壓縮空氣儲(chǔ)能電站使用的離心壓縮機(jī)有流量大、效率高、壓比高、溫升高、背壓變化大、頻繁啟停等特殊需求，這與其他行業(yè)的壓縮機(jī)有很大不同。沈鼓集團(tuán)從2018年開始，針對(duì)儲(chǔ)能電站用離心壓縮機(jī)進(jìn)行了深入研究，突破了關(guān)鍵技術(shù)和難點(diǎn)，成功研制了60MW非補(bǔ)燃式壓縮空氣儲(chǔ)能電站壓縮機(jī)組，并應(yīng)用于江蘇金壇的示范項(xiàng)目。

項(xiàng)目整體流程是根據(jù)電網(wǎng)調(diào)峰需求隨儲(chǔ)隨發(fā)。在用電低谷時(shí)，壓縮機(jī)將空氣壓縮到一定壓力并存儲(chǔ)起來(lái)；在用電高峰時(shí)，釋放高壓空氣，通過(guò)熱量交換推動(dòng)膨脹機(jī)發(fā)電，實(shí)現(xiàn)電力調(diào)峰。沈陽(yáng)鼓風(fēng)機(jī)集團(tuán)設(shè)計(jì)了多機(jī)串聯(lián)的多軸離心壓縮機(jī)組系統(tǒng)，適用于頻繁啟停的工況，優(yōu)化了壓縮空氣儲(chǔ)能電站用離心壓縮機(jī)的工程技術(shù)方案。

在開發(fā)儲(chǔ)能電站用離心壓縮機(jī)關(guān)鍵技術(shù)的過(guò)程中，沈鼓集團(tuán)開發(fā)了儲(chǔ)能系列模型，并優(yōu)化了機(jī)組氣動(dòng)設(shè)計(jì)方案，滿足了儲(chǔ)壓、儲(chǔ)熱、高效和寬調(diào)節(jié)范圍的要求。還研究了機(jī)組抗疲勞設(shè)計(jì)方法及高壓壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子穩(wěn)定性計(jì)算方法，確保機(jī)組能承受萬(wàn)次啟停的使用壽命。

該項(xiàng)目采用的多軸齒輪增速型離心壓縮機(jī)可以實(shí)現(xiàn)多轉(zhuǎn)速運(yùn)行，每個(gè)葉輪都能處于最佳效率點(diǎn)。通過(guò)熱力性能分析，建立了系統(tǒng)總效率與單元部件關(guān)鍵參數(shù)的關(guān)聯(lián)關(guān)系，經(jīng)過(guò)多次熱力平衡迭代優(yōu)化和數(shù)值模擬分析，找到了壓縮機(jī)的最優(yōu)工藝方案，確保系統(tǒng)電-電轉(zhuǎn)化效率達(dá)到60%以上。

由于壓縮機(jī)啟動(dòng)和卸載的功耗均屬無(wú)用功耗，沈鼓研發(fā)團(tuán)隊(duì)構(gòu)建了智能仿真控制系統(tǒng)，優(yōu)化了各過(guò)程，解決了多參量之間的耦合問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)了機(jī)組的全自動(dòng)控制，滿足了啟停加載總時(shí)長(zhǎng)不超過(guò)30分鐘的要求。選擇了新型葉輪材料，開發(fā)了高質(zhì)高效加工工藝，解決了中高溫服役葉輪的加工難題。