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航空燃料专家亲历生物航煤试飞

2013-05-10     来源:中国石化新闻网
石化新闻

陶志平

  4月24日,夜雨后的上海多了一分清凉和平静,但我的心情颇不宁静。这一天,中国石化1号生物航煤试飞成功了。作为生物航煤研发的参与者和试飞亲历者,回想起整个过程中经历的波折、收获的赞誉和自信,我内心不只激动,还很震动。

  生物航煤从实验室到商业应用,经历了大量缜密的技术准备和极其严格的评审认证,需经过工业化产品理化性能评定、特定性能使用试验、部件/单体试验、发动机台架试验、试飞和批准使用等环节。每个环节都要经过严格审查和评定后,才能够进入下一阶段。

  台架试验出现波动时,我坚定地告诉他们,1号生物航煤质量绝对没有问题

  2012年2月28日,中国石化在人民大会堂向中国民航局提出了适航审定申请。生物航煤产品按照民航局审定程序,经过实验室产品理化性能评定、特定使用性能研究及国外权威机构的评定,完全达到最新的国际ASTMD 7566标准要求。根据民航总局适航审计程序要求,中国石化与东方航空公司合作,于今年3月31日~4月1日在上海东方航空-普惠合资发动机修理厂,进行1号生物航煤CFM56-5B的GE发动机台架试验。

  由于这是国产生物航煤的首次台架试验,无论中国石化还是东航,都没有任何的经验。虽然做了充分的准备工作,但在试验开始时,还是出现了一些意外的插曲。

  3月31日开始试验,首先采用常规的3号航煤进行试车,试验完成后进行探孔(内部影像)检查。4月1日,试验人员将3号航煤置换为中国石化1号生物航煤,随后启动发动机。第一次手动启动,启动一会儿,发动机突然自动停车了;第二次启动,更换为自动启动,发动机再次自动停车。在场的人都紧张起来,大家开始怀疑生物航煤质量出了什么问题。

  东航的试验人员问我生物航煤质量与3号航煤有什么不同,我坚定地告诉他们,我们的1号生物航煤质量绝对没有问题,生物航煤质量只会优于3号航煤,不比3号航煤差。

  我和东航的专家对发动机的油路管线细心排查,终于找到症结所在:在油料置换过程中,油路中空气没有排尽,导致供油不稳定,从而引起发动机自动停机。将问题排除后,发动机正常启动,顺利完成了台架试验。试验结果表明,1号生物航煤的主要参数在指标要求范围内,一些指标还要优于常规3号航煤,对航空发动机无不良影响。台架试验圆满完成,为下一步试飞工作奠定了良好基础。

  上飞机我一点没有犹豫,自信这是一次特别的旅行

  4月20日,石科院接到民航局审定中心通知,需要对试飞用油进行确认检验。接到通知后,聂红副院长21日紧急召开会议,布置取样及分析工作事宜。相关人员去杭州石化和镇海石化取样,快速送到院内;院内对原保留样品进行分析,再分析现取样品。一室何沛高工和杨德凤副主任连续工作48小时,没有休息,完成所有样品的分析。

  4月24日,中国民用航空局确认了中国石化生物航煤产品质量,颁发特许飞行许可。当日5时43分,飞机起飞。

  这次飞行,我代表中国石化研发单位人员,与其他4位同志(杭州石化莫国红副总经理、民航航油航滑审定中心夏祖西主任、陈凯高工、中航油华东公司唐祥宝工程师)有幸登上飞机,见证这次试飞。上飞机我一点没有犹豫,并充满信心,只是把它看成一次特别的旅行。这是源于我对中国石化生物航煤质量的信心,源与我全程参与生物航煤的研发工作,在原料、生产、调和、储运的每个环节,均严格按照规章进行的经历。特别是我们对实验室、工业生产的每一批次生物航煤,在使用性能方面都做了深入研究。

  生物航煤优点非常突出,动力、燃油消耗量等指标表现优异

  飞机进行地面滑行,开始地面慢车发动机测试,记录各项数据。飞机滑行到起飞跑道,立刻听到发动机大声轰鸣,飞机开始滑行加速。这时发动机开足马力,直接从地面慢车加油门至起飞马力,加注了生物航煤的飞机发动机动力更加强劲,飞机迅速昂起头,直飞蓝天,整个过程比平时乘坐飞机滑行距离短很多。飞机迅速进入东海海域。

  飞机在空中飞行,按照试飞程序进行各项试验。飞机快速爬升至6000米,记录发动机参数。在慢车以及最大推力之间调整发动机推力,观察右发参数与左发参数,数据基本一致。此时,关闭右机翼燃油泵以及备用燃油泵,以油品自然重力供油,测试生物航煤的低温流动性,一直持续5分钟以上,完成后重新接通油箱泵。

  飞机继续向东飞行,爬升到正常航班飞行的11500米最大高度。为了测试在高空条件下飞机发动机及油料性质,飞机继续向上爬升,爬升至试飞程序规定的12130米的升限高度。

  整个飞行中,两个发动机各阶段参数基本一致。装有生物航煤的右发动机,动力、燃油消耗量等指标表现优异。

  在飞机上,我介绍了生物航煤与3号航煤相比的优点:热值高、燃烧性能好、杂质少、污染物排放低。我还特别说我们已采用餐饮废油为原料生产航煤。他们称赞我们了不起,做了一项利国利民的事。

  机长刘志敏、周晓青说:“飞行过程中动力很足,与使用传统航空燃料没有区别”。我第一句想说的话是“我们成功了!我们生物航煤的质量是世界一流的!”

  整个飞行过程中,机长及机组人员对飞行过程中的所有试验科目很满意,对动力性能、飞行参数、油耗等均给出很高评价。

  此次试飞最关心的就是1号生物航煤的燃烧性能,这关系到发动机的动力,因此在试验程序中重点比较了生物航煤与普通航煤对发动机推力的影响。试飞使用1号生物航煤,原料是棕榈油。使用石科院的生物航煤生产技术,我们把植物油变成了与普通航煤基本一致的组分。与普通航煤相比,这种生物航煤基本不含芳烃、硫、氮等杂原子,具有燃烧性能好的优点,发动机动力更充足。

  7时8分,飞机平稳降落。走下飞机,龙军院长上来握手祝贺,总部和石科院其他领导也向我们表示祝贺。领导问我如果记者采访我,我第一句想说的话是什么,我回答:“我们成功了!我们生物航煤的质量是世界一流的!”

  机组成员汇报了飞行过程中各项测试科目完成情况,机长刘志敏、周晓青称:“飞行过程中动力很足,与使用传统航空燃料没有区别。”

  适航审定委员会对试飞结果进行了评议。徐超群副司长表示,生物航煤是全球航空燃料发展的重要方向,试飞成功标志着我国在生物航煤的研发生产方面取得重大突破,成为世界上少数几个掌握生物航煤自主研发生产技术的国家。

  (作者系石油化工科学研究院航空燃料专家)

 


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