压缩空气储能作为一种大规模、长时储能技术，在未来能源系统中将发挥重要的作用。膨胀机组作为压缩空气储能系统释能过程的关键设备，对系统性能有决定性的影响。近期，中心科研人员采用调节流道静叶安装角的方法，提升了膨胀机的效率，同时揭示了不同基准压力和喷嘴配气方式下静叶安装角对膨胀机气动特性的影响规律。
研究表明，在满足输出功要求的条件下，适当减小静叶安装角，可提高调节喷嘴的进口压力，从而显著降低节流损失，提高膨胀机的效率。研究发现在基准压力为10.0 MPa和8.0 MPa的条件下，当调节流道静叶安装角在-10°～4°的范围内变化时，相比于传统的节流配气方式，膨胀机的最大比功增幅分别达到了13.2 %和4.1 %，而相对于设计安装角，增幅分别为4.0 %和3.5 %。此外，科研人员还通过熵产分析方法，进一步解析了流场特性的变化，揭示了静叶安装角调整对气动参数和流场结构的具体影响。
上述发现为压缩空气储能系统膨胀机的设计、优化和运行控制提供了重要的理论依据和技术支持。随着研究的深入，预计未来将有更多高效的喷嘴配气调节方案应用于压缩空气储能项目中，进一步提升储能系统效率和稳定性。
相关研究成果已在国际期刊Energy (IF=9.0)上发表(DOI: 10.1016/j.energy.2024.131464)，研究得到国家自然科学基金(51976218)、国家科技重大专项(J2019-Ⅱ-0008-0028)、北京市自然科学基金(3212026)等的支持。
压缩空气储能系统轴流膨胀机喷嘴配气方法
变调节安装角喷嘴配气膨胀机三维模型
与节流配气相比比功的相对增量
与设计安装角相比比功的相对增量
