■ 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。高效低碳燃气轮机试验装置国家重大科技基础设施项目建设。 ■ 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，天然气、氢等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，以加压输运床为基础的煤/生物质气化制燃气/合成气技术和内在碳捕集制氢技术研发、验证和应用。 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。 ■ 人员组成 现有研究人员44人，其中正高级岗位人员4人，副高级岗位人员19人；在读研究生33人。 ■ 2021年项目情况 2021年度在研项目28项，新争取各类项目7项，其中自然科学基金面上项目1项、自然科学基金青年项目1项，院青促会优秀会员人才项目1项，研究所自主部署项目1项、企业委托课题3项。结题并通过验收项目3项。 ■ 2021年工作进展与主要成果 在重型燃气轮机方面，开展了多燃料微混燃烧机理、特性及燃烧室设计研究，揭示了多微混火焰稳焰机制；在概念燃烧器上实现纯氢燃料微混燃烧，NOx-10mg@15%O2；形成了天然气AGT-25燃机微混燃烧室和湿空气微混燃烧室方案，正在开展单筒燃烧室试验研究。设计了一种多喷嘴阵列模型燃烧器，实验和数值模拟验证了燃烧器的稳焰机制。自主研制的富氢燃料燃烧室已在AGT-25燃气轮机上安全稳定运行5000多小时，完成6B燃机燃烧室天然气-焦炉煤气双燃料喷嘴设计、试验，目前已完成装机，正在进行现场调试。 在燃料先进转换方面，基于密度泛函理论，建立了普适性能垒估算式；将诱导反应能垒值与已有BMCP反应结合，精确预测了四种烷基苯的热解断键行为，实现了量子化学计算和介观尺度计算的有机结合。使用等转化率法获取了氧化钙载体再生反应中不同循环次数载体在不同阶段的活化能，确定了不同阶段的速率控制步骤。正在建设钙循环双床制富氢气体试验装置。 在先进动力循环与能源动力系统方面，针对超临界二氧化碳循环，改进了通用特性曲线的表达方法，设计了两端支撑的SCO2压缩机方案；发展了高能量密度SCO2透平的冷却结构优化设计方法；实验测试了两级SCO2离心压缩机，性能达到设计指标；兆瓦级SCO2循环实验机组完成建设，进入调试阶段。针对重型燃机，提出了一种改进的燃气透平一维性能分析方法。在此基础之上，将主要燃气轮机部件设计有效集成，建立了考虑透平冷却的重型燃气轮机循环初步设计方法。烟气深度净化和水热回收利用方面，完成10000m3/h烟气工业侧线试验示范装置工程设计，正在建设。 高效低碳燃气轮机试验装置国家重大科技基础设施项目方面，CTF#1燃烧室试验平台基于现有气源条件完成静态、动态调试；低碳超临界二氧化碳循环试验台主体完成工程设计，膨胀做功系统、加热系统、回热冷却系统完成采购，主压缩机等试验台关键设备完成设计校核。 本年度共发表学术论文19篇，其中SCI收录11篇，被EI收录5篇。申请发明专利8项，获得专利授权8项（实用新型3项），软件著作权3项。 主 任：徐 祥 副主任：赵丽凤 邵卫卫
