燃气轮机气动及燃烧--中国科学院先进能源动力重点实验室

研究目标：

　　数值分析与实验相结合，开展叶轮机械气动正、反问题求解及优化设计，轴流压气机内部流动失稳的物理机制及控制策略研究；开展高性能发动机先进燃烧技术研究，富氢燃料燃烧机理研究，合成气燃烧室设计方法和技术研发，重型燃气轮机燃烧系统现场调试及技术验证等。

主要研究内容：

　　● 叶轮机械气动正、反问题求解及优化设计；

　　● 轴流压气机内部流动失稳的物理机制及控制策略；

　　● 合成气稀释低污染燃烧研究；

　　● 透平高温叶片冷却机理及设计技术；

主要承担课题：

● 兆瓦级燃气轮机研究（863子课题）

● 低污染合成气燃气轮机改造技术（863重大项目）

● 富氢燃料气微小型燃气轮机超低污染燃烧技术（863课题）

● 非定常、不稳定内流记录及新算法研究（973课题）

● 准四元叶轮机械先进设计体系（973课题）

● 燃气轮机的高性能热－功转换科学技术问题研究（973课题）

● 燃气透平流热固耦合机理研究（973课题）

● 高效高稳定压气机流动机理及流固耦合研究（973子课题）

● 压气机非定常流动与扩稳机理研究（973子课题）

● 中低热值富氢燃料燃烧不稳定性机理及控制（973子课题）

● 燃气轮机气动热力设计理论与系统集成（973子课题）

● 轴流式叶轮机械非轴对称非定常流动机理的实验和理论研究（国家自然科学基金重点课题）

● 压气机叶顶间隙泄漏流动的非定常机制及其调控方法（国家自然科学基金课题）

● 轴流压气机端区非定常复杂流动的组织与端壁剪裁调控（国家自然科学基金课题）

● 燃料加湿影响合成气旋流扩散火焰的实验研究（国家自然科学基金课题）

主要技术及成果

　　在国内率先开展了以中低热值合成气低污染燃烧领域的基础研究，在中低热值合成气燃气轮机燃烧室技术上取得突破，并完成工业示范。基本与国际同步开展了富氢合成气燃料扩散稀释燃烧特性的研究工作，为燃气轮机合成气燃烧室技术的研发提供支持。在十五期间建立了完整的合成气燃气轮机燃烧室设计软件包、包括一维燃烧室设计软件和三维CFD校核软件以及燃烧室数值模拟中各个模型的开发和校核；建成了国内第一个40MWe级重型燃气轮机合成气燃烧室中压全尺寸试验台和第一个现场测试平台，使合成气燃气轮机燃烧室的研发与示范顺利完成得有力保证；开发了具有自主知识产权的中低热值合成气燃料40MWe级重型燃气轮机单喷嘴燃烧室技术，在燃气轮机合成气燃烧室设计与制造、控制系统改造、燃料供应系统匹配与调节、现场测试、调节及检测技术等方面取得突破，并应用于国内首座60MWIGCC发电与24万吨甲醇联产示范系统中，迄今已安全运行8000小时以上。在“十一五”期间，正在进一步研发120MW级合成气多喷嘴燃烧室技术，具有长寿命、低污染、燃料热值波动耐受能力强的特点，接近国际先进水平；同时与国际同步开展贫预混、无焰等新型合成气低污染燃烧的基础与技术研发工作，为“十二五”赶上国际先进水平奠定基础。