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1、2.3部件試驗中心廠房規(guī)劃 渦輪試驗室 該試驗室要求舉架高度14m，規(guī)格74mx16m，占地面積約1184 m2,預留大 門3處，一處大門高度5m,寬度8m,另兩處大門高度5m,寬度5m；試驗室一 端為控制室，另一端為裝配室，規(guī)格為10mx16mx8m〔高〕。地下設置消防水池 一處，用來滿足安全需要；試驗室上方空間放置兩個5m3穩(wěn)壓水罐，固定在裝配 室上方；級間加熱系統(tǒng)較為復雜，需要配備鍋爐系統(tǒng)，因此在試驗室外建設。廠 房安裝進排氣消音裝置；配套吊車10t ；渦輪試驗室外側上方位置建設一處冷卻 塔，蓄水池容量200m3。 10m 10m 10m Sm 10m 14m 1-裝配間和

2、工具室 2-穩(wěn)壓水箱 3-發(fā)電機 4-渦輪發(fā)動機 5-測功器 6-滑油系統(tǒng) 7-控制室 8-冷卻水系統(tǒng) 9-級間加熱系統(tǒng) 10-排氣消音系統(tǒng) 圖3渦輪試驗室平面圖 a） 渦輪發(fā)動機 基本參數(shù)為入口壓力320bar，溫度150°C，共6級，向心渦輪設計，底座尺 寸4mx5m，采用級間再熱，輸出功率為10MW級。 b） 發(fā)電機 選用10MW級發(fā)電機一臺，其結構尺寸如以下圖所示，尺寸為， 用于渦輪發(fā)動機帶動發(fā)電，所發(fā)電量用于上網，按對地面進行加固。 圖4 10MW發(fā)電機組外形尺寸 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)、測功器進排水閥及控制子 系統(tǒng)。如以

3、下圖所示，測功器選型PHS-4.5,最大吸收功率10MW，轉速3000rpm， 耗水量200t/h，外廓尺寸為，重約18t，因此對地基有較高要求，按底 座2mx3m對地基加固。 主56轉速（r/mihj 胴 Rb Lftl \ 柳事旦 .睡’ H ■ A . ( L ■ H R X-i D IM& W itcB NO 一 碩 20A UA SOI 1KM ? ■

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5、 ?A JOM MQA 邕m 啤的*在景事肉通如的懵wtbw薜耳■飪 圖5測功器選型 d）滑油系統(tǒng) 型 號 Umin Eli3 電動機 時 面 制 mr 卻 水 I? st n' / h ULID K"h 壓力蜷容1K IHIii lum ￡ a 冥 it p 項 擊 Kw KHE-&3 6.3 。.網 *6 a.?5 0.05 1.， 我 3 . . . IS 40 姑Q XMZ-TO w a. 2 s ■6 a. 75 ■0 05 1.3 躊| 0 6 3 . -

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12、一定的油量和油壓要求，使渦輪發(fā)動機能夠穩(wěn)定安全運行。具體型號選擇，可 根據(jù)實際油耗流量選擇不同型號滑油系統(tǒng)，如下表所示選用型號XHZ-1000A， 其中尺寸8mx4.85m，重15.5t，按10mx5m對地基進行加固。 ° 外形尺寸 XHZ-630-XHZ-2000 型號 A 凱 c Cl ￡ F H HI H2 噩 6500 禎0 1B9O ?1?? 5? 5(? 睥 E 二 1海 39-30 TOW 麗 fiSfl 7? 1BC0 1470 觀 3J45 - 1

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16、確控制。 換熱器 . 第一級入口氣流 儲氣罐來流氣體 第n-1級出口氣流 第n級入口氣流 燃燒加熱器 高溫油泵 圖8多級渦輪級間加熱系統(tǒng)簡圖 f） 測試系統(tǒng) 試驗運行過程中，必須對相關參數(shù)進行測量，主要包括溫度、壓力、流量及 振動測量，相關傳感器安裝待測位置，經過數(shù)據(jù)采集通道，并采用屏蔽措施，防 止信號干擾，保證信號穩(wěn)定準確，最后在控制室進行監(jiān)測、記錄相關試驗數(shù)據(jù)。 g） 配電柜 由于試驗室設備多、功率大，因此必須安裝配電柜，進行集中控制各設備的 運行，保證各設備安全有序運行，配電柜尺寸3m〔長〕xlm〔寬〕x1.6m〔高〕。 h） 冷卻塔 渦輪試驗室外側上方位

17、置建設一處冷卻塔，蓄水池容量200m3，滿足測功器 供水、滑油系統(tǒng)及相關設備冷卻需求。 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，渦輪試驗室能耗應該比較小，只需要380、 220V兩種電源，能耗10kW量級即可。 壓氣機試驗室 壓氣機試驗室要求舉架高度14m，占地面積74mx16m，預留大門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 縮機需要進氣通道和高壓氣體排出通道，電源電壓為10kV動力電源，廠房安裝 消音裝置；配套吊車10t。 該試驗室由低壓多級軸流壓氣機試驗臺和高壓多級離心壓氣機試

18、驗臺兩部 分組成。高、低壓級壓氣機試驗臺主要由進氣系統(tǒng)、電動機及其調速系統(tǒng)、變速 箱、潤滑油系統(tǒng)、壓氣機組、性能參數(shù)測量系統(tǒng)及退喘系統(tǒng)等組成。低壓軸流壓 氣機進口段與大氣相通，出口與緩沖罐相連。緩沖罐含兩個排氣管，一個排氣管 與外界大氣相通；另一個排氣管則與高壓離心機進口段相連，將氣體送入高壓離 心機進一步壓縮到所需壓力。高、低壓壓氣機均根據(jù)系統(tǒng)參數(shù)推算出壓氣機的性 能參數(shù)，向相關廠家進行產品訂制。 a） 低壓多級軸流壓氣機進口段過濾器及穩(wěn)壓箱尺寸約為10mx4m，壓縮機、變 速箱及電機機組尺寸約為，最大件安裝重量約為9t，安裝于平坦水 泥地面上，按15mx6m對地面進行加固。 b） 低壓

19、軸流壓氣機出口接一立式緩沖罐，緩沖罐直徑約為4 m，安裝于平坦水 泥地面上，按6mx6m對地面進行加固。 c） 高壓離心壓氣機組進口管接緩沖罐，壓縮機、變速箱及電機機組尺寸約為 16mx5m，最大件安裝重量約為16t，安裝于平坦水泥地面上，按18mx8m對地 面進行加固。 d） 潤滑油站根據(jù)壓縮機及變速箱需求進行選擇，低壓潤滑油站尺寸約為 4.5mx3m，重量約為6t，按6mx4m對地面進行加固；高壓離心機潤滑油站尺寸 約為7mx4.2m，重量約為15t，按8mx5m對地面進行加固。 壓縮機的用能設備主要是功率不等的電機〔最大功率2.5MW，總功率3.5MW，用 電電壓包括10kV、38

20、0v及220v〕；型號暫時也不能確定，只有到壓縮機采購時 方能確定。 74nn 1-低壓滑油站 4-變速箱 7-變速箱 2-進口段 5-低壓軸流壓氣機 3-低壓電機 6-高壓離心壓氣機 9-高壓離心機滑油站 10-裝配室 11-工具室 圖9壓氣機試驗室平面圖 8-高壓電機 蓄冷/蓄熱試驗室 該試驗室要求舉架高度14m，占地面積74mx16m，預留大門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。 試驗室用來開展10MW儲能系統(tǒng)的蓄冷/蓄熱試驗研究，研究內容主要包括 蓄熱〔冷〕/換熱器總體熱力循環(huán)、超臨界空氣流體動力學〔包括流

21、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〕材料的導熱特性、自 然對流和強制對流和輻射特性等〕、蓄熱〔冷〕/換熱器蓄熱〔冷〕特性〔包括比 熱容、儲能密度、熱耗散和保溫特性等〕。 主要試驗設備包括2個蓄冷換熱器、1個蓄熱換熱器、1臺高壓大流量低溫 泵、1個低溫儲罐、1套加熱系統(tǒng)。蓄冷換熱器和蓄熱換熱器進氣管均與壓縮空 氣進氣管路及排氣管路相連，換熱器進、排氣通過管路上假設干截止閥實現(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)液氮氣化釋放的冷量以及充分冷卻高壓空氣所需的冷量來確定蓄冷換 熱器的設計。蓄冷換熱器選用2個完全

22、相同的立式圓柱不銹鋼罐，罐內填充蓄冷 介質。 換熱器罐體主要參數(shù)為：內徑為2.4m，壁厚220mm左右，高5m,單個換 熱器罐體重量約為70t,填充蓄冷介質后總重量約為150t。 b） 蓄熱換熱器 根據(jù)壓縮機排氣放熱量與膨脹機級間加熱量的要求來確定蓄熱換熱器的設 計。蓄熱換熱器選用1個立式圓柱碳鋼罐。 換熱器罐體主要參數(shù)為：內徑為2.4m，壁厚220mm左右，高5m，單個換 熱器罐體重量約為70t，填充蓄冷介質后總重量約為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

23、率約為200kW，占 地面積約為4mx2m，重量約為800kg，配電要求為三相電380V、50Hz。 d） 低溫儲罐 低溫儲罐用來儲存低溫液氮，根據(jù)系統(tǒng)試驗中儲能量1.5MWh的要求確定存 儲的液氮量約為20 m3,由于液氮常壓儲存，這里采用常壓低溫儲罐。 低溫儲罐主要參數(shù)為：外形尺寸約為4mx5m，容積為25m3，充滿液氮后儲 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出口高壓空氣溫度，即蓄 熱換熱器的設計蓄熱溫度。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

24、。 加熱系統(tǒng)主要參數(shù)為：初步估計占地面積為6mx1.5m，120kW的電加熱器 配電要求為三相電380V、50Hz。 蓄冷蓄熱實驗室 的主要用能設備為： 〔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； 〔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 22300 L，密度0.8，蓄熱時間6小時，效率80%計算〕； I- 蓄冷/換熱器總體熱力循環(huán)實驗臺 3-低溫儲罐 5-蓄冷/換熱器 7-蓄冷/換熱器超臨界空氣流體動力學實驗臺 9-蓄熱/換熱器超

25、臨界空氣流體動力學實驗臺 2-超臨界條件下蓄冷/換熱器特性實驗臺 4-低溫泵 6-蓄冷/換熱器 8-蓄冷/換熱器超臨界空氣傳熱實驗臺 II- 蓄熱/換熱器 13-加熱器 10-蓄熱/換熱器超臨界空氣傳熱實驗 12-蓄熱/換熱器總體熱力循環(huán)實驗臺 14-超臨界條件下蓄熱/換熱器特性實驗臺 圖10蓄冷/蓄熱試驗室平面圖 控制集成試驗室 進行10MW級大規(guī)?？諝鈨δ苷麢C集成驗證，試驗臺由部件集成區(qū)和控制 區(qū)構成，控制區(qū)進行集成控制和關鍵性能參數(shù)測定，部件集成區(qū)主要部件包括膨 脹機、低溫泵、儲液罐、蓄冷/蓄熱換熱器、發(fā)電機等，儲氣罐作為高壓氣源， 通過高壓管道輸入到集成試驗

26、室用于試驗。試驗室舉架高度 14m，占地面積 74mx16m，預留大門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。 集成控制實驗室的主要用能設備為： 〔1〕高壓大流量低溫泵：流量22300 L/h的低溫泵7臺并行使用，總功率約為 630 kW； 〔2〕電加熱器：功率800kW； ”ITi 1- 低溫儲罐 4- 蓄熱換熱器 2- 蓄冷換熱器 5- 加熱器 3- 發(fā)電機 6- 蓄熱換熱器 7-低溫泵 8-膨脹機 9-蓄冷換熱器 11-裝配間 10-工具間 圖11控制集成試驗室平面圖 3.建設要求匯總 一期工程在土建、

27、電力及消防等方面的總體要求匯總如下: 項目 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 配一定會議室 渦輪試驗 室 需要打地基 吊車 動力電 200KW 無特殊要求 配套消音裝置 壓氣機試 驗室 需要打地基 吊車 高壓動力電10KV 3MW 無特殊要求 配套消音裝置 蓄冷/蓄熱 試驗室 需要打地基 吊車 動力電380V 400KW 無特殊要求 配套消音裝置 控制集成 試驗室 需要打地基 吊車 動力電380V 30MW 無特殊要求 配套消音裝置 儲氣罐 需要打地基 無特殊要求 無特殊要求 考慮抗震等級 和風力等級 公寓 無特殊要求 無特殊要求 無特殊要求 食堂 無特殊要求 無特殊要求 無特殊要求 變電所 無特殊要求 200MW 無特殊要求 消防水池 放置于地下 無特殊要求 無特殊要求 考慮取水距離 和與危險源的 距離 冷卻水塔 帶有水池 380V動力電 無特殊要求 配套降噪裝置