R0110重型燃?xì)廨啓C(jī)的自主研發(fā)

蔡寧生，崔榮繁，陳克杰，楊寒陽，劉 紅

（1.清華大學(xué)熱能工程系熱科學(xué)與動(dòng)力工程教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京 100084；2.中航工業(yè)黎明航空發(fā)動(dòng)機(jī)（集團(tuán)）有限責(zé)任公司，沈陽 110043）

R0110重型燃?xì)廨啓C(jī)的自主研發(fā)

蔡寧生1，崔榮繁2，陳克杰2，楊寒陽2，劉 紅1

（1.清華大學(xué)熱能工程系熱科學(xué)與動(dòng)力工程教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京 100084；2.中航工業(yè)黎明航空發(fā)動(dòng)機(jī)（集團(tuán)）有限責(zé)任公司，沈陽 110043）

本文簡(jiǎn)介我國(guó)R0110重型燃?xì)廨啓C(jī)的研發(fā)立項(xiàng)背景，回顧該燃?xì)廨啓C(jī)從設(shè)計(jì)、制造、加工、裝配、廠內(nèi)空負(fù)荷試車、電站滿負(fù)荷簡(jiǎn)單循環(huán)試驗(yàn)到聯(lián)合循環(huán)試驗(yàn)的研制過程，分析取得的研究成果和產(chǎn)業(yè)化前景，也總結(jié)了研發(fā)過程中取得的經(jīng)驗(yàn)和存在的不足，對(duì)自主研發(fā)燃?xì)廨啓C(jī)技術(shù)提出展望和建議。

R0110重型；燃?xì)廨啓C(jī)；研發(fā)

2014年3月21日，“十五”國(guó)家高技術(shù)研究發(fā)展計(jì)劃（863計(jì)劃）燃?xì)廨啓C(jī)專項(xiàng)課題“R0110重型燃?xì)廨啓C(jī)研制與調(diào)試”在北京接受了國(guó)家科技部組織的專家驗(yàn)收，驗(yàn)收專家組認(rèn)為：以中航工業(yè)沈陽黎明航空發(fā)動(dòng)機(jī)（集團(tuán)）有限責(zé)任公司為主體承擔(dān)單位的聯(lián)合體，完成了R0110重型燃?xì)廨啓C(jī)的研制、廠內(nèi)全轉(zhuǎn)速空負(fù)荷調(diào)試、電廠簡(jiǎn)單循環(huán)發(fā)電72 h試運(yùn)行和聯(lián)合循環(huán)發(fā)電168 h試運(yùn)行，達(dá)到了合同任務(wù)書規(guī)定的考核指標(biāo)；初步建立了以R0110燃機(jī)為基礎(chǔ)的重型燃?xì)廨啓C(jī)設(shè)計(jì)、制造、試驗(yàn)平臺(tái)，具備了自主研制試驗(yàn)?zāi)芰Γ黄屏艘幌盗嘘P(guān)鍵技術(shù)，取得了一批具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的技術(shù)成果；承擔(dān)單位已完成合同規(guī)定的研制任務(wù)，一致同意通過驗(yàn)收。至此，“十年磨一劍”，我國(guó)終于完成了R0110重型燃?xì)廨啓C(jī)自主研制的全過程。本文將回顧其立項(xiàng)背景和研制過程，分析取得的研究成果和產(chǎn)業(yè)化前景，總結(jié)經(jīng)驗(yàn)與不足，提出若干未來發(fā)展建議。

1 立項(xiàng)背景

燃?xì)廨啓C(jī)作為新型動(dòng)力機(jī)械，被廣泛應(yīng)用于能源、交通、航空、國(guó)防等領(lǐng)域，是21世紀(jì)動(dòng)力的心臟技術(shù)，被人們形象地喻為動(dòng)力機(jī)械制造業(yè)“皇冠上的明珠”。掌握燃?xì)廨啓C(jī)技術(shù)已經(jīng)成為一個(gè)國(guó)家科技水平軍事實(shí)力、甚至綜合國(guó)力的重要標(biāo)志之一。

本世紀(jì)初我國(guó)開始實(shí)施“西氣東送”和“西電東輸”對(duì)燃?xì)廨啓C(jī)有了新的市場(chǎng)需求，當(dāng)時(shí)預(yù)計(jì)10年內(nèi)總數(shù)達(dá)到34 000 MW左右，市值約100億美元，平均每年約10億美元。如此巨大的市場(chǎng)，是我國(guó)發(fā)展燃?xì)廨啓C(jī)的最好契機(jī)。我國(guó)燃?xì)廨啓C(jī)專家呼吁抓住這一千載難逢的機(jī)遇，發(fā)展我國(guó)自己的重型燃?xì)廨啓C(jī)。

在組織相關(guān)專家長(zhǎng)達(dá)兩年的實(shí)地調(diào)研和深入研討的基礎(chǔ)上，2002年10月，國(guó)家科技部開始在“十五”國(guó)家863計(jì)劃中考慮實(shí)施燃?xì)廨啓C(jī)專項(xiàng)，專項(xiàng)的總體目標(biāo)為旨在燃?xì)廨啓C(jī)前沿高技術(shù)研究領(lǐng)域取得突破，初步形成燃?xì)廨啓C(jī)關(guān)鍵核心技術(shù)的自主開發(fā)能力，重點(diǎn)開展重型燃?xì)廨啓C(jī)核心部件及關(guān)鍵技術(shù)的研發(fā)。專項(xiàng)實(shí)施擬以中央、地方、企業(yè)、高校及科研院所相結(jié)合的形式，組織科技力量，進(jìn)行燃?xì)廨啓C(jī)研發(fā)，形成燃?xì)廨啓C(jī)關(guān)鍵核心技術(shù)的自主開發(fā)能力，最終實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)化。其中重型燃?xì)廨啓C(jī)的研發(fā)目標(biāo)是消化和吸收國(guó)外重型燃?xì)廨啓C(jī)的設(shè)計(jì)思想，設(shè)計(jì)、研制具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的，可投入市場(chǎng)的、功率大于50 MW（后確定為110 MW）、技術(shù)水平相當(dāng)于E級(jí)以上的重型燃?xì)廨啓C(jī)樣機(jī)。通過研究開發(fā)，形成關(guān)鍵技術(shù)的自主設(shè)計(jì)能力，初步建立我國(guó)燃?xì)廨啓C(jī)的設(shè)計(jì)、試驗(yàn)與制造平臺(tái)，并為“十一五”開發(fā)F級(jí)（200 MW～250 MW）的重型燃?xì)廨啓C(jī)打下基礎(chǔ)。

在確定課題承擔(dān)單位時(shí)，鑒于重型燃?xì)廨啓C(jī)是以凝結(jié)先進(jìn)技術(shù)的產(chǎn)品為研究對(duì)象的課題，確定了以企業(yè)為主體承擔(dān)單位，組建聯(lián)合體參與招投標(biāo)的新模式。2002年8月，在參與重型燃?xì)廨啓C(jī)研制投標(biāo)的聯(lián)合體中，以中航工業(yè)沈陽黎明航空發(fā)動(dòng)機(jī)（集團(tuán)）有限責(zé)任公司（簡(jiǎn)稱黎明公司）為主體包括國(guó)內(nèi)九家單位的科研聯(lián)合體勝出，這九家單位分別是中國(guó)航空工業(yè)沈陽發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)研究所、清華大學(xué)、中國(guó)科學(xué)院工程熱物理研究所、上海交通大學(xué)、中國(guó)燃?xì)鉁u輪研究院、中國(guó)船舶重工業(yè)集團(tuán)公司第703研究所、上海汽輪機(jī)廠有限公司、沈陽重型機(jī)器有限責(zé)任公司、沈陽鼓風(fēng)機(jī)股份有限公司。

國(guó)家科技部確定以“R0110重型燃?xì)廨啓C(jī)設(shè)計(jì)與研制”和“R0110重型燃?xì)廨啓C(jī)研制與調(diào)試”兩個(gè)連續(xù)性課題持續(xù)支持R0110重型燃?xì)廨啓C(jī)輪機(jī)的研制。第一個(gè)課題著重于設(shè)計(jì)，第二個(gè)課題著重與加工和整機(jī)試驗(yàn)。完成第一個(gè)課題后滾動(dòng)開展第二個(gè)課題的工作。

2 R0110重型燃?xì)廨啓C(jī)的研制過程回顧

R0110重型燃?xì)廨啓C(jī)在許多方面是“從無到有”，執(zhí)行過程中遇到的困難相當(dāng)多，課題組立足于國(guó)內(nèi)技術(shù)水平和成果來解決遇到的各種問題，并在研制過程中注重自身技術(shù)和經(jīng)驗(yàn)的積累，采用了如圖1所示的研制技術(shù)路線，從總體設(shè)計(jì)、部件設(shè)計(jì)、部件試驗(yàn)、加工裝配、系統(tǒng)集成、廠內(nèi)整機(jī)空負(fù)荷試驗(yàn)直至整機(jī)電站帶負(fù)荷試驗(yàn)運(yùn)行。

首次設(shè)計(jì)的R0110重型燃?xì)廨啓C(jī)以天然氣為燃料，發(fā)電機(jī)出線端功率為110 MW，轉(zhuǎn)速3 000 r／min，發(fā)電效率34.5%，壓氣機(jī)壓比14.7，空氣流量360 kg／s，透平初溫1 484 K，研制成的重型燃?xì)廨啓C(jī)需要通過72 h或168 h試運(yùn)行。

然而，剛剛從“文革”深重災(zāi)難走出來的中國(guó)，亟需一場(chǎng)變革讓國(guó)人從夢(mèng)魘中醒來。中國(guó)若要發(fā)展前進(jìn)，必須打破把毛澤東的話作為判斷一切是非標(biāo)準(zhǔn)的神學(xué)信條。好在鄧小平、胡耀邦等人以極大的膽魄，推動(dòng)了接下來的“實(shí)踐是檢驗(yàn)真理的唯一標(biāo)準(zhǔn)”大討論，打破了長(zhǎng)期以來的思想鉗制和政治專斷，也為以后的改革開放奠定了思想基礎(chǔ)。

什么是集中技訓(xùn)？西南科技大學(xué)城市學(xué)院定位為教學(xué)應(yīng)用型大學(xué)，為了響應(yīng)國(guó)家培養(yǎng)創(chuàng)新型、應(yīng)用型管理及技術(shù)人才的目標(biāo)，筆者所在學(xué)校進(jìn)行教學(xué)實(shí)踐環(huán)節(jié)改革，提出集中技訓(xùn)這一綜合教學(xué)環(huán)節(jié)，具體實(shí)施為：本科學(xué)生在大學(xué)期間進(jìn)行六次集中技訓(xùn)，學(xué)校教務(wù)處安排三次，學(xué)院各專業(yè)安排三次。教務(wù)處安排以工程基礎(chǔ)訓(xùn)練為主，學(xué)院各專業(yè)以行業(yè)要求為依托安排崗位能力訓(xùn)練為主。專科學(xué)生在大學(xué)期間進(jìn)行四次集中技訓(xùn)，學(xué)校教務(wù)處及學(xué)院各專業(yè)各安排兩次，要求同本科學(xué)生。

輸出層神經(jīng)元是一種競(jìng)爭(zhēng)神經(jīng)元，每一個(gè)神經(jīng)元對(duì)應(yīng)一個(gè)文字的類別，輸出層神經(jīng)元個(gè)數(shù)等于參與分類的文字類別總數(shù)，它接收從求和層輸出的各類概率密度函數(shù)，概率密度函數(shù)最大的那個(gè)神經(jīng)元輸出為1，即所對(duì)應(yīng)的那一類即為待識(shí)別的文字模式類別，其他輸出神經(jīng)元值全為0。

在工藝準(zhǔn)備階段，黎明公司編制了工藝規(guī)程，聯(lián)合體單位各企業(yè)對(duì)分工研制的部分零組件作了工藝分析，找出了加工難點(diǎn)，擬定了針對(duì)性技術(shù)措施。黎明公司依據(jù)完成的工藝文件，派工設(shè)計(jì)了工裝。根據(jù)R0110重型燃?xì)廨啓C(jī)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和國(guó)內(nèi)加工能力及承擔(dān)研制任務(wù)單位的綜合實(shí)力，確定了加工技術(shù)難點(diǎn)和技術(shù)攻關(guān)項(xiàng)目。先后攻克了材料國(guó)產(chǎn)化與工程應(yīng)用、超大型合金錠冶煉和鍛件成形、大型透平葉片精密無余量鑄造等諸多關(guān)鍵技術(shù)，形成了自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的材料體系、冶金工藝標(biāo)準(zhǔn)體系，實(shí)現(xiàn)了該燃?xì)廨啓C(jī)制造所需的所有材料能夠全部立足國(guó)內(nèi)供給。由此立足國(guó)內(nèi)企業(yè)建立了R0110重型燃?xì)廨啓C(jī)的制造體系，完成了全部冷端和熱端部件的零部件制造，進(jìn)行了冶金工藝和機(jī)加工藝攻關(guān)。為完成零部件的制造，還進(jìn)行了精密鑄造工裝測(cè)具、鍛造工裝測(cè)具、非金屬制件制造工裝以及其它工裝的設(shè)計(jì)與加工。掌握了燃?xì)廨啓C(jī)透平葉片制造技術(shù)，并通過持續(xù)的技術(shù)攻關(guān)，透平葉片的成品率由研制初期的不足3%上升到51%，大大降低了生產(chǎn)成本。

以黎明公司為牽頭單位的聯(lián)合體第一期課題“R0110重型燃?xì)廨啓C(jī)設(shè)計(jì)與研制”于2003年底完成并通過驗(yàn)收。設(shè)計(jì)階段完成了包括燃?xì)廨啓C(jī)本體及進(jìn)氣氣缸、外部接口、外部管路等在內(nèi)的供生產(chǎn)用的全套設(shè)計(jì)圖紙出圖，并完成正式設(shè)計(jì)圖紙的工藝評(píng)審，完成各類技術(shù)文件。在完成設(shè)計(jì)出圖工作的同時(shí)，結(jié)合設(shè)計(jì)工作的需要，進(jìn)行了一些主要設(shè)計(jì)計(jì)算工作，包括總體性能、壓氣機(jī)和透平特性、燃燒室設(shè)計(jì)分析及變工況性能計(jì)算、透平冷卻系統(tǒng)和空氣系統(tǒng)計(jì)算；關(guān)鍵部件的強(qiáng)度計(jì)算等。主機(jī)設(shè)計(jì)工作主要由總設(shè)計(jì)師單位中國(guó)航空工業(yè)沈陽發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)研究所負(fù)責(zé)完成，機(jī)組的成套設(shè)計(jì)由主體承擔(dān)單位黎明公司負(fù)責(zé)。計(jì)算即設(shè)計(jì)校驗(yàn)工作由擴(kuò)大聯(lián)合體的高校、研究院所和企業(yè)分工完成。具體分工如圖2所示。

1.合同簽訂不規(guī)范。主要表現(xiàn)在雙方合同未簽先干。未建立合同臺(tái)賬、合同履行臺(tái)賬，合同簽訂無任何手續(xù)，沒有申請(qǐng)表和對(duì)方任何資料，合同內(nèi)容不完整、合同條款不嚴(yán)謹(jǐn)，無合同履行、結(jié)算報(bào)告單等問題。

由此初步建立了具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的E級(jí)重型燃?xì)廨啓C(jī)的設(shè)計(jì)體系，并在此設(shè)計(jì)體系下完成了R0110重型燃?xì)廨啓C(jī)的壓氣機(jī)、燃燒室、透平、軸承及主機(jī)性能設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、總體設(shè)計(jì)、空氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)、強(qiáng)度設(shè)計(jì)等。

規(guī)劃水資源論證工作早期介入源頭控制并與規(guī)劃編制工作同步進(jìn)行是保障論證工作科學(xué)性和有效性的重要手段。水資源論證準(zhǔn)備工作應(yīng)和規(guī)劃準(zhǔn)備工作同時(shí)啟動(dòng)，并在規(guī)劃編制過程實(shí)現(xiàn)與規(guī)劃目標(biāo)的動(dòng)態(tài)反饋。

4.2.3 腸道微生態(tài)環(huán)境調(diào)節(jié) 調(diào)節(jié)腸道微生態(tài)環(huán)境中藥包括黨參、山藥、絞股藍(lán)、當(dāng)歸、熟地黃、銀花、蒲公英、重樓、山楂、萊菔子、雞矢藤等，從中選5～6味入組。

要取得燃?xì)廨啓C(jī)全面的技術(shù)進(jìn)步，提升燃?xì)廨啓C(jī)的研制能力，僅僅獨(dú)立開展分散的單元技術(shù)的研發(fā)是不夠的。通過整機(jī)研制凝練研究?jī)?nèi)容，凝聚研究力量，開展關(guān)鍵技術(shù)研究，可以全面加強(qiáng)設(shè)計(jì)能力、制造能力、試驗(yàn)?zāi)芰ㄔO(shè)，提高工藝水平，研制新材料，形成完整的產(chǎn)業(yè)鏈，在整機(jī)研制過程中提高相關(guān)學(xué)科的研究水平，促進(jìn)人才的培養(yǎng)，形成研究隊(duì)伍。通過R0110重型燃?xì)廨啓C(jī)的自主研制，初步建立了E級(jí)燃?xì)廨啓C(jī)的設(shè)計(jì)體系和關(guān)鍵部件設(shè)計(jì)體系，依托整機(jī)所開發(fā)的設(shè)計(jì)體系能夠最大限度滿足整機(jī)研制的需求。通過R0110燃?xì)廨啓C(jī)的加工制造，打通了從材料研制，到材料的工程化應(yīng)用、原材料準(zhǔn)備、制造工藝研究、制造標(biāo)準(zhǔn)研究、零部件制造與檢測(cè)的整體制造鏈條，在制造過程中提煉制造關(guān)鍵技術(shù)開展聯(lián)合攻關(guān)，全面提升相關(guān)制造能力。

2.1 設(shè)計(jì)

R0110重型燃?xì)廨啓C(jī)加工涉及到技術(shù)難度較大的高溫葉片、大型盤、軸承、薄壁氣缸等，鑒于航空部門具有加工熱端部件的寶貴經(jīng)驗(yàn)，而機(jī)械行業(yè)具有加工大尺寸零件的豐富經(jīng)驗(yàn)，采取了如圖3所示的分工合作。

1.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法 采用SPSS 22.0軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析，計(jì)量資料以均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差表示，比較采用獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)；計(jì)數(shù)資料以例(百分率)表示，比較采用χ2檢驗(yàn)；采用多因素回歸分析對(duì)急性缺血性腦卒中的獨(dú)立影響因素進(jìn)行分析；采用Spearman等級(jí)相關(guān)分析對(duì)急性缺血性腦卒中與各影響因素間的相關(guān)性進(jìn)行分析。以P<0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

在部件裝配過程中，特制了整機(jī)翻轉(zhuǎn)裝配架，通過控制各封嚴(yán)間隙轉(zhuǎn)子與機(jī)匣的同心度規(guī)避了裝配風(fēng)險(xiǎn)，成功實(shí)現(xiàn)了整機(jī)裝配。完成裝配的R0110燃?xì)廨啓C(jī)見圖4。

4.1 經(jīng)驗(yàn)總結(jié)

進(jìn)行了單管燃燒室中壓全溫試驗(yàn)、全壓全溫模擬試驗(yàn)、氣體及液體燃料等離子點(diǎn)火性能試驗(yàn)、噴嘴性能試驗(yàn)等部件試驗(yàn)，其中燃燒室試驗(yàn)在中航工業(yè)燃?xì)鉁u輪研究院進(jìn)行。在此基礎(chǔ)上，進(jìn)行了整機(jī)試驗(yàn)，主要包括廠內(nèi)全轉(zhuǎn)速空負(fù)荷試車和電站帶負(fù)荷試車。這兩個(gè)部分的整機(jī)試驗(yàn)分別在黎明公司和中海油深圳電廠進(jìn)行。

2008年，黎明公司完成了R0110重型燃?xì)廨啓C(jī)成套系統(tǒng)的進(jìn)氣系統(tǒng)、進(jìn)氣穩(wěn)壓室、排氣系統(tǒng)、滑油和頂軸油系統(tǒng)、壓縮空氣及防喘放氣系統(tǒng)、燃機(jī)支撐與底座等子系統(tǒng)的成套設(shè)計(jì)。開發(fā)的控制系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)對(duì)R0110重型燃?xì)廨啓C(jī)從起動(dòng)、點(diǎn)火、加速、全速空載運(yùn)行直至停車的全過程實(shí)施可靠控制。2008年9月由中船重工703所完成了廠內(nèi)全轉(zhuǎn)速空負(fù)荷試車第三方驗(yàn)證工作。廠內(nèi)全轉(zhuǎn)速空負(fù)荷試車調(diào)試相關(guān)數(shù)據(jù)表明燃?xì)廨啓C(jī)各部件的工作性能在低轉(zhuǎn)速時(shí)略微偏差，在全速狀態(tài)均達(dá)到了設(shè)計(jì)要求，各部件之間匹配良好，整機(jī)性能估計(jì)略高于設(shè)計(jì)值。

R0110重型燃?xì)廨啓C(jī)的成功研制，標(biāo)志著我國(guó)已基本掌握了重型燃?xì)廨啓C(jī)總體性能及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、多級(jí)（15級(jí)）軸流式壓氣機(jī)級(jí)間匹配、15級(jí)軸流壓氣機(jī)全三維性能分析、貧油預(yù)混設(shè)計(jì)技術(shù)及試驗(yàn)調(diào)試、分級(jí)及分區(qū)組織燃燒改善燃燒穩(wěn)定性設(shè)計(jì)、帶渦流矩陣式冷卻結(jié)構(gòu)的透平葉片設(shè)計(jì)等關(guān)鍵技術(shù)，初步建立了E級(jí)重型燃?xì)廨啓C(jī)的自主設(shè)計(jì)體系，所建立的設(shè)計(jì)體系為后續(xù)開展其它型號(hào)重型燃?xì)廨啓C(jī)奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

3 研究成果及產(chǎn)業(yè)化前景分析

3.1 研究成果

通過R0110重型燃?xì)廨啓C(jī)的自主研制，在設(shè)計(jì)、試驗(yàn)、加工和整機(jī)試車方面取得了如下重要研究成果：

③施工期間槽內(nèi)泥漿必須高于地下水水位1.0 m以上，且不低于導(dǎo)墻面0.5 m，當(dāng)發(fā)生泥漿滲漏時(shí)必須及時(shí)堵漏和補(bǔ)漿。

1）初步建立了E級(jí)燃?xì)廨啓C(jī)設(shè)計(jì)平臺(tái)

R0110重型燃?xì)廨啓C(jī)整機(jī)的長(zhǎng)時(shí)間試驗(yàn)運(yùn)行考核，是最終完成課題任務(wù)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，也是國(guó)產(chǎn)重型燃?xì)廨啓C(jī)進(jìn)入市場(chǎng)的關(guān)鍵。為此中國(guó)航空工業(yè)集團(tuán)公司積極多方尋求共同開展R0110重型燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電試驗(yàn)運(yùn)行的合作單位，最終確定在中海油深圳電力有限公司合作進(jìn)行整機(jī)試驗(yàn)。中航工業(yè)與中海油于2010年7月簽署了在燃?xì)廨啓C(jī)領(lǐng)域開展廣泛合作的戰(zhàn)略協(xié)議：雙方合作建設(shè)重型燃?xì)廨啓C(jī)長(zhǎng)周期試驗(yàn)考核示范電站，爭(zhēng)取在R0110重型燃?xì)廨啓C(jī)試驗(yàn)成功后，進(jìn)一步合作建設(shè)國(guó)家級(jí)燃?xì)廨啓C(jī)試驗(yàn)基地，滿足重型燃?xì)廨啓C(jī)及后續(xù)改進(jìn)型、發(fā)展型產(chǎn)品試驗(yàn)驗(yàn)證及長(zhǎng)周期試驗(yàn)考核的需要。確定在中海油深圳電力有限公司建設(shè)R0110重型燃?xì)廨啓C(jī)試驗(yàn)電站。R0110重型燃?xì)廨啓C(jī)于2012年8月運(yùn)抵現(xiàn)場(chǎng)開始安裝和調(diào)試技術(shù)研究，先后解決了起動(dòng)過程中變頻起動(dòng)電機(jī)工作不穩(wěn)定、后支點(diǎn)軸瓦溫度高、前支點(diǎn)水平振動(dòng)相對(duì)較大、透平出口溫度控制延遲、起動(dòng)超溫、前支點(diǎn)垂直振動(dòng)大、轉(zhuǎn)速波動(dòng)大、功率波動(dòng)大等問題，成功實(shí)施了R0110重型燃?xì)廨啓C(jī)從起動(dòng)、點(diǎn)火、加速、全速空載、升負(fù)荷、滿負(fù)荷、降負(fù)荷、甩負(fù)荷、停車的全過程準(zhǔn)確可靠控制。2012年12月15日完成燃?xì)廨啓C(jī)機(jī)組72 h簡(jiǎn)單循環(huán)試驗(yàn)運(yùn)行考核，2013年11月29日完成168 h聯(lián)合循環(huán)試驗(yàn)運(yùn)行考核，累計(jì)運(yùn)行超過450 h，較為圓滿地走完了R0110重型燃?xì)廨啓C(jī)研制的設(shè)計(jì)、加工制造、試驗(yàn)運(yùn)行的全過程。圖5為安裝在中海油深圳電力有限公司的R0110重型燃?xì)廨啓C(jī)。圖6為R0110重型燃?xì)廨啓C(jī)進(jìn)行聯(lián)合循環(huán)試驗(yàn)。

2）完成了E級(jí)燃?xì)廨啓C(jī)全壓全溫全尺寸試驗(yàn)

在國(guó)內(nèi)首次完成E級(jí)重型燃?xì)廨啓C(jī)全壓全溫全尺寸試驗(yàn)，建立了E級(jí)燃?xì)廨啓C(jī)燃燒室全溫全壓全尺寸試驗(yàn)平臺(tái)，進(jìn)行了多輪試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果表明，只有進(jìn)行全溫全壓全尺寸試驗(yàn)，才能獲得可靠的對(duì)整機(jī)運(yùn)行有價(jià)值的燃燒室試驗(yàn)數(shù)據(jù)，經(jīng)過全壓全溫全尺寸試驗(yàn)驗(yàn)證的燃燒室才能保證其在機(jī)組中的可靠運(yùn)行，全溫全壓全尺寸試驗(yàn)對(duì)燃?xì)廨啓C(jī)燃燒室的設(shè)計(jì)具有至關(guān)重要的指導(dǎo)作用。

(1)原油/CO2的MMP與構(gòu)成原油組分的碳數(shù)和分子結(jié)構(gòu)有關(guān)。原油中低碳數(shù)烴類越多，MMP越小，高碳數(shù)的不飽和芳香烴含量越高，MMP越大，混合烴組分的MMP小于單一烴組分的MMP。

3）掌握了重型燃?xì)廨啓C(jī)熱部件加工技術(shù)

重型燃?xì)廨啓C(jī)熱部件是在運(yùn)行過程中需要更換的部件，備品備件的可靠經(jīng)濟(jì)供應(yīng)對(duì)電廠非常重要。熱部件的加工技術(shù)是重型燃?xì)廨啓C(jī)的尖端制造技術(shù)。R0110重型燃?xì)廨啓C(jī)的透平葉片尺寸大（透平葉片583 mm×152 mm，噴嘴葉片482 mm× 216 mm）、內(nèi)腔空氣冷卻結(jié)構(gòu)非常復(fù)雜，壁薄、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、切削性能差、榫齒尺寸大，研制工藝難度非常大。在葉片精密無余量制造過程中，采用計(jì)算機(jī)仿真模擬、優(yōu)化陶瓷型芯配方和燒結(jié)工藝、陶瓷過濾網(wǎng)過濾澆鑄、等溫校形、冷校形和熱處理相結(jié)合等手段，成功地研制出了組織、性能、尺寸均滿足標(biāo)準(zhǔn)要求的透平葉片和噴嘴葉片。采用線切割工藝完成透平葉片榫齒基準(zhǔn)面加工，摸索出了透平葉片封嚴(yán)篦齒圓弧槽的高效加工方法。通過不斷完善工藝將葉片的成品率由研制初期的不足3%提高到51%。

后期為解決生產(chǎn)工藝問題，對(duì)前支點(diǎn)支撐殼體的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了改進(jìn)，增加前支點(diǎn)剛性，將轉(zhuǎn)子的二階臨界轉(zhuǎn)速提高到工作轉(zhuǎn)速外；將原來的四級(jí)軸頸盤的焊接結(jié)構(gòu)改為用螺栓連接的結(jié)構(gòu)。還進(jìn)行了透平一、二級(jí)葉片的結(jié)構(gòu)改進(jìn)設(shè)計(jì)，改進(jìn)了冷卻結(jié)構(gòu)，以增強(qiáng)透平葉片冷卻空氣的換熱強(qiáng)度，去掉二級(jí)透平葉片的葉冠，以改善工藝性。進(jìn)氣氣缸由原來的焊接結(jié)構(gòu)改為整體鑄造結(jié)構(gòu)，改善原結(jié)構(gòu)的加工工藝性。將原有的焊接結(jié)構(gòu)的氣缸全部改為水平中分結(jié)構(gòu)的鑄造氣缸，以適應(yīng)在電廠進(jìn)行燃機(jī)的檢修和大修，同時(shí)提高材料利用率，降低制造成本，并縮短制造周期。

4）建立了電站帶負(fù)荷重型燃?xì)廨啓C(jī)整機(jī)試驗(yàn)平臺(tái)

通過與中海油深圳電力有限公司合作，建立了R0110重型燃?xì)廨啓C(jī)整機(jī)試驗(yàn)平臺(tái)。在該試驗(yàn)平臺(tái)上研究了燃?xì)廨啓C(jī)啟動(dòng)后的并網(wǎng)、升負(fù)荷、滿負(fù)荷、穩(wěn)態(tài)運(yùn)行等一系列運(yùn)行問題，檢測(cè)了機(jī)組的振動(dòng)、壓力、溫度、輸出功率等各項(xiàng)參數(shù)隨負(fù)荷和運(yùn)行實(shí)踐的變化情況，對(duì)燃?xì)廨啓C(jī)及其系統(tǒng)的性能和可靠性進(jìn)行了驗(yàn)證。在所建立的整機(jī)試驗(yàn)平臺(tái)上，可以通過長(zhǎng)時(shí)間帶負(fù)荷試驗(yàn)，解決可能出現(xiàn)的各種問題，考核燃?xì)廨啓C(jī)及配套設(shè)備系統(tǒng)的性能和可靠性，為自主研發(fā)的重型燃?xì)廨啓C(jī)產(chǎn)品投入市場(chǎng)、實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化奠定扎實(shí)的基礎(chǔ)。

首先，校本教研要制度化、規(guī)范化。教研活動(dòng)制度化，就是教研活動(dòng)必須按規(guī)定進(jìn)行，有規(guī)矩。教研或次數(shù)時(shí)間地點(diǎn)要固定。每次活動(dòng)要做好前移準(zhǔn)備，定主題發(fā)言人等程序。做好記錄，反思存在問題和改進(jìn)措施。

5）鍛煉和培養(yǎng)了一批從事重型燃?xì)廨啓C(jī)研發(fā)的人才

經(jīng)過R0110重型燃?xì)廨啓C(jī)的自主研制，縮小了我國(guó)燃?xì)廨啓C(jī)與國(guó)際先進(jìn)水平的差距，初步形成了研發(fā)和試驗(yàn)基地，在我國(guó)形成了有關(guān)燃?xì)廨啓C(jī)方面的自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)，使我國(guó)成為初步掌握燃?xì)廨啓C(jī)設(shè)計(jì)、制造、試驗(yàn)技術(shù)和成套能力的國(guó)家之一，鍛煉和培養(yǎng)了一批重型燃?xì)廨啓C(jī)技術(shù)研發(fā)人才。

3.2 產(chǎn)業(yè)化前景分析

R0110重型燃?xì)廨啓C(jī)相對(duì)同等級(jí)別的重型燃?xì)廨啓C(jī)重量輕，簡(jiǎn)單循環(huán)效率高，在油氣資源豐富的海外市場(chǎng)具有強(qiáng)勁的競(jìng)爭(zhēng)力。現(xiàn)已與伊朗Aras Freezone500 MW項(xiàng)目進(jìn)行了合作探討，該項(xiàng)目三個(gè)業(yè)主與黎明公司簽訂了共9臺(tái)的R0110燃?xì)廨啓C(jī)機(jī)組的銷售意向協(xié)議。蘇丹、尼日利亞、伊拉克、白俄羅斯等也有采用R0110重型燃?xì)廨啓C(jī)的意向。

R0110重型燃?xì)廨啓C(jī)產(chǎn)品已經(jīng)進(jìn)入到了東北電力設(shè)計(jì)院、西北電力設(shè)計(jì)院、國(guó)核電力規(guī)劃設(shè)計(jì)研究院、廣西電力設(shè)計(jì)院等一大批設(shè)計(jì)院產(chǎn)品選型目錄中。該燃?xì)廨啓C(jī)還可以做自備電源，為海上石油平臺(tái)提供動(dòng)力，中航工業(yè)與中海油已經(jīng)建立了戰(zhàn)略合作伙伴關(guān)系，雙方愿意在此燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電領(lǐng)域開展合作。

4 經(jīng)驗(yàn)與不足

2.3 試驗(yàn)運(yùn)行

1）以整機(jī)研制和關(guān)鍵技術(shù)突破為重點(diǎn)，全面加強(qiáng)能力建設(shè)，服務(wù)產(chǎn)品研制

2.2 加工制造裝配

2）組建聯(lián)合體，組織國(guó)內(nèi)優(yōu)勢(shì)資源協(xié)同攻關(guān)

對(duì)于重型燃?xì)廨啓C(jī)這樣一個(gè)技術(shù)難度高，涉及航空、機(jī)械、冶金、材料等眾多學(xué)科的產(chǎn)品，僅僅依靠一家之力是不可能完成研制的。R0110重型燃?xì)廨啓C(jī)研制均組織國(guó)內(nèi)優(yōu)勢(shì)資源，成立了“官產(chǎn)學(xué)研”聯(lián)合體共同攻關(guān)。以主體承擔(dān)企業(yè)、主機(jī)設(shè)計(jì)研究所、專業(yè)所長(zhǎng)的相關(guān)的研究院所和高等院校為核心，在全國(guó)范圍內(nèi)形成不同專業(yè)分工的聯(lián)合體，集各單位核心優(yōu)勢(shì)協(xié)同攻關(guān)研制。企業(yè)根據(jù)各自在熱端部件、大尺寸零件、精密加工、毛料加工及專業(yè)化生產(chǎn)等方面的優(yōu)勢(shì)，按虛擬企業(yè)運(yùn)營(yíng)模式，明確有序分工、責(zé)任，以風(fēng)險(xiǎn)共擔(dān)為原則，聯(lián)合體單位和合作單位強(qiáng)強(qiáng)聯(lián)合，開展產(chǎn)品制造。研究院所和高等院校根據(jù)試驗(yàn)?zāi)芰訌?qiáng)試驗(yàn)和設(shè)計(jì)能力建設(shè)，進(jìn)行產(chǎn)品的設(shè)計(jì)性能優(yōu)化，開展應(yīng)用基礎(chǔ)試驗(yàn)研究。在課題聯(lián)合體之外，以合同管理方式，整合廣泛聯(lián)合的多種層次、多種形式的燃?xì)廨啓C(jī)研制資源。

3）通過國(guó)際合作促進(jìn)自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的燃?xì)廨啓C(jī)研制

通過國(guó)際合作，學(xué)習(xí)國(guó)外先進(jìn)的設(shè)計(jì)理念；通過消化和吸收，完成有自主產(chǎn)權(quán)的重型燃?xì)廨啓C(jī)設(shè)計(jì)研制基本實(shí)施方案；引進(jìn)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、工藝、冶金等技術(shù)資料，消化和吸收國(guó)外先進(jìn)的制造技術(shù)，提高燃?xì)廨啓C(jī)研制能力和技術(shù)管理水平。通過引進(jìn)高水平的研究人員參與燃?xì)廨啓C(jī)研制，可以縮短產(chǎn)品的設(shè)計(jì)周期，提高燃?xì)廨啓C(jī)產(chǎn)品研發(fā)的起點(diǎn)。通過國(guó)際合作加快掌握重型燃?xì)廨啓C(jī)的設(shè)計(jì)思想、設(shè)計(jì)方法及核心部件的設(shè)計(jì)原則，基本掌握自行研制重型燃?xì)廨啓C(jī)的基本技術(shù)和標(biāo)準(zhǔn)化體系等。為建立有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)重型燃?xì)廨啓C(jī)設(shè)計(jì)平臺(tái)、開展重型燃?xì)廨啓C(jī)的研制與后續(xù)技術(shù)發(fā)展奠定很好的基礎(chǔ)。

4.2 教訓(xùn)和不足

盡管以R0110重型燃?xì)廨啓C(jī)開展了相關(guān)的高技術(shù)研發(fā)，但課題立項(xiàng)時(shí)對(duì)研制過程中可能會(huì)遇到的技術(shù)難點(diǎn)和實(shí)施難度嚴(yán)重估計(jì)不足，急于求成地規(guī)劃在短期內(nèi)完成整機(jī)研制，研制經(jīng)費(fèi)嚴(yán)重不足，導(dǎo)致課題完成時(shí)間拖期。總體上已取得的研究成果原創(chuàng)性不高、系統(tǒng)性不足，遠(yuǎn)沒有建立起完備的先進(jìn)燃?xì)廨啓C(jī)研發(fā)所需的設(shè)計(jì)、制造和試驗(yàn)平臺(tái)。所建立的設(shè)計(jì)體系不夠成熟；發(fā)展關(guān)鍵技術(shù)的能力不足；關(guān)鍵部件的試驗(yàn)驗(yàn)證不夠充分，在整機(jī)調(diào)試中出現(xiàn)問題，導(dǎo)致研制周期反復(fù)和試驗(yàn)費(fèi)用超支，還沒有完全掌握重要的關(guān)鍵技術(shù)之干低污染燃燒室技術(shù)，所研制的重型燃?xì)廨啓C(jī)的污染物排放指標(biāo)還不盡如人意。盡管航空部門開展重型燃?xì)廨啓C(jī)大型動(dòng)力設(shè)備的研制在熱部件上有較好的積累，但在大型零部件的制造上需要借助國(guó)內(nèi)其它單位的力量來完成，而不同行業(yè)之間存在著利益壁壘。另外，技術(shù)開發(fā)過程中，企業(yè)和高校、研究院所的聯(lián)合不夠緊密，導(dǎo)致應(yīng)用基礎(chǔ)研究與核心技術(shù)開發(fā)有一定的脫節(jié)；技術(shù)方案的選擇和電力行業(yè)應(yīng)用主體結(jié)合不夠緊密。

由于執(zhí)法團(tuán)隊(duì)建設(shè)質(zhì)量會(huì)對(duì)保障體系落實(shí)與農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)管效果形成直接影響，所以各基層組織應(yīng)做好執(zhí)法團(tuán)隊(duì)建設(shè)工作，打造出一支綜合素質(zhì)過硬的保障體系執(zhí)法團(tuán)隊(duì)。

5 展望和建議

R0110重型燃?xì)廨啓C(jī)的自主研制雖然取得了相當(dāng)可喜的成果，需要清醒地意識(shí)到目前只是走出了萬里長(zhǎng)征的第一步，我國(guó)的重型燃?xì)廨啓C(jī)的發(fā)展之路仍然任重道遠(yuǎn)。總體上我國(guó)缺乏能夠服務(wù)于重型燃?xì)廨啓C(jī)研發(fā)的相關(guān)核心技術(shù)基礎(chǔ)性研究平臺(tái)，尚沒有建成支持下一步發(fā)展的穩(wěn)定的試驗(yàn)研究基地，導(dǎo)致實(shí)現(xiàn)后續(xù)自主發(fā)展的能力缺乏。就R0110重型燃?xì)廨啓C(jī)而言，其燃?xì)廨啓C(jī)本體還有亟待完善的地方；還需要繼續(xù)開展R0110重型燃機(jī)長(zhǎng)周期試驗(yàn)運(yùn)行考核工作，為燃?xì)廨啓C(jī)產(chǎn)品進(jìn)入市場(chǎng)奠定扎實(shí)的基礎(chǔ)；需要繼續(xù)低排放燃燒室的研制工作，以適應(yīng)環(huán)保要求；不斷完善R0110重型燃?xì)廨啓C(jī)的設(shè)計(jì)，提高機(jī)組的性能和可靠性。對(duì)重型燃?xì)廨啓C(jī)自主研制的長(zhǎng)期性和艱巨性要有充分的認(rèn)識(shí)和準(zhǔn)備，要積極面對(duì)研制難度大、任務(wù)重、周期長(zhǎng)的挑戰(zhàn)，建議繼續(xù)開展重型燃?xì)廨啓C(jī)自主研制的科技攻關(guān)。

國(guó)家應(yīng)統(tǒng)一規(guī)劃、統(tǒng)籌安排，集中人力物力，以產(chǎn)業(yè)發(fā)展為導(dǎo)向、以關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)為重點(diǎn)，以示范工程為依托與帶動(dòng)，有機(jī)地結(jié)合基礎(chǔ)研究、關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)以、產(chǎn)品研制及實(shí)際應(yīng)用，在全國(guó)范圍組織“產(chǎn)學(xué)研用”聯(lián)合。建立國(guó)家級(jí)燃?xì)廨啓C(jī)技術(shù)研究開發(fā)工程中心，研究開發(fā)先進(jìn)燃?xì)廨啓C(jī)關(guān)鍵技術(shù)；建設(shè)國(guó)家級(jí)燃?xì)廨啓C(jī)重大科技基礎(chǔ)設(shè)施，加強(qiáng)與燃?xì)廨啓C(jī)相關(guān)的氣動(dòng)、燃燒、傳熱、控制、材料、結(jié)構(gòu)強(qiáng)度等相關(guān)基礎(chǔ)研究，更好地服務(wù)于先進(jìn)燃?xì)廨啓C(jī)的設(shè)計(jì)；建設(shè)能服務(wù)于產(chǎn)品研發(fā)的規(guī)模較大的燃?xì)廨啓C(jī)主要部件和整機(jī)的試驗(yàn)研究基地，驗(yàn)證并提高設(shè)計(jì)、制造技術(shù)。對(duì)于能立足自身獨(dú)立完成的核心技術(shù)研發(fā)應(yīng)聯(lián)合國(guó)內(nèi)優(yōu)勢(shì)力量全力突破，充分重視和利用多年來我國(guó)自己的科研成果及設(shè)計(jì)制造經(jīng)驗(yàn)；對(duì)于基礎(chǔ)薄弱的核心技術(shù)可以采取引進(jìn)、消化吸收或國(guó)內(nèi)外合作研發(fā)的模式，掌握關(guān)鍵技術(shù)，注重跟蹤國(guó)際前沿再創(chuàng)新，形成具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的燃?xì)廨啓C(jī)技術(shù)。對(duì)研發(fā)的關(guān)鍵技術(shù)依托于相關(guān)的產(chǎn)品和示范工程進(jìn)行驗(yàn)證，促進(jìn)科研成果轉(zhuǎn)化和產(chǎn)業(yè)化，推進(jìn)我國(guó)燃?xì)廨啓C(jī)技術(shù)的全面發(fā)展。

為實(shí)現(xiàn)我國(guó)燃?xì)廨啓C(jī)技術(shù)的進(jìn)步，必須持續(xù)投入，繼續(xù)加強(qiáng)燃?xì)廨啓C(jī)研制的能力建設(shè)，扎扎實(shí)實(shí)建立完備的設(shè)計(jì)體系，建立關(guān)鍵技術(shù)驗(yàn)證平臺(tái)，加強(qiáng)試驗(yàn)驗(yàn)證能力。通過燃?xì)廨啓C(jī)的研發(fā)機(jī)制體制創(chuàng)新，打破行業(yè)壁壘，建立有利于全國(guó)大聯(lián)合的合作研發(fā)模式，從而最終實(shí)現(xiàn)我國(guó)燃?xì)廨啓C(jī)技術(shù)的全面突破。

［1］ 蔡寧生.堅(jiān)持自主創(chuàng)新結(jié)合技術(shù)引進(jìn)掌握核心技術(shù)推進(jìn)我國(guó)燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)展［J］.能源政策研究，2005（3）：49-52.

1.2.3 吸附熱力學(xué) 于50 mL的聚乙烯離心管中放置(2.000±0.000 2)g土壤樣品，并分別加入10 mL不同濃度Cd溶液(0 mg/L、0.5 mg/L、1 mg/L、5 mg/L、10 mg/L和20 mg/L)，分別在15℃、25℃、35℃(±0.5℃)恒溫下振蕩，其他步驟同上述試驗(yàn)。

［2］ 蔡寧生，劉紅，崔榮繁，王永軍.863燃?xì)廨啓C(jī)專項(xiàng)進(jìn)展［J］.中國(guó)科技產(chǎn)業(yè)，2006（2）：96-99.

按照黨中央、國(guó)務(wù)院加強(qiáng)食品藥品安全的重大決策部署，河間市食品藥品監(jiān)管局始終堅(jiān)持高標(biāo)準(zhǔn)、高質(zhì)量狠抓食品藥品監(jiān)管工作，全力保障人民群眾飲食用藥安全。建局以來河間未發(fā)生重大食品藥品安全事故，2011～2013年先后被省食品藥品監(jiān)管局授予“先進(jìn)集體”“省藥械稽查先進(jìn)集體”“省黨風(fēng)廉政建設(shè)先進(jìn)集體”；2008年起連續(xù)8年被滄州市食品藥品監(jiān)管局授予“先進(jìn)集體”；2015年被河間市委市政府授予“實(shí)績(jī)突出領(lǐng)導(dǎo)班子”；2015年首批順利通過省級(jí)食品藥品安全縣驗(yàn)收。

［3］ 劉紅，蔡寧生.重型燃?xì)廨啓C(jī)技術(shù)進(jìn)展分析［J］.燃?xì)廨啓C(jī)技術(shù)，2012（3）：1-5，20.

Independent Research and Development for R0110 Heavy Duty Gas Turbine

CAINing-sheng1，CUIRong-fan2，CHEN Ke-jie2，YANG Han-yang2，LIU Hong1
（1.Key Laboratory for Thermal Science and Power Engineering of Ministry of Education，Department of Thermal Engineering，Tsinghua University，Beijing 100084，China；2.AVIC Liming Aero-Engine（Group）Co，Ltd，Shenyang 110043，China）

Background of the R＆D project for R0110 heavy duty gas turbine in China is introduced，and research and development process is recalled for the gas turbine from design，manufacturing，processing，assembly，empty load test in plant，and simple cycle to combined cycle full load tests.Analysis ismade to the research results and industrialization prospects，also summary of developed experience and insufficient.Prospect and recommends on independent development of gas turbine technology is proposed.

R0110 heavy duty；gas turbine；research and development

TK47

A

1009-2889（2014）03-0001-07

2014-06-03

國(guó)家高技術(shù)研究發(fā)展計(jì)劃（863計(jì)劃）課題（2002AA503030，2002AA503010，2004AA503010）

蔡寧生（1956-），教授，國(guó)家科技部“十五”863計(jì)劃燃?xì)廨啓C(jī)專項(xiàng)總體專家組組長(zhǎng)，E-mail：cains＠tsinghua.edu.cn。