美法厂商看懵了:自家的航空发动机,被烟台厂子改拖车赚百亿

站在2026年8月17日回头看,美法两家航空发动机大厂大概没料到,自家产线上退役的CFM56,会被山东烟台一家叫杰瑞的公司"拆下天、装上地",最终换回一张接近100亿元人民币的电力大单。

之前2026年7月22日晚,杰瑞股份公告:控股子公司J&F Power Systems LLC与"某国际知名云服务提供商"签下燃气轮机发电机组供应合同,订单金额14.65亿美元,约合99.50亿元人民币,相当于公司2025年营业收入的61.33%,设备将在2027年11月前分批交付 。

合同挂在一份五年期主供应合同之下,是首张实单;最近十二个月内,公司及子公司与该客户及其子公司多次签署燃气轮机发电机组及配套设备供应合同,累计总金额约17.2亿美元 。这批机器的正式名字叫Mod-1移动燃气轮机发电机组。

心脏是CFM56——由美国通用电气航空与法国赛峰各占一半的合资公司生产、全球最畅销的商用航空发动机之一,如今被"航改燃"后架上拖车。剩下的活——底盘、发电机、齿轮箱、控制系统、整机测试、现场调试——全由杰瑞承担。

J&F是FTAI与杰瑞集团为封装并分销Mod-1涡轮平台而设立的合资公司,把FTAI的涡轮技术与杰瑞的装备集成、制造和分销能力拼在一起 。为什么这门"改机器"的生意能卖到近百亿?

答案不在设备,而在时间。北美一座数据中心从破土到通电只要一到三年,一段新建高压输电线路却要五到十五年。

中间那几年,机房只能干等电网。谁能几个月把电送到现场,谁就有议价权。

GE Vernova方面透露,目前燃气发电业务订单中约20%来自数据中心和人工智能相关项目,订单已排到2030年、甚至2031年 。

据美国投资研究机构Melius Research估算,过去三年燃气轮机价格累计上涨约300%;行业分析显示,杰瑞股份整体方案成本较海外竞争对手低约30%至40%,交付周期可压缩至18个月左右 。这正是美法厂商没算到的那一手。

根据2026年7月24日杰瑞股份接待13家机构调研时披露的信息,公司已在海内外布局燃气轮机发电设备的本地化装配生产能力,通过扩建北美原有厂房及租赁厂房提升产能,同时推进阿联酋迪拜生产及办公基地建设,国内工厂亦具备生产能力,海内外产能可相互调节;在机头资源方面,公司已形成FTAI航改燃、全球主机厂及二手机头的多元化布局,GW级机头资源较为充裕 。

受订单消息提振,7月23日杰瑞股份收获一字涨停,至7月24日收盘公司股价高达137.29元/股,市值来到1406亿元 。自2025年11月至今,杰瑞股份已累计拿下7份燃气轮机大单 。

燃气轮机的高压转子承受着工业中最极端的温度之一,且必须运行十万小时。现代燃气轮机进口温度可达约1600摄氏度,比大多数熔岩还要炽热,能承受这种条件的是一类被称为"超合金"的特殊金属。

燃气轮机与喷气涡轮原理类似:吸入空气、压缩、加入燃料(通常是天然气),由燃烧室点燃使其达到高能状态;高能气体撞击涡轮叶片使其转动。气体撞击叶片前的温度越高,涡轮效率越高,越省燃料。

根据电厂规模,每提升一个效率百分点,可在全寿命周期节省高达2500万美元燃料。但更高的进口温度,只有在叶片材料能承受时才可能实现。

叶片还要面对腐蚀性气体和离心力。每分钟10000至12000转产生约每平方英寸20吨(276兆帕)的向外拉力,由此带来的主要长期问题是"蠕变"——金属在长期高温离心应力下发生的缓慢变形,最终可能刮到外壳甚至断裂。

普通钢并不适合如此高温。不锈钢熔点在1370至1540摄氏度之间,但钢在远未达到熔点前就会失去强度:在熔点50%–60%(约540摄氏度)时便如太妃糖般迅速产生严重蠕变。

业界因此转向"超合金"——能在接近熔点温度(约70%)下长期保持强度,并抗蠕变、抗氧化的合金。"超合金"这一名称诞生于20世纪40年代,但概念可追溯至20世纪初。

美国冶金学家Albert Marsh发现了一种80/20的镍铬合金,1906年为其申请专利,被称为chromel,即镍铬合金(nichrome),让烤面包机得以普及,是当今镍基超合金的鼻祖。

如今超合金已超过一百种,另有以钴、以及铁-镍-铬为基础的两大类。钴稀有,因此最常用的是镍基超合金。

镍熔点约1455摄氏度,可在熔点85%的温度下仍保持强度。40年代因战争需要开始研制第一代喷气发动机;同期冶金学家在理解金属结构与性能关系上取得进展。

1920年,研究人员意识到蠕变对蒸汽锅炉的重要性并开始研究其成因。到30年代,人们认识到晶体结构对金属高温抗蠕变能力的决定作用。

涡轮叶片通过铸造成形:将超合金熔化、倒入陶瓷模具、冷却。传统铸造得到的是由许多大小相近的小晶粒(称等轴晶)构成的金属,不同晶粒相接、晶格取向改变的界面被称为晶界。

蠕变可能发生在晶粒之间的晶界处,也可能发生在晶粒内部。要强化抗蠕变能力,必须两面兼顾。

作用在晶格上的力会产生"位错",即点阵中的缺陷;这些位错在点阵中移动便是蠕变的一种形式。为此需在原子层间增加"摩擦力",这就是"沉淀强化"——在合金晶粒中引入一种被称为γ'(gamma prime)的特殊沉淀相。

晶粒由包含5个原子的立方结构单元构成,常规γ相位置上可以是铝或镍原子的任意混合;而γ'相非常特定:4个铝原子位于角上,1个镍原子位于中心,排列高度有序,使位错更难穿越。

沉淀强化分三步:先向熔体中加入少量铝、钛,在高温下均匀溶入;随后快速淬火,将添加元素锁在镍熔体中;最后重新加热至中等温度,使铝、钛、镍形成γ'沉淀相。

第一种以此方式强化的超合金是Nimonic 80,由Mond Nickel公司于1940年首次生产,至今仍在使用。真正打开局面的技术突破是真空熔炼。

20世纪50年代之前,合金都在开放大气中熔炼,而空气中的氧、碳会与铝、钛反应生成劣质金属。40年代末,通用电气一支由James Nisbet领导的团队开始在真空中熔炼金属。

Nisbet后来创立了Allvac,如今是Allegheny Technologies(ATI)的子公司。

1950年,Allegheny Ludlum Steel公司的Gunther Molling博士首次将真空熔炼推向商业化规模;50年代中期,业界已将真空冶金视为生产优质超合金的关键方法。

真空熔炼也为随后两项突破——定向凝固与单晶——铺平了道路。

60至70年代,普惠公司率先应用定向凝固:在真空高温炉中把热熔体倒入陶瓷模具,模具底部有炉外水冷激冷板,熔体接触激冷板结晶后,将模具缓慢向下移出,使熔体自下而上结晶,长出高而直的垂直晶柱,消除了水平方向的晶界。

普惠首次将定向凝固超合金应用于洛克希德SR-71黑鸟侦察机J-58发动机的涡轮叶片。下一步是彻底消除晶界,让整片叶片成为一颗单晶。

相关技术由同一支普惠团队开创,由科学家Frank Versnider领导。

他们发现,在起晶室模具中加入直角弯可阻挡部分向上生长的柱状晶体,后来改用平滑螺旋结构(业内称"猪尾巴"pigtail),经一两圈弯折只筛出生长最快的一颗单晶;这颗晶体从猪尾巴中出来后扩展至整个模具的熔体,最终整片叶片由一颗单晶构成,没有晶界。

单晶工艺是革命性的。人们专门研制新配方,大多加入极其稀有的元素——铼。铼是副产品的副产品,年产量仅约50吨。

将最高约6%的铼加入镍基超合金,可显著提升抗蠕变能力和耐温性能,全球大部分铼因此都用于此类超合金。50至60年代,超合金助力军用与民用喷气涡轮,将推重比提高两倍,大修间隔从100小时延长至十万小时以上。

70年代石油危机加速了燃气轮机发展;燃气轮机需要45至80厘米长的更大叶片,铸造巨叶使一种叫"斑点"的缺陷更棘手:单晶内部形成的微小等轴晶,源于定向凝固时未能均匀凝固产生的对流。这需要制造具备极精细热梯度控制能力的全新炉子。

即便有了超合金,仍然不够。当今最先进的联合循环燃气轮机之一是三菱J系列,效率约64%,进口温度1600摄氏度,超过钢、钴、镍的熔点。

工程师引入冷却措施将金属内部温度维持在熔点的80%–90%。热障涂层厚度通常在100至400微米之间,由多层构成:最外为热导率极低的陶瓷面层作主要绝热层,下方是粘结层;高温运行中还会在两层之间生成一层铝基热生长氧化层以稳定粘结并抗氧化。

另一项措施是气冷:从压气机引出约600至650摄氏度的空气注入叶片,通过精心排列的激光钻孔喷出,在叶片表面形成保护性冷却气膜。但需消耗额外能量、且冷却空气持续泄漏,会拉低涡轮理想性能。

另一种方案是让气流在叶片内部循环,借复杂计算机建模设计出让空气旋转打旋的通道,与超合金内表面热交换带走热量。综合这些措施与热障涂层,叶片温度可维持在约1150摄氏度。

每片涡轮叶片由镍加上多达12种其他元素的超合金制成,包含地球上最稀有元素之一。

工厂用熔模铸造法将它们铸成带有内部通道和喷孔的极复杂三维形状,同时采用定向凝固加猪尾巴工艺让整片叶片成为一颗单晶;之后钻冷却气孔、热处理,通过电子束等离子沉积施加多层热障涂层,最后装到转子上投入炙热如地狱般的环境。

之前燃气轮机订单已排到本十年结束。

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更新时间:2026-08-18

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