引言
经过50多年的发展，燃气轮机技术取得了巨大的进步，除应用于航空之外，还在工业发电、机械驱动、舰船推进、坦克和机车动力等方面获得广泛的应用。
根据国内外市场对燃气轮机产品的迫切需要，中国航空工业沈阳黎明航发集团公司发挥《透平机械技术》专长，大力开发燃气轮机产品。首先开发研制QD128燃气轮机，经过四年多的设计、生产、试验，具有自主知识产权的我国第一台燃气轮机QD128燃气轮机终于从今年六月份起并网发电。
燃气轮机是技术密集性产品，设计研制一种新的燃气轮机，或者将航空发动机改型派生出一种新的轻型燃气轮机，都必须像航空发动机设计研制一样进行各种验证试验，除进行改进部件的专项试验外，还应按GB10490-89《轻型燃气轮机验收试验规范》要求，完成必做的试验5项，选做的试验6项，测取燃气轮机在整个功率范围内的性能曲线，以验证功率和热效率与设计指标的符合性，确定改进部件工作的可靠性。同时测取各截面控制参数、监视参数，为燃气轮机的操纵、调试提供依据。国外也是如此，美国GE公司将CF6-80C2航空发动机改型研制成LM6000燃气轮机，台架试验时，为测取燃气轮机的压力、温度、应力和流量等参数，在燃气轮机上安装了1000多件测试元件。
加拿大RR燃气轮机部投资1000万美元建设了大型燃气轮机试验台，可试功率达13.6万马力(100MW)的燃气轮机。
燃气轮机试验的负载装置是燃气轮机试验台的核心设备之一，燃气轮机试验即使带动发电机，电流也不得输入电网，以免对电网造成冲击。燃气轮机试验的负载装置选择：德国等国家选择水力测功器，美国GE公司选择发电机测功，俄罗斯也选择发电机或水力测功器，我们选择轴流风机做负载装置。与之相比，轴流风机具有体积小，重量轻，投资少，易于操纵等优点。在世界燃气轮机试验领域尚未见到报导。
1、负载装置的方案选择
燃气轮机与试验用的负载装置的最大功率应基本匹配，这样既能做全负荷试验，又能录取到整个工作域(例如燃气轮机n1：70～105%)的性能。如果燃气轮机与负载装置功率不匹配：燃气轮机功率过大一“大马拉小车”，试验时会发生飞转（超转），给安全带来隐患，而且不能做到燃气轮机的全负荷性能；燃气轮机功率过小一“小马拉大车”，则无法评定燃气轮机的起动性能，加速性能和低转速区域性能。
燃气轮机试验负载装置的选择原则应该是我们熟悉的领域，以便利用现有资源和我们悉的技术，例如各种航空发动机的压气机，就是透平机械中典型的负载装置。
选择QD128燃气轮机试验的负载装置应具备以下四个条件：
①功率可调范围应在10000—14000KW之间；
②厂内有实物资源；
③有压气机特性试验资料；
④有设计图样和压气机流场计算资料等，见表1。
从表1可见，选择WP6B压气机做QD128燃气轮机试验的负载装置，从实物资源到技术资料、设计图纸等都是最合适的。将WP6B压气机改进设计成QD128燃气轮机试验的负载装置，命名为WP6G2轴流风机。
2、负载装置的方案论证
2.1 0D128燃气轮机功率特性
在标准状态下，QD128燃气轮机基本负荷的输出功率为11500KW，失峰负荷的输出功率为13200KW。不同大气温度输出功率见表2。
2.2 WP6G2轴流风机所需功率特性
WP6G2轴流风机，在标准状态下：设计点参数为：n=11150r/min，空气流量为46. 2kg/s，总增压比7. 44，效率为0.79。所需功率为17811.6马力，折合13100KW，所需功率随大气温度变化见表3。
2.3 QD128燃气轮机带WP6G2轴流风机的功率匹配论证
用QD128燃气轮机带WP6G2轴流风机的功率匹配情况见附图1。
● 大气温度在5℃以下，QD128燃气轮机基本负荷状态可以带动WP6G2轴流风机，而且功率略有盈余。操作方法时，将燃气发生器ni转速略微降低，保证轴流风机转速n4=11150±50r/min范围内试验。
● 大气温度在5℃～30℃之间时，QD128燃气轮机使用基本负荷和尖峰负荷之间的状态，可以带动WP6G2轴流风机，方法同上。这时，QDI28燃气轮机处于全负荷状态，功率在10000—13000KW之间，满足QD128燃气轮机全负荷试验状态要求。
3、WP6G2轴流风机研制
① P6G2轴流风机以我厂自产涡喷6B压气机为基础自行设计、研制：
● 采用三排并列球轴承创新技术，承担10倍于航空发动机的轴向力，在世界发动机和燃气轮机领域属于首创。经反复运行试验证明：方案可行，工作可靠。
● 采用高压引气卸荷技术，将原来5000kgf轴向力减少至不大于3000kgf，进一步提高轴流风机长寿命工作可靠性。
● 采用等压绝热工作原理设计的低损失蜗壳，集气、转弯900总流阻损失在600mmH20以下。
● 重新设计后机匣、承力机匣、后支撑机匣、轴承系统、封严系统、润滑系统、卸荷系统和主、辅支撑系统等。
● 有全台压气机特性试验的基础，只要测出进、出口压力、温度，就能较准确地计算出轴流风机功率，方便快捷，随时显示、打印。
经过一年多的设计、生产、装配，于2001年未完成首台WP6G2轴流风机的研制。见附图2。
4、QD128燃气轮机试验
●WP6G2轴流风机能够承担燃气轮机的多项试验。
WP6G2轴流风机作为轻型燃机试验台的重要设备之一，能够承担以下试验项目：
①轻型燃气轮机的液压马达带转试验；
②轻型燃气轮机的起动点火试验；
③轻型燃气轮机的供油规律试验；
④轻型燃气轮机的磨合运转试验；
⑤轻型燃气轮机的加／减速试验：
⑥轻型燃气轮机的全负荷性能调试试验；
⑦轻型燃气轮机的控制系统试验（例如关闭V1、V2阀）；
⑧轻型燃气轮机的监测系统试验（例如报警、停车）；
⑧长期试车考核试验；
⑩按GB10490-89完成验收规范试验等。
WP6G2轴流风机首先应用在黎明公司自建燃气轮机试验台-511试验台上，完成QD128燃气轮机第102台的液压马达带转试验、起动点火试验、供油规律试验、性能调试试验和监控系统试验等，同时，像一杆秤一样，随时计量QD128燃气轮机功率。使102台能够交付燃机成套公司发往中原油田电站并网发电。
在集团公司领导下，在全公司各分厂、车间的大力配合下，我们设计、研制的WP6G2轴流风机，一机多用，一举多得。技术上有多项创新，而造价只是沈阳鼓风机厂同等规格的离心压缩机的1/3～1/4，511试验台轴流风机就节省资金至少400万元。
WP6G2轴流风机是应集团公司大力开发燃气轮机产业的需要，作为燃气轮机调试试验的配套产品，借助军品成熟技术，进一步发展、创新。成功的关键是领导下定决心，大胆决策，技术人员在具体技术上精心设计、精心施工，终于搞成一项产品，为黎明公司发展燃气轮机的宏伟目标做贡献。
