各试验室的设计要求内容

2.3 部件试验中心厂房规划

2.3.1 涡轮试验室

该试验室要求举架高度14m，规格74m×16m，占地面积约1184 m2，预留大门3处，一处大门高度5m，宽度8m，另两处大门高度5m，宽度5m；试验室一端为控制室，另一端为装配室，规格为10m×16m×8m（高）。地下设置消防水池一处，用来满足安全需要；试验室上方空间放置两个5m³稳压水罐，固定在装配室上方；级间加热系统较为复杂，需要配备锅炉系统，因此在试验室外建设。厂房安装进排气消音装置；配套吊车10t；涡轮试验室外侧上方位置建设一处冷却塔，蓄水池容量200m³。

1-装配间和工具室 2-稳压水箱 3-发电机

4-涡轮发动机 5-测功器 6-滑油系统

7-控制室 8-冷却水系统 9-级间加热系统

10-排气消音系统

图3 涡轮试验室平面图

a)涡轮发动机

基本参数为入口压力320bar，温度150℃，共6级，向心涡轮设计，底座尺寸4m×5m，采用级间再热，输出功率为10MW级。

b)发电机

选用10MW级发电机一台，其结构尺寸如下图所示，尺寸为4.72m×5.08m，用于涡轮发动机带动发电，所发电量用于上网，按4.8m×5.5m对地面进行加固。

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图4 10MW发电机组外形尺寸

c)测功器

测功器系统主要包括测功器、测功器供水子系统、测功器进排水阀及控制子系统。如下图所示，测功器选型PHS-4.5，最大吸收功率10MW，转速3000rpm，耗水量200t/h，外廓尺寸为1.6m×1.9m，重约18t，因此对地基有较高要求，按底座2m×3m对地基加固。

图5 测功器选型d)滑油系统

图6 稀油站系统性能表

滑油系统又称为稀油站，主要用于为涡轮发动机提供冷却和润滑，因此要满足一定的油量和油压要求，使涡轮发动机能够稳定安全运行。具体型号选择，可根据实际油耗流量选择不同型号滑油系统，如下表所示选用型号XHZ-1000A，其中尺寸8m×4.85m，重15.5t，按10m×5m对地基进行加固。

图7 稀油站外形尺寸

e)级间加热系统

该系统采用燃煤有机热载体炉进行级间加热。有机热载体炉，俗称导热油锅炉，一般以煤、油、气为燃料，是以导热油为循环介质供热的新型热能设备，采用高温循环泵强制导热油进行闭路循环，在将热能供用热设备后重新返回锅炉中加热的工艺流程。具有高温（320℃以上）低压（0.3-0.5MPa）的优点，且供热温度可精确控制。

换

热

器

燃烧加热器高温油泵

图8 多级涡轮级间加热系统简图

f)测试系统

试验运行过程中，必须对相关参数进行测量，主要包括温度、压力、流量及振动测量，相关传感器安装待测位置，经过数据采集通道，并采用屏蔽措施，避免信号干扰，保证信号稳定准确，最后在控制室进行监测、记录相关试验数据。

g)配电柜

由于试验室设备多、功率大，因此必须安装配电柜，进行集中控制各设备的运行，保证各设备安全有序运行，配电柜尺寸3m（长）×1m（宽）×1.6m（高）。

h)冷却塔

涡轮试验室外侧上方位置建设一处冷却塔，蓄水池容量200m³，满足测功器供水、滑油系统及相关设备冷却需求。

i)消音装置

室外安装消音塔装置，满足涡轮排气消音要求。

根据理想情况，即不采用电加热的话，涡轮试验室能耗应该比较小，只需要380、220V两种电源，能耗10kW量级即可。

2.3.2 压气机试验室

压气机试验室要求举架高度14m，占地面积74m×16m，预留大门3处，一处大门高度5m，宽度8m，另外两处大门高度5m，宽度5m；配套吊车10t。压缩机需要进气通道和高压气体排出通道，电源电压为10kV动力电源，厂房安装消音装置；配套吊车10t。

该试验室由低压多级轴流压气机试验台和高压多级离心压气机试验台两部分组成。高、低压级压气机试验台主要由进气系统、电动机及其调速系统、变速箱、润滑油系统、压气机组、性能参数测量系统及退喘系统等组成。低压轴流压气机进口段与大气相通，出口与缓冲罐相连。缓冲罐含两个排气管，一个排气管与外界大气相通；另一个排气管则与高压离心机进口段相连，将气体送入高压离心机进一步压缩到所需压力。高、低压压气机均根据系统参数推算出压气机的性能参数，向相关厂家进行产品订制。

a)低压多级轴流压气机进口段过滤器及稳压箱尺寸约为10m×4m，压缩机、变速箱及电机机组尺寸约为12.3m×4.5m，最大件安装重量约为9t，安装于平坦水泥地面上，按15m×6m对地面进行加固。

b)低压轴流压气机出口接一立式缓冲罐，缓冲罐直径约为4 m，安装于平坦水泥地面上，按6m×6m对地面进行加固。

c)高压离心压气机组进口管接缓冲罐，压缩机、变速箱及电机机组尺寸约为16m×5m，最大件安装重量约为16t，安装于平坦水泥地面上，按18m×8m对地面进行加固。

d)润滑油站根据压缩机及变速箱需求进行选择，低压润滑油站尺寸约为

4.5m×3m，重量约为6t，按6m×4m对地面进行加固；高压离心机润滑油站尺寸约为7m×4.2m，重量约为15t，按8m×5m对地面进行加固。

压缩机的用能设备主要是功率不等的电机（最大功率2.5MW，总功率3.5MW，用电电压包括10kV、380v及220v）；型号暂时也不能确定，只有到压缩机采购时方能确定。

1-低压滑油站2-进口段3-低压电机

4-变速箱5-低压轴流压气机6-高压离心压气机

7-变速箱8-高压电机9-高压离心机滑油站

10-装配室11-工具室

图9 压气机试验室平面图

2.3.3 蓄冷/蓄热试验室

该试验室要求举架高度14m，占地面积74m×16m，预留大门3处，一处大门高度5m，宽度8m，另外两处大门高度5m，宽度5m；配套吊车10t。

试验室用来开展10MW储能系统的蓄冷/蓄热试验研究，研究容主要包括

蓄热（冷）/换热器总体热力循环、超临界空气流体动力学（包括流变特性、摩擦系数、压力损失等）、超临界空气传热（包括蓄热（冷）材料的导热特性、自然对流和强制对流和辐射特性等）、蓄热（冷）/换热器蓄热（冷）特性（包括比热容、储能密度、热耗散和保温特性等）。

主要试验设备包括2个蓄冷换热器、1个蓄热换热器、1台高压大流量低温泵、1个低温储罐、1套加热系统。蓄冷换热器和蓄热换热器进气管均与压缩空气进气管路及排气管路相连，换热器进、排气通过管路上若干截止阀实现切换，排气管路上装有泄压阀，出口与外界大气相通，排气口需安装消音装置。

a)蓄冷换热器

根据液氮气化释放的冷量以及充分冷却高压空气所需的冷量来确定蓄冷换热器的设计。蓄冷换热器选用2个完全相同的立式圆柱不锈钢罐，罐填充蓄冷介质。

换热器罐体主要参数为：径为2.4m，壁厚220mm左右，高5m，单个换热器罐体重量约为70t，填充蓄冷介质后总重量约为150t。

b)蓄热换热器