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兆瓦級超臨界二氧化碳壓縮機測試成功

中科院之聲發(fā)布時間:2021-04-13 10:35:34

  中國科學院工程熱物理研究所新工質發(fā)電團隊兆瓦級超臨界二氧化碳壓縮機工程樣機在運行測試中達到100%設計轉速,最大總壓比超過2.685,最大質量流量接近16kg/s,累計運行時間接近100h,各項參數(shù)均達到設計指標,實驗測試取得成功。

  基于實驗樣機的研制經驗,該工程樣機在氣動和結構設計方案上做了較大改進,解決了壓縮機起動及高壓差運行條件下的軸向力平衡問題,全工況軸向力小于4000N,實現(xiàn)了超臨界二氧化碳壓縮機快速起動;優(yōu)化了轉子動力學設計,有效控制了壓縮機主軸振動;改進了密封設計,采用干氣密封,使實驗循環(huán)泄漏量降低到0.06%以下,實現(xiàn)了超臨界二氧化碳壓縮機安全穩(wěn)定運行。

  科研人員對測試平臺進行了改進,優(yōu)化了壓縮機實驗循環(huán)系統(tǒng),使得實驗進口狀態(tài)始終穩(wěn)定在設計參數(shù)(8MPa,35℃)附近;改進了壓縮機進口狀態(tài)測量方法,采用間接測量法,極大地提高了壓縮機進口溫度測量精度及響應特性,進口溫度間接測量誤差小于0.025℃,遠小于現(xiàn)有A級溫度傳感器測量誤差。

  該輪實驗測試同時獲取了壓縮機在90%、80%、70%等轉速下的性能曲線,能夠滿足兆瓦級超臨界二氧化碳發(fā)電系統(tǒng)使用要求。兩款壓縮機的實驗結果驗證了齒輪箱、干氣密封、軸承等關鍵國產配套技術的可靠性與發(fā)展水平。

  研發(fā)工作得到中科院戰(zhàn)略性先導科技專項(A類)、河北省科技重大專項等的支持。


圖1.工程樣機圖

圖2.運行監(jiān)控圖

圖3.測試數(shù)據圖

  來源:中國科學院工程熱物理研究所

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