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近日，哈電集團(tuán)在超高溫大容量壓縮CO?電熱儲(chǔ)能技術(shù)領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)關(guān)鍵突破。哈電集團(tuán)汽輪機(jī)公司依托發(fā)電設(shè)備國(guó)家工程研究中心研發(fā)體系，自主開(kāi)發(fā)超高溫大容量壓縮CO?電熱儲(chǔ)能技術(shù)，建成世界首套MW級(jí)壓縮CO?電熱儲(chǔ)能中試系統(tǒng)并完成全面性試驗(yàn)驗(yàn)證，成功突破CO?工質(zhì)超高溫壓縮機(jī)、膨脹機(jī)等關(guān)鍵設(shè)備技術(shù)瓶頸。經(jīng)行業(yè)知名院士領(lǐng)銜的專(zhuān)家組評(píng)審認(rèn)定，該技術(shù)達(dá)到國(guó)際領(lǐng)先水平，已具備工程化應(yīng)用條件。

攻克超高溫大容量壓縮CO?電熱儲(chǔ)能世界性難題

面對(duì)超高溫大容量壓縮CO?電熱儲(chǔ)能技術(shù)這一世界性難題，哈電集團(tuán)汽輪機(jī)公司科研團(tuán)隊(duì)潛心鉆研、矢志攻堅(jiān)，成功攻克壓縮CO?電熱儲(chǔ)能技術(shù)系統(tǒng)集成與核心裝備設(shè)計(jì)制造關(guān)鍵技術(shù)難題。

在系統(tǒng)集成方面，團(tuán)隊(duì)打破傳統(tǒng)壓氣儲(chǔ)能技術(shù)框架，創(chuàng)造性提出無(wú)儲(chǔ)氣設(shè)計(jì)理念，完全摒棄工質(zhì)壓力能存儲(chǔ)，自主開(kāi)發(fā)50MW/570℃級(jí)超高溫大容量壓縮CO?電熱儲(chǔ)能技術(shù)。該技術(shù)的儲(chǔ)/釋能系統(tǒng)創(chuàng)新融合超高溫?zé)岜醚h(huán)和超臨界CO?布雷頓發(fā)電循環(huán)系統(tǒng)，遵循“熱力電池”基本構(gòu)型特性和“電-熱-電”能量轉(zhuǎn)化過(guò)程，以高溫?zé)崮茏鳛槟芰枯d體，采用超高溫、寬溫域儲(chǔ)熱系統(tǒng)，不僅能量密度高，還具備多能級(jí)余熱回收及冷、熱、電多能聯(lián)供能力，綜合效率高。同時(shí)，應(yīng)用雙模共用換熱系統(tǒng)，充分發(fā)揮CO?物性優(yōu)勢(shì)，使設(shè)備具有緊湊、占地小、投資成本低的特點(diǎn)。

在核心裝備研發(fā)方面，團(tuán)隊(duì)直面超高溫、高壓比、大容量等方面的技術(shù)難題，成功研制出功率達(dá)50MW、出口溫度突破570℃、壓比超過(guò)7的跨臨界CO?離心壓縮機(jī)組。該機(jī)組實(shí)現(xiàn)多項(xiàng)核心技術(shù)創(chuàng)新——從離心葉輪精準(zhǔn)設(shè)計(jì)、三維氣動(dòng)高精度數(shù)值仿真，到抗碳氧腐蝕復(fù)合防護(hù)、超高溫部件壽命評(píng)估，再到復(fù)合軸系穩(wěn)定性分析，均實(shí)現(xiàn)技術(shù)突破。通過(guò)運(yùn)行參數(shù)自適應(yīng)及變頻技術(shù)，機(jī)組可在50%～105%寬工況下靈活高效運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)調(diào)控。

世界首套MW級(jí)壓縮CO?電熱儲(chǔ)能中試系統(tǒng)圓滿落地

世界首套MW級(jí)壓縮CO?電熱儲(chǔ)能中試系統(tǒng)，已順利完成滿負(fù)荷試運(yùn)行及關(guān)鍵試驗(yàn)測(cè)試任務(wù)，實(shí)現(xiàn)核心系統(tǒng)工藝、設(shè)備性能和可靠性、運(yùn)行控制方案及系統(tǒng)動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)特性的全面性驗(yàn)證，可有效支持更大容量、更高參數(shù)的工程化產(chǎn)品落地應(yīng)用。

面對(duì)中試系統(tǒng)建設(shè)無(wú)先例可借鑒的嚴(yán)峻挑戰(zhàn)，團(tuán)隊(duì)迎難而上，完成多輪攻堅(jiān)：方案開(kāi)發(fā)階段，圍繞主循環(huán)系統(tǒng)及輔助系統(tǒng)運(yùn)行特性，通過(guò)迭代優(yōu)化和模擬驗(yàn)證，高效完成跨臨界CO?離心壓縮機(jī)、向心透平、雙模共用換熱器等全部主設(shè)備和系統(tǒng)工藝施工圖設(shè)計(jì)工作；運(yùn)行調(diào)試期間，編制審查十余項(xiàng)調(diào)試文件，實(shí)現(xiàn)設(shè)備、分系統(tǒng)與主系統(tǒng)之間協(xié)調(diào)運(yùn)行完整閉環(huán)的全覆蓋，歷時(shí)60天，高效完成抽真空、注氣補(bǔ)液調(diào)壓、熱泵和發(fā)電等系統(tǒng)聯(lián)合調(diào)試，一次性實(shí)現(xiàn)儲(chǔ)/釋雙系統(tǒng)滿負(fù)荷穩(wěn)定運(yùn)行，高質(zhì)量完成全部試驗(yàn)測(cè)試任務(wù)。

超高溫大容量壓縮CO?電熱儲(chǔ)能技術(shù)創(chuàng)新成果通過(guò)權(quán)威評(píng)審

9月5日，汽輪機(jī)公司成功召開(kāi)超高溫大容量壓縮CO?電熱儲(chǔ)能技術(shù)創(chuàng)新成果評(píng)審會(huì)。評(píng)審會(huì)評(píng)審組成員由院士領(lǐng)銜，匯集國(guó)內(nèi)頂尖高校和科研院所能源、儲(chǔ)能領(lǐng)域眾多權(quán)威專(zhuān)家，確保了評(píng)審結(jié)論在技術(shù)可行性、系統(tǒng)適用性及戰(zhàn)略前瞻性上的高度權(quán)威。

會(huì)前，與會(huì)專(zhuān)家實(shí)地參觀了壓縮CO?電熱儲(chǔ)能中試系統(tǒng)，詳細(xì)詢問(wèn)了系統(tǒng)運(yùn)行的關(guān)鍵技術(shù)細(xì)節(jié)與性能數(shù)據(jù)，并對(duì)中試系統(tǒng)所展現(xiàn)出的成熟度與創(chuàng)新性給予了高度評(píng)價(jià)。會(huì)上，項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)就技術(shù)研發(fā)背景、核心創(chuàng)新成果、中試系統(tǒng)建設(shè)與驗(yàn)證情況以及市場(chǎng)前景進(jìn)行詳細(xì)匯報(bào)。與會(huì)專(zhuān)家在聽(tīng)取匯報(bào)后，圍繞技術(shù)難點(diǎn)、產(chǎn)業(yè)化路徑及未來(lái)應(yīng)用潛力進(jìn)行了深入研討。

經(jīng)過(guò)評(píng)審，專(zhuān)家組一致認(rèn)為，超高溫大容量壓縮CO?電熱儲(chǔ)能技術(shù)戰(zhàn)略價(jià)值突出，高度契合國(guó)家“雙碳”戰(zhàn)略，整體技術(shù)方案可行，該技術(shù)路線世界首次完成MW級(jí)中試驗(yàn)證，核心系統(tǒng)工藝創(chuàng)新優(yōu)勢(shì)突出，超高溫離心壓縮機(jī)組等關(guān)鍵裝備研發(fā)取得重要突破，具備工程化示范應(yīng)用能力，技術(shù)達(dá)到國(guó)際領(lǐng)先水平，在長(zhǎng)時(shí)物理儲(chǔ)能領(lǐng)域具有獨(dú)特的技術(shù)優(yōu)勢(shì)和可觀的市場(chǎng)發(fā)展?jié)摿Α?/p>

延伸閱讀

超高溫大容量壓縮CO?電熱儲(chǔ)能技術(shù)具有“純電”“冷、熱、電”多能聯(lián)供等多種系統(tǒng)構(gòu)型，可通過(guò)兼顧多能級(jí)余熱利用提高電-電轉(zhuǎn)化效率，廣泛適用于電源側(cè)、電網(wǎng)側(cè)及負(fù)荷側(cè)等多元化場(chǎng)景下長(zhǎng)時(shí)物理儲(chǔ)能建設(shè)需求。該技術(shù)的核心模塊具備跨領(lǐng)域應(yīng)用潛力：其中，儲(chǔ)能側(cè)超高溫?zé)岜媚K可在煤電靈活性改造及儲(chǔ)能配套、工業(yè)余熱回收及供汽等多場(chǎng)景中實(shí)現(xiàn)跨領(lǐng)域應(yīng)用，是“熱力電池”系統(tǒng)的核心裝備；釋能側(cè)超臨界CO?發(fā)電模塊是火電、核能與光熱發(fā)電等領(lǐng)域高效能量轉(zhuǎn)換的重點(diǎn)方向，市場(chǎng)應(yīng)用前景廣闊。