日前，從中國(guó)科學(xué)院工程熱物理研究所衡水基地傳來(lái)喜訊，新工質(zhì)發(fā)電團(tuán)隊(duì)完成了我國(guó)首座大型超臨界二氧化碳（SCO2）壓縮機(jī)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的建設(shè)工作，已于9月21日召開(kāi)了竣工總結(jié)會(huì)，目前已完成設(shè)備調(diào)試，正在開(kāi)展壓縮機(jī)測(cè)試前的準(zhǔn)備工作。
超臨界二氧化碳透平發(fā)電是國(guó)際公認(rèn)的具有革命性和顛覆性的新一代發(fā)電技術(shù)，近年來(lái)受到科技界和高端裝備制造產(chǎn)業(yè)的普遍重視，國(guó)內(nèi)外諸多企業(yè)和科研院所正積極開(kāi)展或及早布局有關(guān)研究。
壓縮機(jī)是SCO2發(fā)電系統(tǒng)的“心臟”，由于SCO2工質(zhì)的物性獨(dú)特，在臨界點(diǎn)附近變化劇烈，導(dǎo)致傳統(tǒng)透平設(shè)計(jì)理論的適用性存在疑問(wèn)，與壓縮機(jī)相關(guān)的高速轉(zhuǎn)子、高壓密封、軸承等成套技術(shù)也需要測(cè)試驗(yàn)證。國(guó)內(nèi)眾多單位開(kāi)展了比較廣泛的SCO2壓縮機(jī)設(shè)計(jì)理論和計(jì)算機(jī)仿真研究，但因?yàn)闆](méi)有合適的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，一直無(wú)法進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，大大限制了我國(guó)SCO2壓縮機(jī)研發(fā)的進(jìn)度。SCO2壓縮機(jī)實(shí)驗(yàn)臺(tái)，特別是MW級(jí)以上的大型實(shí)驗(yàn)臺(tái)，由于涉及高壓設(shè)備、特殊氣體和閉式循環(huán)操作，其設(shè)計(jì)建造和運(yùn)行是一項(xiàng)富有挑戰(zhàn)性的工作。
近幾年，研究所集中力量開(kāi)展超臨界二氧化碳透平發(fā)電關(guān)鍵技術(shù)和實(shí)驗(yàn)機(jī)組的研發(fā)，自開(kāi)展實(shí)驗(yàn)研究以來(lái)，一直把壓縮機(jī)和透平研發(fā)、實(shí)驗(yàn)條件建設(shè)當(dāng)作重中之重。
此番建成的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)是用于測(cè)試SCO2壓縮機(jī)工作性能和開(kāi)展SCO2流體壓縮特性相關(guān)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)的通用平臺(tái)，還可以用于開(kāi)展高速轉(zhuǎn)子測(cè)試、軸承測(cè)試和密封測(cè)試等實(shí)驗(yàn)。該平臺(tái)可調(diào)制7MPa-9MPa、0℃-35℃的亞臨界或超臨界二氧化碳，壓縮機(jī)出口壓力可以達(dá)到20MPa以上；轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速最高可達(dá)40000r/min以上，流量最大達(dá)到30kg/s；可進(jìn)行百KW到MW級(jí)SCO2壓縮機(jī)的精密連續(xù)測(cè)試，是目前我國(guó)唯一的兆瓦級(jí)SCO2壓縮機(jī)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，也是世界上規(guī)模最大、等級(jí)最高的同類(lèi)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)。
該實(shí)驗(yàn)臺(tái)的工藝流程由研究所自主設(shè)計(jì)，自今年5月開(kāi)工以來(lái)，研究所的科研人員與設(shè)計(jì)、施工、測(cè)控等外協(xié)單位同心協(xié)力，經(jīng)過(guò)近5個(gè)月的奮戰(zhàn)，保質(zhì)保量地完成了工程建設(shè)，經(jīng)過(guò)調(diào)試和試驗(yàn)，實(shí)現(xiàn)了設(shè)計(jì)意圖，滿(mǎn)足了竣工條件。
實(shí)驗(yàn)臺(tái)選址在衡水市高新區(qū)創(chuàng)業(yè)基地，衡水市各級(jí)領(lǐng)導(dǎo)對(duì)兆瓦級(jí)SCO2壓縮機(jī)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的建設(shè)給予高度重視和支持。試驗(yàn)臺(tái)建成之際，團(tuán)隊(duì)邀請(qǐng)國(guó)內(nèi)資深行業(yè)專(zhuān)家現(xiàn)場(chǎng)研討，專(zhuān)家們就試驗(yàn)臺(tái)運(yùn)行和壓縮機(jī)測(cè)試等問(wèn)題提出了很多意見(jiàn)和建議。
兆瓦級(jí)SCO2壓縮機(jī)通用實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的建成投運(yùn)，終結(jié)了我國(guó)相關(guān)研究缺乏實(shí)驗(yàn)條件的歷史，為研究所深入開(kāi)展SCO2循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)的研究打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，也為國(guó)內(nèi)從事此項(xiàng)研究的其他科研單位提供了實(shí)驗(yàn)支撐。（劉鳳舉 尹鵬舉）
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