科研部门

能源动力研究中心

      

  研究领域

  先进能源动力转换的基础研究、技术研发及试验示范。

  研究方向

  1.重型燃气轮机:高效低碳燃气轮机试验装置研建,多燃料超清洁低碳燃烧基础研究、燃烧室研制及系统应用,压气机、燃烧室和透平试验技术,叶轮机械叶型气动设计和性能优化。

  2.燃料先进转换:密相气固流动与反应体系的基础理论、实验与模型,加压密相输运床气化技术。

  3.先进动力循环及能源动力系统:新型多燃料高效低碳先进动力循环、原型和性能,关键部件设计和性能,高效低碳能源动力系统优化集成和试验示范。

  4.节能环保:分布式供能系统,废气、固排放的热处理和能源高效利用。

  人员组成

  现有研究人员28人,其中正高级岗位人员3人,副高级岗位人员10人;在读研究生29人。

  2020年项目情况

  2020年度在研项目14项,新争取项目6项,其中包括自然科学基金青年基金项目1项,两机重大科技专项项目1项、两机重大科技专项课题2项,横向课题2项。结题并通过验收项目3项。

  2020年工作进展与主要成果

  在重型燃气轮机方面,完成尺度自适应(SAS)模拟方法验证,提出了一种适用于轴向分级燃烧室的非均匀燃料分布的二级喷嘴射流概念方案,模拟结果表明该方案可整体改善分级燃烧区的性能。建立了基于稳态及非稳态CFD模拟预测回火和贫熄边界的方法、以及用于预测贫熄边界的CFD-CRN模拟方法,并进行了验证。开展了空气含湿量、热负荷等对湿空气烟气稀释火焰结构、火焰稳定性和NOx排放特性的影响研究,形成了湿化循环燃气轮机燃烧室总体方案。完成了AGT-25燃机焦炉气喷嘴的设计、CFD模拟分析和单筒全尺寸燃烧室试验验证,喷嘴已应用于示范工程,并成功实现点火、燃料切换和示范运行。

  在燃料先进转换方面,基于重质有机资源热解BMCP统计机理模型预测不同煤阶煤的热解行为,获得校正核磁共振测试中由交叉极化造成的NOE效应,明确了热解过程的构效关系;建立了热转化过程链式反应网络,形成多尺度模拟方法;建立了高通量气固流动三床全循环气固流动模型,开展实验和数值模拟分析;正在建设基于双床的MW级富氢合成气制备试验装置。

  在先进动力循环与能源动力系统方面,初步实现了重型燃气轮机及其联合循环系统的静态热力性能计算分析能力。开展了基于H级燃机的燃气轮机及联合循环关键参数影响特性研究,揭示了进一步提高部件效率及透平冷却技术水平等手段对重型燃气轮机及联合循环提高效率的定量贡献。建立了两种不同压比10MW级原型燃气轮机和湿化燃气轮机的稳态设计工况和非设计工况模型,开展不同热力循环性能及部件匹配研究。完成了内冷型竖直管降膜吸收器特性实验研究和400Nm3/h烟气处理量开式吸收式热泵循环实验台改造工作,正在调试运行;完成了1万m3/h烟气水回收试验示范装置的工艺流程设计。

  高效低碳燃气轮机试验装置国家重大科技基础设施项目:完成了初步设计文件审查和验收。完成了初步设计投资概算评审和调整,并获得国家发改委批复。完成压气机试验平台、燃烧室试验平台CTF#2试验台、透平试验平台、高效循环试验平台工程设计、低碳超临界二氧化碳循环试验平台工程设计和主压缩机的招标、评标及合同、技术协议的签订。燃烧室试验平台CTF#1试验台完成安装、分系统调试,正在进行动态调试,其中CC-02A全温加压单筒燃烧室试验台点火一次成功。

  本年度共发表学术论文16篇,其中SCI收录9篇,3篇国际会议文章。申请发明专利8项,获得专利授权3项(实用新型3项),软件著作权2项。

  主 任:徐 祥    副主任:赵丽凤 邵卫卫