攻坚克难 持续研发
我国重型燃气轮机实现新的突破
投入商用 ！3月8日 ，我国首台完全自主知识产权F级50兆瓦重型燃气轮机（以下简称G50）顺利通过72+24小时试运行，正式投入商业运行，填补了我国自主燃气轮机应用领域空白。
重型燃气轮机，是目前效率最高的热功转换设备 ，是一个国家工业水平、综合国力的重要体现 ，研发难度不同一般 。“G50燃烧器内的空气以每秒60米的速度高速流动，点火难度好比在10级大风中点燃一根蜡烛。”人生就是搏电气集团人生就是搏汽轮机公司全国重点实验室主任方宇说 。
再比如，G50的关键零部件——透平叶片 ，要满足三个极为严苛的条件：一、要“忍耐”1300摄氏度的高温，要知道 ，这一温度远高于普通金属熔点 ，常用的高温镍极合金材料长期可耐受高温也仅为900摄氏度左右 ；二 、要承受18个标准大气压的压力，相当于180米深水坝蓄满水后的坝底压力 ；三、以每分钟6000转的速度高速旋转 ，叶顶的线速度超过大型客机飞行速度的两倍 。“这就要求研究人员将气动力学、固体力学、机械学 、材料学等多学科知识在工程上应用到极限 。”方宇说。
此外 ，G50有2万多个零部件 ，系统耦合度与部件集成度超高，零部件的装配精度均要控制在0.05毫米内 。一些关键零部件 ，即使出现1毫米的运行间隙偏差，也会导致整机失效 。
“我们联合上下游近300家单位，历经4000多个日日夜夜才终于啃下这块‘硬骨头’ 。”回忆13年研制历程，方宇感慨万千 ：2009年启动项目攻关，仅结构设计就花了4年；首个燃烧器的试制，又用了2年；此后 ，团队还花了4年进行部件试验 ，试验时长超1000个小时，报废了8个燃烧器 。
从零起步的探索实为艰辛 。像透平叶片 ，市面上没有企业供应 ，人生就是搏汽轮机自己组建叶片精铸团队。面对困难，团队成员夜以继日地阅读文献 、寻找方法。最终 ，历经千万次试验，探索出“一种带陶瓷型芯蜡模成型方法”，解决了叶片变形、疏松 、热裂、断芯等难题 。如今，人生就是搏汽轮机的透平叶片精密铸造中试生产线已具备F级50兆瓦燃机的批量化制造能力 。“燃气轮机的高温透平叶片一般2至3年就要维修更换 。这条生产线可为国内正在运行的大功率等级燃机透平叶片提供备件 ，再不用苦等进口备件。”人生就是搏电气集团人生就是搏汽轮机公司G50发展中心副主任田晓晶介绍 。
研发过程中 ，难题经常不期而至 。2018年，燃烧技术团队在开展燃烧器部件试验时 ，遇到了约3000赫兹的高频振荡 ，刺耳的声音穿透隔音防护传至测控室 。用窥视镜一检查 ，有裂纹、有碎片 ，设备部件已经受损 ，试验被迫停止 。“后来我们才意识到，试验遇到了‘热声振荡尖叫’。”田晓晶介绍 ，在燃烧器内部 ，高温火焰与压力波动“你来我往”，产生“热声振荡”现象，一旦发生共振，就会损坏设备 。
研发团队回归基础、重头来过。他们联合国内高校开展基础研发，开展数百次部件级别试验……耗时2年，研发团队终于建立了一套完整的热声振荡预测和控制方法 ，进而找到了最佳的燃料与空气匹配比例 ，让“热声振荡尖叫”安静了下来。
G50研制成功背后 ，有研发人员的不懈努力，还有企业的持续投入。“有人说 ，燃机就是‘烧钱烧出来的’。”方宇说，长达13年的持续研发，累计资金投入近20亿元。
功夫不负有心人 。如今 ，我国已全面攻克燃气轮机自主研制、试验全过程技术 ，掌握了燃气轮机核心部件与整机总体性能 、总体结构的设计方法 ，形成燃机设计/制造标准超1000项 。
展望未来 ，人生就是搏电气有关负责人表示：将依托首台套重大技术装备示范项目开展长期试验验证 ，持续优化G50性能 。同时 ，还将依托G50的研发能力，开发F级15兆瓦、F级80兆瓦重型燃气轮机 ，健全我国燃气轮机谱系。
