(jī)材料，甚至國內(nèi)所說的燃?xì)廨啓C(jī)材料[22]是否可以用于發(fā)電用重型燃?xì)廨啓C(jī)，是否需要不同的熱處理技術(shù)，是否需要仿照透平葉片增加或改善涂層[23]，等等。顯然，航空發(fā)動機(jī)與重型燃?xì)廨啓C(jī)在材料技術(shù)上存在相當(dāng)大的差異，前者注重推力，后者注重壽命[24]，這對于重型燃?xì)廨啓C(jī)的透平葉片、燃燒器及其噴嘴等熱部件尤其重要，特別是材料的熱變形[16]。這預(yù)示著軍民技術(shù)融合之路還很漫長而艱難。

d)本次尾筒密封件首輪國產(chǎn)化制造樣品，僅憑技術(shù)人員的經(jīng)驗與感覺來驗收，雖然嚴(yán)肅認(rèn)真，但終究無法探知復(fù)雜結(jié)構(gòu)的內(nèi)部是否有制造性缺陷；因此，開發(fā)相應(yīng)的超聲探傷技術(shù)，也應(yīng)提上日程，這對“兩機(jī)專項”具有重要的提醒作用，即很多技術(shù)研究都要齊頭并進(jìn)、統(tǒng)籌推動。

本次尾筒密封件首輪國產(chǎn)化制造與掛機(jī)實驗結(jié)果，給國內(nèi)燃?xì)廨啓C(jī)創(chuàng)新(包括“兩機(jī)專項”)帶來了重大啟示與思考；

a)充分暴露了電廠與國內(nèi)合作方在燃?xì)廨啓C(jī)制造技術(shù)上的短板：一是技術(shù)路線上延用航空發(fā)動機(jī)設(shè)計制造與試驗思路，對重型燃?xì)廨啓C(jī)與航空發(fā)動機(jī)之間的技術(shù)差異未有深刻體驗，這是本次實驗結(jié)果未完全達(dá)到預(yù)期的主要原因(前幾年E級燃?xì)廨啓C(jī)國產(chǎn)化設(shè)計制造的R0110型在深圳某電廠試產(chǎn)中止，也有這種技術(shù)路線的原因)；二是設(shè)計制造過程與實踐應(yīng)用結(jié)合不夠，理想與理論色彩較濃，失敗概率偏大；三是技術(shù)創(chuàng)新從來都不是一帆風(fēng)順的，燃?xì)廨啓C(jī)國產(chǎn)化之路也并非坦蕩，所以最應(yīng)吸取的教訓(xùn)是戒急用忍。

b)不進(jìn)則退。這些年來，與國際先進(jìn)燃?xì)廨啓C(jī)相比，技術(shù)差距進(jìn)一步擴(kuò)大，如日本三菱研制了1 700 ℃燃?xì)廨啓C(jī)，出品了增強(qiáng)型JAC燃?xì)廨啓C(jī)，等等。其中重要的原因可能有以下幾方面：一是前些年國內(nèi)燃?xì)廨啓C(jī)創(chuàng)新走了一條彎路，先是市場并未換來技術(shù)，后是產(chǎn)業(yè)鏈各方各家在技術(shù)方向上無法形成合力，在商業(yè)運作上未形成利益分享格局，痛心地延擱了數(shù)年的追趕光陰。二是當(dāng)前燃?xì)廨啓C(jī)產(chǎn)業(yè)鏈各環(huán)節(jié)對“依托能源工程”[25]、建設(shè)“示范工程”[26]的理解各有不同，發(fā)展前景仍不明朗，尤其在“政、產(chǎn)、學(xué)、研、用”各層面、各環(huán)節(jié)中，作為最底層、最終“用”環(huán)節(jié)的電廠，對創(chuàng)新的需求最強(qiáng)烈，具有強(qiáng)大的創(chuàng)新牽引力以及實驗、實踐能力，但在國內(nèi)燃?xì)廨啓C(jī)產(chǎn)業(yè)鏈創(chuàng)新活動中未獲足夠的重視。三是燃?xì)廨啓C(jī)由眾多復(fù)雜部件構(gòu)成，每一個部件對燃?xì)廨啓C(jī)長壽命安全運行都有著嚴(yán)重影響，實現(xiàn)燃?xì)廨啓C(jī)國產(chǎn)化，需要將各種部件協(xié)調(diào)一致地實現(xiàn)國產(chǎn)化，否則個別部件就成“梗阻”。為了改變這種局面，在進(jìn)行國家層面的燃?xì)廨啓C(jī)創(chuàng)新時應(yīng)對此加以關(guān)注。

c)對于本次尾筒密封件首輪國產(chǎn)化制造與掛機(jī)實驗，事先、事中皆未聲張，減緩了對外、對內(nèi)的心理沖擊，恰當(dāng)?shù)牡驼{(diào)策略使過程推展相對順利，避免了尷尬后果，使正面意義得以維持；因此，掛機(jī)實驗成功前的每一步研究成果雖可喜可嘉，但建議不必大張旗鼓地宣傳、夸大。掛機(jī)實驗成功并長壽命安全運行才是檢驗產(chǎn)品研發(fā)是否成功的試金石。

7 總結(jié)

7.1 主要創(chuàng)新點

a)針對F級重型燃?xì)廨啓C(jī)，特別是M701F3型燃?xì)廨啓C(jī)，率先在國內(nèi)電廠開創(chuàng)了燃?xì)廨啓C(jī)熱部件國產(chǎn)化聯(lián)合研發(fā)與制造進(jìn)程，首先從尾筒密封件開始，并且完全由國內(nèi)產(chǎn)學(xué)研結(jié)合完成，提前一年踐行了發(fā)改能源〔2017〕920號文件精神[25]。

b)在國內(nèi)第一家進(jìn)行了F級燃?xì)廨啓C(jī)國產(chǎn)化制造部件的掛機(jī)實驗，且是在正常運行機(jī)組上進(jìn)行掛機(jī)實驗，在采取特別監(jiān)控措施的基礎(chǔ)上做到了科研、生產(chǎn)兩兼顧，實現(xiàn)了最低限度的技術(shù)指標(biāo)：自國產(chǎn)尾筒密封件掛機(jī)試運至定期檢查時，機(jī)組安全運行5個月，等效運行2 064 h，啟停次數(shù)81。

c)在F級重型燃?xì)廨啓C(jī)國產(chǎn)化方面，開啟了國內(nèi)首次軍民融合技術(shù)開發(fā)的嘗試，取得了一系列頗有價值的經(jīng)驗、教訓(xùn)與體會，可為“兩機(jī)專項”等重型燃?xì)廨啓C(jī)國產(chǎn)化提供借鑒與參考。這也是本次尾筒密封件國產(chǎn)化及掛機(jī)實驗所取得的最大附加成果。

7.2 淺略建議點

a)對電廠而言，其在燃?xì)廨啓C(jī)修理、制造上的技術(shù)能力先天不足，必須依靠產(chǎn)業(yè)鏈上游各環(huán)節(jié)；所以仍需保持耐心，加強(qiáng)聯(lián)系，積極爭取并創(chuàng)造有利時機(jī)與因素，進(jìn)一步促進(jìn)“政、產(chǎn)、學(xué)、研、用”有機(jī)結(jié)合。對下一步的國產(chǎn)化制造，仍需穩(wěn)步推展，保持進(jìn)取心和持久力，如尾筒密封件第2輪國產(chǎn)化制造嘗試，謹(jǐn)慎的措施之一是將其放在修理國產(chǎn)化取得一定成效后再擇機(jī)擴(kuò)大成果。

b)對產(chǎn)業(yè)鏈而言，由于燃?xì)廨啓C(jī)國產(chǎn)化進(jìn)程中存在很大的意外風(fēng)險(尤其是掛機(jī)實驗過程中)，是電廠不能承受之重；因此，建議及早讓電廠介入整個創(chuàng)新進(jìn)程中，將風(fēng)險把控于前，最大限度地減少失敗幾率，加速國產(chǎn)化進(jìn)程。

c)從政策支持層面來說，盡管國家已經(jīng)出臺了若干意見[25-26]，但由于掛機(jī)實驗是檢驗技術(shù)成功與否的必不可少環(huán)節(jié)，也是最終、唯一的有效手段；因此，建議在國家層面上出臺必要的、具有可操作性的創(chuàng)新激勵與責(zé)任豁免實施細(xì)則，以使掛機(jī)實驗?zāi)軌虻玫诫姀S足夠的響應(yīng)與有力支持。

7.3 結(jié)束語

F級重型燃?xì)廨啓C(jī)尾筒密封件首輪國產(chǎn)化制造技術(shù)研究與掛機(jī)實驗，是國內(nèi)首次嘗試，不僅獲得了一定運行實績，而且得到了許多有價值的體驗與啟示。在當(dāng)前國家著力推進(jìn)燃?xì)廨啓C(jī)國產(chǎn)化的形勢下，后者更顯重要，或給國家層面的燃?xì)廨啓C(jī)創(chuàng)新提供借鑒。