燃机

冷热电联供系统具有能源利用效率高、运行调节灵活的优点。设计了耦合储能电池的冷热电联供一体化系统，建立了关键部件的精细化数学模型，研究了压气机和透平的效率、环境温度对联供系统性能的影响。针对典型制冷和供热工况，研究了耦合电池储能的冷热电联供系统全工况热力性能、储能电池的充放电特性。结果表明：环境温度对冷热电联供系统性能具有较大的影响，其最大供热量随着环境温度的降低而下降，最大供冷量随着环境温度的升高而下降。制冷模式下，冷负荷、电负荷全天波动较大，全天平均冷、电负荷仅为额定功率的39.9%左右，全天平均能源利用系数为0.712。供热模式下，典型日全天燃机循环的发电效率、供热系数以及能源利用系数波动很小，且均高于制冷模式下相应的指标。

目的 透平叶片高效内部冷却技术对提高燃气轮机热效率至关重要，高温透平动叶作为燃气轮机的重要部件，对其冷却性能的把握显得尤为重要。由于科里奥利力(科氏力)、浮升力和通道结构对高温透平动叶内部通道冷却性能影响显著，因此，基于这些影响，总结归纳高温透平动叶内部冷却通道的研究现状与发展趋势。 方法 介绍了旋转内部冷却通道的新型结构设计，提出了一种适用于双层壁叶片构型的新型旋转内部冷却通道结构。 结论 双侧强化U形通道可以利用科氏力的强化换热作用，导致其冷却性能优于传统旋转U形通道，燃机透平动叶内部冷却有着广阔的提升空间。

目的 为了给我国自主重型燃机研发及后续改进升级提供技术参考和设计依据，分析了SGT5-4000F燃气轮机改进升级措施。 方法 通过对SGT5-4000F燃机相关文献和资料的收集整理、性能分析，总结出了该燃机自1996年引入市场以来，西门子为提高该燃机性能采取的一系列改进升级措施。 结果 通过提升压气机进气量、降低冷却空气量、采用液压间隙优化 (hydraulic clearance optimization，HCO)等技术提升燃机功率和热效率；通过采用预混值班级、优化燃烧器主旋流器叶型等措施提高燃烧室热声稳定性、降低NO x 排放；通过采用经过验证的新材料、新铸造技术等提高部件的耐用性、使用寿命和燃机运行灵活性。 结论 上述改进升级措施可作为我国自主重型燃机及其衍生型号未来进行改进升级的技术参考和设计依据。

燃气轮机用发电机断路器是燃气电厂的保护用电气设备，是大容量发电机断路器在燃气发电领域的特殊应用，该产品的研发满足火电9F和9H多轴机组等技术需求。 该产品每极有断路器、隔离开关、接地开关、启动开关、以及电容器、电流互感器、电压互感器、避雷器等元件，是集成测量、保护、启动电流接入等功能于一体的成套集成装置。 该产品具有自主知识产权，解决了燃机机组成套关键设备的又一难题。

目的 重型燃气轮机核心部件国产化对行业技术创新、产业升级，甚至国家安全都有重要意义，而透平一级动叶作为重型燃气轮机典型的热端零部件，其性能直接决定了燃气轮机的效率和可靠性。为此，对某重型燃机透平一级动叶进行了结构优化。 方法 通过增加叶身部分竹节孔竹节的数量，对叶片冷却孔结构进行了优化，同时使用热障涂层来改进叶身涂层。通过流体计算与有限元计算的方法，对叶片服役工况下优化前后叶片的温度、应力分布和气动效率进行了对比分析。 结果 通过对叶片湍流结构的优化，增强了叶片内部换热效率；在冷气进口压力相同的条件下，优化后的叶片表面温度降低了50 ℃以上；由于未改变叶片的气动外形，优化后的叶片对于涡轮气动效率影响较小。相比于优化前的叶片，优化后的叶片在服役过程中的最大等效应力和等效总应变都得到了显著降低。 结论 通过冷却孔的优化和防护涂层的升级，可以显著提升叶片在高温环境中的可靠性。研究结果为燃气轮机的国产化提供了理论依据。

2022年3月11日10时47分，中国华电自主研制的国内首套F级燃气轮机控制系统(TCS)在江苏华电戚墅堰电厂2号机组成功投运。这是继去年成功投运国内首套E级燃机TCS之后，中国华电再次取得燃机控制领域关键核心技术的重大突破，实现了从E级到F级的新跨越。

50MW重型燃机机组主要用于天然气分布式能源、天然气发电领域。ISO额定出力50MW，效率≥36.5%，燃气排气温度超过530℃；联合循环出力达到71.5MW，联合循环效率≥51.7%。采用17级轴流压气机，IGV+2级静叶可调，3级抽气可调，多种手段保证部分负荷运行时的稳定裕度；采用8个环管型逆流式燃烧器，DLN，双级径向旋流，先进的冷却设计能够实现高效冲击冷却；采用4级轴流透平，应用了高效的透平叶片型线设计和先进透平冷却技术。50MW重型燃机机组在设计和试验验证、高温透平叶片制造、燃烧器制造、高温部件功能涂层制备、控制策略、运维服务方面具备自主知识产权。50MW重型燃机机组与功率相当的主流商业燃机GE 6F.01、西门子SGT-800、MHPS H50相比，具有基本相当的运行参数水平。

氢储能将氢气作为能量转换的中间桥梁，利用多余的、非高峰、低质量的电能电解制氢并将其进行储存;当电网发电端供应不足时，通过燃气轮机、燃料电池、内燃机等将氢能直接利用或转换成电能再利用。

本项目属于集中供热、市场营销、热力市场开拓等领域。 项目在国家积极发展热电联产的战略背景下，研究了供热精益化运营及市场开拓模式创新实践工作。建立了供热技术经济指标体系，创新能耗分析模型、供热效益评价方法和成本核算方法，综合剖析工业供热成本，分析研究燃机/分布式等不同类型供热新模式，制订供热经营评价标准并开展经营评价，举办首届供热技能大赛，提出华电供热品牌。 该项目最终形成多份技术查评报告，构建了集团公司供热经营精益化管理平台，理顺了供热业务的真实贡献，为供热前期项目管理等提供强有利的支撑，也为集团热力市场开拓模式和创新提出了参考方向，成果在全集团范围内 24 个区域，90 余家供热企业广泛应用，效益显著。 本项目属于华电集团创新软课题，已通过专家评审，项目还荣获了华电集团管理创新奖等多个奖项，项目完成华电集团企业标准 2 项，编写培训教材 1 项，关键技术和创新点属于国内领先水平。

立足当地资源禀赋，四川规划建设以大型水风光电基地为基础，以安全稳定可靠的超/特高压网络交直流输电网络和灵活自愈可靠配电网为载体，以大型调节性水电、抽水蓄能、燃机、新型储能等快速动态响应资源为灵活性支撑，以科学高效的市场机制为保障，源网荷储协调发展、互济互利的新型电力系统。