工程热物理所微型燃气轮机研究取得进展

　　微型燃气轮机及其发电机组是指发电功率在几十到几百千瓦之间的动力装置，具有高转速、高效率、低NOX排放、结构紧凑、体积小、重量轻、燃料多元化等优点，广泛应用于分布式供能系统、装甲车辅助动力装置、航天飞机辅助电站以及车辆混合动力装置等领域。中国科学院工程热物理研究所分布式供能与可再生能源实验室依托其承担的院地合作、支撑计划等项目，开展了微型燃气轮机关键技术的研发，取得了一定的研究成果，具体研究进展如下：

　　1.高速气体轴承设计与实验技术。开展了气体轴承的流场分析、静动特性模拟计算以及轴承动力学特性实验；已经形成了缩放结构型线动压气浮轴承的设计方法，并开发了渐开线内流道自润滑结构的动压/动静压气体轴承、缩放结构型线动压/动静压气体轴承。基于此技术，已经研制出能够满足微型燃气轮机（功率50kW以下，额定转速60000rpm，轴承直径50mm）用的高速气体轴承。

　　2.高速柔性轴系一体化设计与结构集成技术。充分考虑轴承、转子、涡轮与发电机在高转速下的耦合关系；完成柔性轴系一体化设计；基于非线性振动测试分析方法，重点研究了柔性轴系的稳定性控制措施。目前，已经完成了冷态下微型燃气轮机轴系稳定性实验，该涡轮轴系能够稳定运行于60000rpm。

　　下一步工作将重点结合相应燃烧室的设计与试验结果，开展微型燃气轮机的热态验证试验。

　　上述工作所依托的国家科技支撑计划项目“分布式冷热电联供系统技术”已经于2014年10月在哈尔滨耦合动力工程技术中心通过国家科技部项目中期检查，相关研究成果已经在国际期刊Journal of Vibroengineering（JVE. Vol. 16, Issue 5, 2014, p. 2363‑2374）上发表。