国内首次燃气轮机燃烧室天然气掺氢试验成功

国内首次在自主研制的重型燃气轮机全尺寸燃烧室开展掺氢比例超过20%的试验研究，成功达到了预期目标。为江苏连云港经济技术开发区的高效低碳燃气轮机试验装置国家重大科技基础设施燃烧室试验平台点赞！

01 · 重大意义

在我国连云港经济技术开发区，高效低碳燃气轮机试验装置国家重大科技基础设施燃烧室试验平台取得标志性成就。在此平台上成功进行的燃气轮机燃烧室天然气掺氢试验，不仅顺利达到了预设目标，更是国内首次在完全自主研发的重型燃气轮机全尺寸燃烧室中实现超过20%的掺氢比例试验研究。

本次试验的成功，验证了燃烧室试验平台在运行条件下的稳定性和可靠性，为氢能相关应用技术的推广提供了宝贵的技术支持和数据基础，例如氢能储存、氢气运输和燃气氢能供应等。此进展无疑加速了零碳能源时代的到来。

这个试验装置项目是中国“十二五”规划中重点建设的16个国家重大科技基础设施项目之一。项目填补了国内大功率燃气轮机试验装置的空白，并为燃气轮机基础理论研究、应用基础研究以及关键技术开发提供了前沿的试验平台，进而为国家“航空发动机和燃气轮机”科技重大专项的实施提供了基础支持。

图源：官微

试验平台采用了国内自主研制的F级燃气轮机单筒燃烧室，通过向传统天然气中掺入约25%的氢气来完成点火和燃烧性能试验。此举不仅是技术层面的突破，还代表了国内燃气轮机技术的巨大进步。试验涉及的数据采集包括壁温、动态压力、振动、污染物排放、出口温度场、总压损失系数、燃烧效率等各项指标，这为评估燃烧室的性能提供了详实的数据支持。

这些数据的积累对于优化氢燃料的应用至关重要。氢作为一种清洁能源，其燃烧不产生二氧化碳，因此，提高氢在燃气轮机中的使用比例有助于降低传统化石燃料使用带来的温室气体排放。

在气候变化和能源危机的当下，发展低碳技术具有重要意义。掺氢燃烧技术不仅有助于降低温室气体排放，实现清洁能源转型，而且还能提高燃气轮机的燃烧效率，降低能源成本。通过这样的试验，中国在氢能技术域的发展已经走在了世界前列，标志着中国在可持续能源技术方面迈出了坚实的一步。

将试验数据和经验运用到燃气轮机的生产和优化中，不仅能提升中国的能源设备制造业，还能为全球的绿色能源解决方案做出贡献。值得注意的是，这样的试验进展和科技成就是开发下一代能源系统的重要基石，有助于推动全球能源结构的转型和升级。

本次试验的成功开展是中国燃气轮机技术、氢能技术乃至整个能源科技进步的一个缩影。它不仅展现了连云港乃至中国在重大科技基础设施建设上的雄厚实力，也为全球氢能和清洁能源技术的发展提供了宝贵经验和指导。随着此类技术的持续迭代和完善，未来氢能的高效利用和燃气轮机的环保性能将更进一步，为人类实现碳中和目标提供有力支持。

02 · 掺氢燃气轮机

掺氢比例超过20%的全尺寸燃烧室重型燃气轮机，意味着在燃烧过程中，天然气被氢气所取代的比例超过了20%，这对于燃气轮机的设计和运行提出了新的挑战：◆ 燃烧性能：氢气的燃烧性能与天然气显著不同，它有着更高的燃烧速度和更宽的爆炸极限。这要求燃烧室设计必须能够适应氢燃烧的特点，确保燃烧过程稳定，防止爆燃和燃烧不完全。

◆ 安全性：氢气具有较高的扩散速度和极低的点燃温度，对安全性要求较高，尤其是在高掺氢比例下，需要对燃照系统进行特殊设计，以防止泄露和其他安全风险。

◆ 环境影响：虽然掺氢可以显著减少二氧化碳的排放，但是高温燃烧氢气会产生氮氧化物（NOx），因此需要优化燃烧室设计，采用先进的降NOx技术。

◆ 性能评估：为了全面了解掺氢对燃烧室性能的影响，须进行包括燃烧效率、排放、性能稳定性和燃烧室寿命等方面的综合评估。

来源：氢眼探索