引言
經過50多年的發展，燃氣輪機技術取得了巨大的進步，除應用于航空之外，還在工業發電、機械驅動、艦船推進、坦克和機車動力等方面獲得廣泛的應用。
根據國內外市場對燃氣輪機產品的迫切需要，中國航空工業沈陽黎明航發集團公司發揮《透平機械技術》專長，大力開發燃氣輪機產品。首先開發研制QD128燃氣輪機，經過四年多的設計、生產、試驗，具有自主知識產權的我國第一臺燃氣輪機QD128燃氣輪機終于從今年六月份起并網發電。
燃氣輪機是技術密集性產品，設計研制一種新的燃氣輪機，或者將航空發動機改型派生出一種新的輕型燃氣輪機，都必須像航空發動機設計研制一樣進行各種驗證試驗，除進行改進部件的專項試驗外，還應按GB10490-89《輕型燃氣輪機驗收試驗規范》要求，完成必做的試驗5項，選做的試驗6項，測取燃氣輪機在整個功率范圍內的性能曲線，以驗證功率和熱效率與設計指標的符合性，確定改進部件工作的可靠性。同時測取各截面控制參數、監視參數，為燃氣輪機的操縱、調試提供依據。國外也是如此，美國GE公司將CF6-80C2航空發動機改型研制成LM6000燃氣輪機，臺架試驗時，為測取燃氣輪機的壓力、溫度、應力和流量等參數，在燃氣輪機上安裝了1000多件測試元件。
加拿大RR燃氣輪機部投資1000萬美元建設了大型燃氣輪機試驗臺，可試功率達13.6萬馬力(100MW)的燃氣輪機。
燃氣輪機試驗的負載裝置是燃氣輪機試驗臺的核心設備之一，燃氣輪機試驗即使帶動發電機，電流也不得輸入電網，以免對電網造成沖擊。燃氣輪機試驗的負載裝置選擇：德國等國家選擇水力測功器，美國GE公司選擇發電機測功，俄羅斯也選擇發電機或水力測功器，我們選擇軸流風機做負載裝置。與之相比，軸流風機具有體積小，重量輕，投資少，易于操縱等優點。在世界燃氣輪機試驗領域尚未見到報導。
1、負載裝置的方案選擇
燃氣輪機與試驗用的負載裝置的最大功率應基本匹配，這樣既能做全負荷試驗，又能錄取到整個工作域(例如燃氣輪機n1：70～105%)的性能。如果燃氣輪機與負載裝置功率不匹配：燃氣輪機功率過大一“大馬拉小車”，試驗時會發生飛轉（超轉），給安全帶來隱患，而且不能做到燃氣輪機的全負荷性能；燃氣輪機功率過小一“小馬拉大車”，則無法評定燃氣輪機的起動性能，加速性能和低轉速區域性能。
燃氣輪機試驗負載裝置的選擇原則應該是我們熟悉的領域，以便利用現有資源和我們悉的技術，例如各種航空發動機的壓氣機，就是透平機械中典型的負載裝置。
選擇QD128燃氣輪機試驗的負載裝置應具備以下四個條件：
①功率可調范圍應在10000—14000KW之間；
②廠內有實物資源；
③有壓氣機特性試驗資料；
④有設計圖樣和壓氣機流場計算資料等，見表1。
從表1可見，選擇WP6B壓氣機做QD128燃氣輪機試驗的負載裝置，從實物資源到技術資料、設計圖紙等都是最合適的。將WP6B壓氣機改進設計成QD128燃氣輪機試驗的負載裝置，命名為WP6G2軸流風機。
2、負載裝置的方案論證
2.1 0D128燃氣輪機功率特性
在標準狀態下，QD128燃氣輪機基本負荷的輸出功率為11500KW，失峰負荷的輸出功率為13200KW。不同大氣溫度輸出功率見表2。
2.2 WP6G2軸流風機所需功率特性
WP6G2軸流風機，在標準狀態下：設計點參數為：n=11150r/min，空氣流量為46. 2kg/s，總增壓比7. 44，效率為0.79。所需功率為17811.6馬力，折合13100KW，所需功率隨大氣溫度變化見表3。
2.3 QD128燃氣輪機帶WP6G2軸流風機的功率匹配論證
用QD128燃氣輪機帶WP6G2軸流風機的功率匹配情況見附圖1。
● 大氣溫度在5℃以下，QD128燃氣輪機基本負荷狀態可以帶動WP6G2軸流風機，而且功率略有盈余。操作方法時，將燃氣發生器ni轉速略微降低，保證軸流風機轉速n4=11150±50r/min范圍內試驗。
● 大氣溫度在5℃～30℃之間時，QD128燃氣輪機使用基本負荷和尖峰負荷之間的狀態，可以帶動WP6G2軸流風機，方法同上。這時，QDI28燃氣輪機處于全負荷狀態，功率在10000—13000KW之間，滿足QD128燃氣輪機全負荷試驗狀態要求。
3、WP6G2軸流風機研制
① P6G2軸流風機以我廠自產渦噴6B壓氣機為基礎自行設計、研制：
● 采用三排并列球軸承創新技術，承擔10倍于航空發動機的軸向力，在世界發動機和燃氣輪機領域屬于首創。經反復運行試驗證明：方案可行，工作可靠。
● 采用高壓引氣卸荷技術，將原來5000kgf軸向力減少至不大于3000kgf，進一步提高軸流風機長壽命工作可靠性。
● 采用等壓絕熱工作原理設計的低損失蝸殼，集氣、轉彎900總流阻損失在600mmH20以下。
● 重新設計后機匣、承力機匣、后支撐機匣、軸承系統、封嚴系統、潤滑系統、卸荷系統和主、輔支撐系統等。
● 有全臺壓氣機特性試驗的基礎，只要測出進、出口壓力、溫度，就能較準確地計算出軸流風機功率，方便快捷，隨時顯示、打印。
經過一年多的設計、生產、裝配，于2001年未完成首臺WP6G2軸流風機的研制。見附圖2。
4、QD128燃氣輪機試驗
●WP6G2軸流風機能夠承擔燃氣輪機的多項試驗。
WP6G2軸流風機作為輕型燃機試驗臺的重要設備之一，能夠承擔以下試驗項目：
①輕型燃氣輪機的液壓馬達帶轉試驗；
②輕型燃氣輪機的起動點火試驗；
③輕型燃氣輪機的供油規律試驗；
④輕型燃氣輪機的磨合運轉試驗；
⑤輕型燃氣輪機的加／減速試驗：
⑥輕型燃氣輪機的全負荷性能調試試驗；
⑦輕型燃氣輪機的控制系統試驗（例如關閉V1、V2閥）；
⑧輕型燃氣輪機的監測系統試驗（例如報警、停車）；
⑧長期試車考核試驗；
⑩按GB10490-89完成驗收規范試驗等。
WP6G2軸流風機首先應用在黎明公司自建燃氣輪機試驗臺-511試驗臺上，完成QD128燃氣輪機第102臺的液壓馬達帶轉試驗、起動點火試驗、供油規律試驗、性能調試試驗和監控系統試驗等，同時，像一桿秤一樣，隨時計量QD128燃氣輪機功率。使102臺能夠交付燃機成套公司發往中原油田電站并網發電。
在集團公司領導下，在全公司各分廠、車間的大力配合下，我們設計、研制的WP6G2軸流風機，一機多用，一舉多得。技術上有多項創新，而造價只是沈陽鼓風機廠同等規格的離心壓縮機的1/3～1/4，511試驗臺軸流風機就節省資金至少400萬元。
WP6G2軸流風機是應集團公司大力開發燃氣輪機產業的需要，作為燃氣輪機調試試驗的配套產品，借助軍品成熟技術，進一步發展、創新。成功的關鍵是領導下定決心，大膽決策，技術人員在具體技術上精心設計、精心施工，終于搞成一項產品，為黎明公司發展燃氣輪機的宏偉目標做貢獻。
