“兆瓦级超临界二氧化碳压缩机工程样机”实验测试取得成功

压缩机是一种将低压气体提升为高压气体的从动的流体机械，是制冷系统的心脏。它从吸气管吸入低温低压的制冷剂气体，通过电机运转带动活塞对其进行压缩后，向排气管排出高温高压的制冷剂气体，为制冷循环提供动力。从而实现压缩→冷凝(放热)→膨胀→蒸发 ( 吸热 ) 的制冷循环。压缩机分为活塞压缩机，螺杆压缩机，离心压缩机，直线压缩机等。词条介绍了压缩机的工作原理、分类、配件、规格、运转要求、压缩机的生产、常见故障以及环保要求、选型原则、安装条件以及发展趋势。

近期，中国科学院工程热物理研究所新工质发电团队兆瓦级超临界二氧化碳压缩机工程样机在运行测试中达到100%设计转速，最大总压比超过2.685，最大质量流量接近16kg/s，累计运行时间接近100h，各项参数均达到设计指标，实验测试取得成功。

科研人员对测试平台进行了改进，优化了压缩机实验循环系统，使得实验进口状态始终稳定在设计参数(8MPa，35℃)附近;改进了压缩机进口状态测量方法，采用间接测量法，极大地提高了压缩机进口温度测量精度及响应特性，进口温度间接测量误差小于0.025℃，远小于现有A级温度传感器测量误差。

二氧化碳压缩机是指用于使二氧化碳气体增压并实现输送的压缩机。主要用于尿素合成装置。设计和使用时应注意：(1)二氧化碳临界温度高，在31.3℃、7.14MPa下即可液化，冬季使用时，级间冷却温度不能过低;(2)二氧化碳在60MPa以下时，有利于气体的压缩;(3)由于二氧化碳气体相对密度较大，不宜采用过大的活塞平均速度，否则气阀阻力大;(4)二氧化碳气体中含有少量水分，具有较强的腐蚀性，故气阀、冷却器及缓冲罐等都需用不锈钢制造。

如何理解超临界?

工程上，将某流体所处的压力(P)和温度(T)均超过临界压力(Pc)和临界温度(Tc)时的这种状态称为超临界。以水为例，超临界技术介绍如下：通常情况下，水以蒸汽、液态和冰三种常见的状态存在，且是极性溶剂，可以溶解包括盐在内的大多数电解质，对气体和大多数有机物则微溶或不溶。液态水的密度几乎不随压力升高而改变。但是如果将水的温度和压力升高到临界点(Tc=374.3℃，Pc=22.1MPa)以上，水的性质发生了极大变化，其密度、介电常数、黏度、扩散系数、热导率和溶解性等都不同于普通水。

超临界二氧化碳萃取技术

在超临界状态下，将超临界二氧化碳与待分离的物质接触，使其有选择性地把极性大小、沸点高低和分子量大小不同的成分依次萃取出来。当然，对应各压力范围所得到的萃取物不可能是单一的，但可以控制条件得到Z 佳比例的混合成分，然后借助减压、升温的方法使超临界流体变成普通气体，被萃取物质则完全或基本析出，从而达到分离提纯的目的，所以超临界流体二氧化碳萃取过程是由萃取和分离组合而成的。

超临界萃取装置可以分为两种类型，一是研究分析型，主要应用于小量物质的分析，或为生产提供数据。二是制备生产型，主要是应用于批量或大量生产。

超临界萃取装置从功能上大体可分为八部分：萃取剂供应系统，低温系统、高压系统、萃取系统、分离系统、改性剂供应系统、循环系统和计算机控制系统。具体包括二氧化碳注入泵、萃取器、分离器、压缩机、二氧化碳储罐、冷水机等设备。由于萃取过程在高压下进行，所以对设备以及整个管路系统的耐压性能要求较高，生产过程实现微机自动监控，可以大大提高系统的安全可靠性，并降低运行成本。

兆瓦是表示功率的单位，常用来指发电机组在额定情况下单位时间内能发出来的电量。兆瓦是功率基础单位瓦的数量级衍生单位，而功率本身是对于单位时间内做功的描述，类似毫瓦、千瓦等名词。兆瓦与千瓦、瓦之间的换算关系是：1兆瓦=100万瓦;1兆瓦=1000千瓦;1兆瓦=0.1万千瓦;1兆瓦=0.01亿瓦。1瓦定义是每秒做功1焦耳，即每小时做功3600焦耳。

而千瓦就是瓦的1000倍级衍生单位，意义是每秒做功1000焦耳，每小时做功3,600,000焦耳。同理，兆瓦的定义是每秒做功1,000,000焦耳，每小时做功3,600,000,000焦耳。所以兆瓦的意思又可认为每秒发电100万焦耳的电量。由于在计算用电量(发电量)时常使用”瓦时“作为发电量的主要计量单位，其中：千瓦时又是用电量(发电量)中Z常用的计量单位，即度。因此兆瓦又可以理解为是每小时发电量1兆瓦时，或每小时发电量1000千瓦时(度)。

新闻来源：工程热物理研究所