近日，我国自主研制的300兆瓦级F级重型燃气轮机首台样机，在上海临港总装下线。哈尔滨工程大学作为参与研制单位，围绕重型燃气轮机燃烧室模拟仿真实验，开展卓有成效的基础研究工作，助力我国首台样机总装下线。

总装下线活动现场

重型燃气轮机是能源领域的核心设备，是迄今为止效率最高的热功能转换类发电设备。燃气轮机由多个高科技部件组成，而这些部件需要在高温、高应力、高腐蚀环境下长时间运行，技术挑战极高，整机技术集成和系统性能匹配难度极大。

总装下线活动现场

哈工程作为中国燃气轮机产业创新联盟第一批理事单位，与重型燃气轮机项目实施主体单位中国联合重型燃气轮机技术有限公司合作，共同支撑我国重型燃机自主研发。为了确保燃气轮机保持在高动力状态下持续工作，且需要在1000度以上的温度下维持上万小时，极大考验了燃气轮机的材料和工艺，需根据燃烧火焰及燃烧物等多项参数综合考虑设计燃烧室侧壁薄厚、直径大小。哈工程动力学院科研团队构建了燃烧室数值仿真模型，双管齐下对燃烧室进行温度场和浓度场测试，为燃烧室设计提供有力的理论和技术支撑。

此次下线的300兆瓦级F级重型燃气轮机由5大系统、5万余个零部件构成，是我国首次自主研制的最大功率、最高技术等级的重型燃气轮机。庞大的重型燃气轮机，体积相当于两三个教室，在此燃烧空间进行实验，给参研队伍带来了非常大的挑战。

哈工程动力学院科研团队利用3年时间，建立了满足重型燃机燃烧室尺度的基础实验平台，可准确评估燃烧室性能，在大量试验方案中优选20多组试验与理论模型进行反复迭代，开发了能够模拟多组分气体燃烧的低污染燃烧室模型，大大提高了实验效率，节省了实验经费，最终通过评审。

燃烧测试的主要难点在于要用非接触测量的方式捕捉高瞬态的火焰变化。为了解决在大空间内测试火焰温度和浓度梯度不同步的问题，哈工程实验团队使用了光纤分频办法，将一束光用分频器分开，同时打到燃烧室不同的角落，在不同的位置上分辨火焰温度和燃烧产物的浓度梯度，以确保每个位置测量值的准确度。通过分析能量谱的图像，能够获得高精度的温度场和浓度场测量结果。团队当前所进行的基础研究和前沿探索，具有广阔的发展前景，有望在未来进一步支撑我国低碳零碳重型燃机的自主创新。

300兆瓦级F级重型燃气轮机采用的新技术、新材料、新工艺对我国燃气轮机基础学科进步和产业技术发展具有显著的带动辐射作用，有力地促进和带动我国相关高端装备制造业的发展，对保障我国能源安全和绿色发展、推进新型工业化，加快建设制造强国具有重要意义。

（图片由哈尔滨工程大学提供）

通讯员：李颖超；记者：赵一诺；视频：赵一诺

来源：龙头新闻