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燃气轮机的春天到来了?

在动力装备领域,燃气轮机被誉为“皇冠上的明珠”,它集多学科、多种高精尖技术为一体,是衡量一个国家动力装备制造业水平的重要标志。华北电力大学能源动力与机械工程学院教授、博士生导师、全国优秀教师付忠广,多年来潜心于燃气轮机的研究,并在专业领域内取得了一系列的成绩,受到了国内外同行的认可和肯定,在国际上颇具影响力。

潜心钻研,致力于燃气轮机研究

付教授介绍道:燃气轮机工作时,进入动力透平的空气工作温度高达1300℃以上,这种高温环境对燃气轮机的叶片材料具有特殊要求,唯有单晶叶片或定向结晶材料制成的叶片才能满足安全要求。但该材料工艺复杂,价格昂贵,是制约燃气轮机发展的技术瓶颈。为突破这一瓶颈,付教授带领课题组针对新型燃气轮机发电系统中的关键技术展开研究,并取得了巨大的进展。新型系统不仅能避开气体高温对热部件材料的特殊要求,大幅降低燃气轮机制造的技术难度,而且让燃气轮机达到了更大的容量和更高的效率,有望取得国内一流、国际领先的技术成果。

带领团队,获得国家专利成果

作为国家级热能与动力工程实验教学示范中心主任、电站机组运行优化研究所所长,付教授带领团队着力于研究燃气轮机的高压燃烧与再热问题,目前已获得三项国家专利。其中前两项瞄准了未来我国能源、煤炭的高效清洁利用,呼应了我国对能源动力发展的结构调整和环保要求;第三项则是大规模储能技术的解决方案。这三项国家专利具体为:

1. 一种煤整体气化烟气再热联合循环动力系统。该系统在最佳参数下运行时,联合循环效率较以F级燃气轮机为主的联合循环系统提高3至5个百分点,机组输出功率可达到800MW级。该系统由燃气轮机子系统和蒸汽轮机子系统组成,其中燃气轮机子系统包含两个空气压缩机、两个燃烧室及两个透平。

2. 一种富氧—煤气化烟气再热联合循环动力系统。该系统具有高能效、低成本、低排放的优点,比传统的联合循环电厂净热效率提高4%—5%。该系统具有二氧化碳捕获功能,为碳减排提供了高效、低成本的解决方案。

3. 大容量压缩空气储能高效发电系统。该系统中发电/电动机通过离合器分别与多级压气机以及透平同轴连接,可吸纳电网负荷低谷时的富余电力,并将储存的能量在用电高峰时释放出来,以满足电网调峰的需求。

开拓创新,搭建高压燃烧实验台

燃气轮机一直是我国能源动力发展中的短板,为弥补这一短板,付教授开拓创新、不断探索,于2015年搭建了高压燃烧实验台。该平台能模拟燃气轮机燃烧室的高压燃烧情况,压力可高达4MPa。实验表明,新型燃烧器的高压燃烧火焰稳定,燃烧效率较高,排放也可以控制在较低水平。该平台中的部分技术指标目前已处于国内领先地位,在国际上也位居前列。

合作交流, 促进我国燃气轮机发展

2015年5月,付教授带领课题组成员受邀参加创新力和行业认可度双高的燃气轮机品牌会议“NexTurbine2015”, 会议以“燃气轮机助力中国能源转型”为主题,吸引了燃气轮机从政策分析到产学研用修的全产业链国内外著名学者和专家。付教授受邀担任大会制造与研发分会场主席,为我国燃气轮机的发展提出了建设性意见。

“未来社会的发展离不开能源动力,先进的燃气轮机技术能够促进国家的发展,提高国家的整体实力和国际地位。”付教授如是说。多年来,他带领团队迎接挑战、不断拼搏,把一腔赤诚无私奉献给了教育和科研事业,今后他将带领更多的栋梁之才为祖国燃气轮机的不断发展谱写出更加壮丽的篇章!

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责任编辑:唐阳阳
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