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为了验证、试验空气湿化燃气轮机循环，以及以该类循环为核心机的分布式供能系统技术，本实验室以80kW的回热循环微型燃气轮机为原型，建成了国内第一台100kWe级湿空气透平（HAT）循环及其分布式供能实验系统。通过设备共用和管路切换可构建多种HAT循环，实验系统流程如图所示，建成的实验系统外观如图所示。由于在现有微燃机的基础上进行改造，压气机、燃烧室、透平、回热器均按照原型部件进行设计计算，即在HAT循环中，这些部件均按照变工况处理。流程设计以尽量减少微燃机自身部件改动为原则，避免涉及燃机部件匹配、转子动平衡及通流部件重新设计问题。
100kWe级分布式供能实验系统中的低温热回收部件，如后冷器和省煤器，均为气－水换热器，设计热负荷下所需换热面积大。为适应燃机部件紧凑、阻力低的要求，采用扎片式换热器强化气侧传热，减小换热面积，如图所示。
实验系统控制采用协调控制方式，即对空气湿化循环部件和供热单元的控制采用独立控制系统，热电联供模式下微燃机的关键参数均维持在原机控制系统的设定范围内，两个控制回路由通讯接口联接，并接受上位机的监视，由此实现空气湿化循环及分布式系统的协调控制。
实验室建成的分布式供能实验系统主要特点：
（1）利用成熟的商业微燃机改造成为本实验系统，成本低，并能够最大程度的保证系统灵活性和运行可靠性；
（2）采用压气机后部放气来平衡空气加湿导致的透平与压气机通量不匹配问题，最大程度的保证了系统的灵活性和设计改造工作量最小；
（3）压气机排气分为两路，一路直接引入回热器前端的空气混合器，另一路经后冷器冷却、湿化器加湿后与第一路在混合器内混合，通过调节两路空气的比例可以形成不同分流比的PHAT循环流程，进而改变系统热电比；
（4）具有多种HAT循环实验功能，目前可实现回热循环、HAT循环、PHAT循环、无后冷的HAT循环试验，未来可进一步拓展；
（5）具备多种热电联供方式实验功能，包括：回热循环+热网换热器、空气湿化循环+热网换热器、空气湿化循环+吸收式热泵等。
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实验装置