高压/超高压压缩机关键技术研究与应用进展

摘要

高压/超高压压缩机是氢能、热等静压、超高速风洞等诸多领域的核心动力装备。针对超高压气体增压面临的安全性、可靠性及高效性挑战，西安交通大学彭学院团队从超高压增压热力过程基础理论到产品研发关键技术进行了全链条的研究。通过含气液压油可压缩性对压缩机热力过程影响的研究，修正了压缩机容积效率计算方法；通过极端载荷下密封结构泄漏机理与摩擦学特性的研究，获得了密封环磨损量的影响规律；通过压缩机运行状态识别方法的研究，形成了多种无损动态p-V图获取方法。基于上述核心技术突破，该团队成功研制全自主知识产权的90 MPa氢气压缩机，较国内外同类型产品，排气温度低20℃,容积效率提升15%以上；实现了320 MPa级超高压氮气增压装备的国产化并确定服役于某国家大型实验装置；开发了高压/超高压压缩机无损健康管理系统，并成功应用于北京冬奥会加氢站。面向未来，将进一步向更高压力、更宽工况、智能运维与寿命预测等方向深化研究，推动我国高端气体增压装备的自主化与产业化发展。

关键词

氢气压缩机 / 加氢站 / 超高压 / 热力过程 / 容积效率

基金资助

国家自然科学基金资助项目(52276036); 陕西省重点研发计划资助项目(2022GXLH-01-21); 国家资助博士后研究人员计划(GZC20250411)