各試驗(yàn)室的設(shè)計(jì)要求

1、2.3 部件試驗(yàn)中心廠房規(guī)劃2.3.1 渦輪試驗(yàn)室該試驗(yàn)室要求舉架高度14m，規(guī)格74m16m，占地面積約1184 m2，預(yù)留大門3處，一處大門高度5m，寬度8m，另兩處大門高度5m，寬度5m；試驗(yàn)室一端為控制室，另一端為裝配室，規(guī)格為10m16m8m（高）。地下設(shè)置消防水池一處，用來滿足安全需要；試驗(yàn)室上方空間放置兩個(gè)5m穩(wěn)壓水罐，固定在裝配室上方；級(jí)間加熱系統(tǒng)較為復(fù)雜，需要配備鍋爐系統(tǒng)，因此在試驗(yàn)室外建設(shè)。廠房安裝進(jìn)排氣消音裝置；配套吊車10t；渦輪試驗(yàn)室外側(cè)上方位置建設(shè)一處冷卻塔，蓄水池容量200m。1-裝配間和工具室 2-穩(wěn)壓水箱 3-發(fā)電機(jī) 4-渦輪發(fā)動(dòng)機(jī) 5-測功器 6-滑油系統(tǒng)7

2、-控制室 8-冷卻水系統(tǒng) 9-級(jí)間加熱系統(tǒng)10-排氣消音系統(tǒng)圖3 渦輪試驗(yàn)室平面圖a) 渦輪發(fā)動(dòng)機(jī) 基本參數(shù)為入口壓力320bar，溫度150，共6級(jí)，向心渦輪設(shè)計(jì)，底座尺寸4m5m，采用級(jí)間再熱，輸出功率為10MW級(jí)。b) 發(fā)電機(jī) 選用10MW級(jí)發(fā)電機(jī)一臺(tái)，其結(jié)構(gòu)尺寸如下圖所示，尺寸為4.72m5.08m，用于渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)帶動(dòng)發(fā)電，所發(fā)電量用于上網(wǎng)，按4.8m5.5m對地面進(jìn)行加固。 圖4 10MW發(fā)電機(jī)組外形尺寸c) 測功器 測功器系統(tǒng)主要包括測功器、測功器供水子系統(tǒng)、測功器進(jìn)排水閥及控制子系統(tǒng)。如下圖所示，測功器選型PHS-4.5，最大吸收功率10MW，轉(zhuǎn)速3000rpm，耗水量200t/

3、h，外廓尺寸為1.6m1.9m，重約18t，因此對地基有較高要求，按底座2m3m對地基加固。圖5 測功器選型d) 滑油系統(tǒng)圖6 稀油站系統(tǒng)性能表滑油系統(tǒng)又稱為稀油站，主要用于為渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)提供冷卻和潤滑，因此要滿足一定的油量和油壓要求，使渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)能夠穩(wěn)定安全運(yùn)行。具體型號(hào)選擇，可根據(jù)實(shí)際油耗流量選擇不同型號(hào)滑油系統(tǒng)，如下表所示選用型號(hào)XHZ-1000A，其中尺寸8m4.85m，重15.5t，按10m5m對地基進(jìn)行加固。圖7 稀油站外形尺寸e) 級(jí)間加熱系統(tǒng)該系統(tǒng)采用燃煤有機(jī)熱載體爐進(jìn)行級(jí)間加熱。有機(jī)熱載體爐，俗稱導(dǎo)熱油鍋爐，一般以煤、油、氣為燃料，是以導(dǎo)熱油為循環(huán)介質(zhì)供熱的新型熱能設(shè)備，采用高

4、溫循環(huán)泵強(qiáng)制導(dǎo)熱油進(jìn)行閉路循環(huán)，在將熱能供用熱設(shè)備后重新返回鍋爐中加熱的工藝流程。具有高溫（320以上）低壓（0.3-0.5MPa）的優(yōu)點(diǎn)，且供熱溫度可精確控制。圖8 多級(jí)渦輪級(jí)間加熱系統(tǒng)簡圖f) 測試系統(tǒng) 試驗(yàn)運(yùn)行過程中，必須對相關(guān)參數(shù)進(jìn)行測量，主要包括溫度、壓力、流量及振動(dòng)測量，相關(guān)傳感器安裝待測位置，經(jīng)過數(shù)據(jù)采集通道，并采用屏蔽措施，避免信號(hào)干擾，保證信號(hào)穩(wěn)定準(zhǔn)確，最后在控制室進(jìn)行監(jiān)測、記錄相關(guān)試驗(yàn)數(shù)據(jù)。g) 配電柜 由于試驗(yàn)室設(shè)備多、功率大，因此必須安裝配電柜，進(jìn)行集中控制各設(shè)備的運(yùn)行，保證各設(shè)備安全有序運(yùn)行，配電柜尺寸3m（長）1m（寬）1.6m（高）。h) 冷卻塔渦輪試驗(yàn)室外側(cè)上方

5、位置建設(shè)一處冷卻塔，蓄水池容量200m，滿足測功器供水、滑油系統(tǒng)及相關(guān)設(shè)備冷卻需求。i) 消音裝置室外安裝消音塔裝置，滿足渦輪排氣消音要求。根據(jù)理想情況，即不采用電加熱的話，渦輪試驗(yàn)室能耗應(yīng)該比較小，只需要380、220V兩種電源，能耗10kW量級(jí)即可。2.3.2 壓氣機(jī)試驗(yàn)室壓氣機(jī)試驗(yàn)室要求舉架高度14m，占地面積 74m16m，預(yù)留大門3處，一處大門高度5m，寬度8m，另外兩處大門高度5m，寬度5m；配套吊車10t。壓縮機(jī)需要進(jìn)氣通道和高壓氣體排出通道，電源電壓為10kV動(dòng)力電源，廠房安裝消音裝置；配套吊車10t。該試驗(yàn)室由低壓多級(jí)軸流壓氣機(jī)試驗(yàn)臺(tái)和高壓多級(jí)離心壓氣機(jī)試驗(yàn)臺(tái)兩部分組成。高、

6、低壓級(jí)壓氣機(jī)試驗(yàn)臺(tái)主要由進(jìn)氣系統(tǒng)、電動(dòng)機(jī)及其調(diào)速系統(tǒng)、變速箱、潤滑油系統(tǒng)、壓氣機(jī)組、性能參數(shù)測量系統(tǒng)及退喘系統(tǒng)等組成。低壓軸流壓氣機(jī)進(jìn)口段與大氣相通，出口與緩沖罐相連。緩沖罐含兩個(gè)排氣管，一個(gè)排氣管與外界大氣相通；另一個(gè)排氣管則與高壓離心機(jī)進(jìn)口段相連，將氣體送入高壓離心機(jī)進(jìn)一步壓縮到所需壓力。高、低壓壓氣機(jī)均根據(jù)系統(tǒng)參數(shù)推算出壓氣機(jī)的性能參數(shù)，向相關(guān)廠家進(jìn)行產(chǎn)品訂制。a) 低壓多級(jí)軸流壓氣機(jī)進(jìn)口段過濾器及穩(wěn)壓箱尺寸約為10m4m，壓縮機(jī)、變速箱及電機(jī)機(jī)組尺寸約為12.3m4.5m，最大件安裝重量約為9t，安裝于平坦水泥地面上，按15m6m對地面進(jìn)行加固。b) 低壓軸流壓氣機(jī)出口接一立式緩沖罐，

7、緩沖罐直徑約為4 m，安裝于平坦水泥地面上，按6m6m對地面進(jìn)行加固。c) 高壓離心壓氣機(jī)組進(jìn)口管接緩沖罐，壓縮機(jī)、變速箱及電機(jī)機(jī)組尺寸約為16m5m，最大件安裝重量約為16t，安裝于平坦水泥地面上，按18m8m對地面進(jìn)行加固。d) 潤滑油站根據(jù)壓縮機(jī)及變速箱需求進(jìn)行選擇，低壓潤滑油站尺寸約為4.5m3m，重量約為6t，按6m4m對地面進(jìn)行加固；高壓離心機(jī)潤滑油站尺寸約為7m4.2m，重量約為15t，按8m5m對地面進(jìn)行加固。壓縮機(jī)的用能設(shè)備主要是功率不等的電機(jī)（最大功率2.5MW，總功率3.5MW，用電電壓包括10kV、380v及220v）；型號(hào)暫時(shí)也不能確定，只有到壓縮機(jī)采購時(shí)方能確定。1

8、-低壓滑油站2-進(jìn)口段3-低壓電機(jī)4-變速箱5-低壓軸流壓氣機(jī)6-高壓離心壓氣機(jī)7-變速箱8-高壓電機(jī)9-高壓離心機(jī)滑油站10-裝配室11-工具室圖9 壓氣機(jī)試驗(yàn)室平面圖2.3.3 蓄冷/蓄熱試驗(yàn)室該試驗(yàn)室要求舉架高度14m，占地面積 74m16m，預(yù)留大門3處，一處大門高度5m，寬度8m，另外兩處大門高度5m，寬度5m；配套吊車10t。試驗(yàn)室用來開展10MW儲(chǔ)能系統(tǒng)的蓄冷/蓄熱試驗(yàn)研究，研究內(nèi)容主要包括蓄熱（冷）/換熱器總體熱力循環(huán)、超臨界空氣流體動(dòng)力學(xué)（包括流變特性、摩擦系數(shù)、壓力損失等）、超臨界空氣傳熱（包括蓄熱（冷）材料的導(dǎo)熱特性、自然對流和強(qiáng)制對流和輻射特性等）、蓄熱（冷）/換熱器蓄

9、熱（冷）特性（包括比熱容、儲(chǔ)能密度、熱耗散和保溫特性等 ）。主要試驗(yàn)設(shè)備包括2個(gè)蓄冷換熱器、1個(gè)蓄熱換熱器、1臺(tái)高壓大流量低溫泵、1個(gè)低溫儲(chǔ)罐、1套加熱系統(tǒng)。蓄冷換熱器和蓄熱換熱器進(jìn)氣管均與壓縮空氣進(jìn)氣管路及排氣管路相連，換熱器進(jìn)、排氣通過管路上若干截止閥實(shí)現(xiàn)切換，排氣管路上裝有泄壓閥，出口與外界大氣相通，排氣口需安裝消音裝置。a) 蓄冷換熱器根據(jù)液氮?dú)饣尫诺睦淞恳约俺浞掷鋮s高壓空氣所需的冷量來確定蓄冷換熱器的設(shè)計(jì)。蓄冷換熱器選用2個(gè)完全相同的立式圓柱不銹鋼罐，罐內(nèi)填充蓄冷介質(zhì)。換熱器罐體主要參數(shù)為：內(nèi)徑為2.4m，壁厚220mm左右，高5m，單個(gè)換熱器罐體重量約為70t，填充蓄冷介質(zhì)后總重

10、量約為150t。b) 蓄熱換熱器根據(jù)壓縮機(jī)排氣放熱量與膨脹機(jī)級(jí)間加熱量的要求來確定蓄熱換熱器的設(shè)計(jì)。蓄熱換熱器選用1個(gè)立式圓柱碳鋼罐。換熱器罐體主要參數(shù)為：內(nèi)徑為2.4m，壁厚220mm左右，高5m，單個(gè)換熱器罐體重量約為70t，填充蓄冷介質(zhì)后總重量約為150t。c) 高壓大流量低溫泵低溫泵用于對低溫液氮加壓，根據(jù)液氮流量擬選用1臺(tái)高壓大流量低溫泵。低溫泵主要參數(shù)為：液氮流量約為16000L/h，低溫泵功率約為200kW，占地面積約為4m2m，重量約為800kg，配電要求為三相電380V、50Hz。d) 低溫儲(chǔ)罐低溫儲(chǔ)罐用來儲(chǔ)存低溫液氮，根據(jù)系統(tǒng)試驗(yàn)中儲(chǔ)能量1.5MWh的要求確定存儲(chǔ)的液氮量約

11、為20 m3，由于液氮常壓儲(chǔ)存，這里采用常壓低溫儲(chǔ)罐。低溫儲(chǔ)罐主要參數(shù)為：外形尺寸約為f4m5m，容積為25m3，充滿液氮后儲(chǔ)罐總重量約為40t。e) 加熱系統(tǒng)加熱系統(tǒng)用來將較低溫度的高壓空氣升溫至壓縮機(jī)出口高壓空氣溫度，即蓄熱換熱器的設(shè)計(jì)蓄熱溫度。加熱系統(tǒng)擬采用電加熱器來加熱高壓空氣，根據(jù)壓縮空氣的流量與加熱前后溫度，并考慮電加熱器效率確定所需電加熱器功率約為120kW。 加熱系統(tǒng)主要參數(shù)為：初步估計(jì)占地面積為6m1.5m，120kW的電加熱器配電要求為三相電380V、50Hz。蓄冷蓄熱實(shí)驗(yàn)室的主要用能設(shè)備為：（1）高壓大流量低溫泵：液氮流量 22300 L/h，低溫泵功率約為 90 kW；

12、（2）電加熱器：功率120kW（室溫（h=412KJ/kg,7.0Mpa）升至130(h=523KJ/kg,7.0Mpa)攝氏度，按照總流量22300L，密度0.8，蓄熱時(shí)間6小時(shí)，效率80%計(jì)算）；1-蓄冷/換熱器總體熱力循環(huán)實(shí)驗(yàn)臺(tái)2-超臨界條件下蓄冷/換熱器特性實(shí)驗(yàn)臺(tái)3-低溫儲(chǔ)罐4-低溫泵5-蓄冷/換熱器6-蓄冷/換熱器7-蓄冷/換熱器超臨界空氣流體動(dòng)力學(xué)實(shí)驗(yàn)臺(tái)8-蓄冷/換熱器超臨界空氣傳熱實(shí)驗(yàn)臺(tái)9-蓄熱/換熱器超臨界空氣流體動(dòng)力學(xué)實(shí)驗(yàn)臺(tái)10-蓄熱/換熱器超臨界空氣傳熱實(shí)驗(yàn)11-蓄熱/換熱器12-蓄熱/換熱器總體熱力循環(huán)實(shí)驗(yàn)臺(tái)13-加熱器14-超臨界條件下蓄熱/換熱器特性實(shí)驗(yàn)臺(tái)圖10 蓄冷

13、/蓄熱試驗(yàn)室平面圖2.3.4 控制集成試驗(yàn)室進(jìn)行10MW級(jí)大規(guī)?？諝鈨?chǔ)能整機(jī)集成驗(yàn)證，試驗(yàn)臺(tái)由部件集成區(qū)和控制區(qū)構(gòu)成，控制區(qū)進(jìn)行集成控制和關(guān)鍵性能參數(shù)測定，部件集成區(qū)主要部件包括膨脹機(jī)、低溫泵、儲(chǔ)液罐、蓄冷/蓄熱換熱器、發(fā)電機(jī)等，儲(chǔ)氣罐作為高壓氣源，通過高壓管道輸入到集成試驗(yàn)室用于試驗(yàn)。試驗(yàn)室舉架高度14m，占地面積 74m16m，預(yù)留大門3處，一處大門高度5m，寬度8m，另外兩處大門高度5m，寬度5m；配套吊車10t。集成控制實(shí)驗(yàn)室的主要用能設(shè)備為：（1）高壓大流量低溫泵：流量 22300 L/h的低溫泵7臺(tái)并行使用，總功率約為 630 kW；（2）電加熱器：功率800kW；1-低溫儲(chǔ)罐2-蓄冷換熱器3-發(fā)電機(jī)4-蓄熱換熱器5-加熱器6-蓄熱換熱器7-低溫泵8-膨脹機(jī)9-蓄冷換熱器10-工具間11-裝配間圖11 控制集成試驗(yàn)室平面圖3建設(shè)要求匯總一期工程在土建、電力及消防等方面的總體要求匯總?cè)缦拢喉?xiàng)目土建電力消防備注主辦公樓無特殊要求無特殊要求無特殊要求配一定會(huì)議室渦輪試驗(yàn)室需要打地基吊車動(dòng)力電200KW無特殊要求配套消音裝置壓氣機(jī)試驗(yàn)室需要打地基吊車高壓動(dòng)力電10KV3MW無特殊要求配套消音裝置