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2.2 15MW 风电机组传动链全尺寸地面试验系统研制(共性关键技术类)
研究内容:针对我国缺乏大型风电机组第三方全尺寸公共试验系统以及海上风电机组研发测试的迫切需求,研制15MW 风电机组传动链全尺寸地面试验系统。
具体包括:风电机组传动链全尺寸地面试验系统多参量耦合机理及典型工况提取方法;大型风电机组全工况仿真及虚拟测试技术;传动链全尺寸地面试验系统运行控制与数据采集分析技术;传动链全尺寸地面试验系统研制与集成;大型风电机组传动链全尺寸试验技术。
考核指标:传动链全尺寸地面试验系统可测试的风电机组最大额定容量15MW,可模拟6 自由度风载荷并具备传动链及关键部件的功能、性能及疲劳寿命试验能力;地面试验系统全工况仿真和虚拟测试平台;全尺寸地面试验系统运行控制系统;选取至少1 台不低于6MW 的风电机组进行传动链全尺寸地面试验验证;形成大型风电机组全尺寸、全工况试验测试标准及规范。
2.3 大型海上风电机组叶片测试技术研究及测试系统研制(共性关键技术类)
研究内容:针对大型海上风电机组第三方叶片测试需求,开展120 米级风电叶片全尺度结构力学测试技术体系研究。
具体包括:叶片全尺度静力测试与双自由度疲劳测试技术;叶片破坏评价与分析技术;叶片运行工况实时仿真技术及双自由度加载控制技术;叶片全运行周期内结构安全性验证测试技术要求与准则;满足120 米级叶片全尺度结构力学测试系统研制。
考核指标:建立120 米级叶片测试技术体系,其中静态载荷协同加载技术可实现载荷偏差率≤5%;双自由度疲劳加载技术可实现叶片挥舞、摆振方向的耦合疲劳测试;建立适用于大型海上风电机组120 米级叶片的公共测试系统,具备多点协同静力加载能力与双自由度疲劳加载能力;可实现极限载荷≥120000kNm 和疲劳载荷≥60000kNm;形成叶片全运行周期内结构安全性验证测试相关标准;完成1 项100 米级叶片测试工作。
2.4 大型海上风电机组及关键部件优化设计及批量化制造、安装调试与运行关键技术(共性关键技术类)
研究内容:为满足海上规模开发风电的需求,基于已经安装运行的5MW 及以上风电机组样机及国内自主研制的关键部件,开展大型海上风电机组及关键部件优化设计、制造、安装调试运行全链条关键技术研究,并应用验证。
具体包括:大型海上风电机组优化设计技术,整机批量组装专用工艺、台架试验技术;主控、变流器、变桨、监控系统协同优化控制及批量化制造工艺技术和检测装备;叶片及传动链关键部件的优化设计及批量制造工艺和检测技术;机组及部件智能运输、现场批量安装调试运行工艺技术和检测装备;海上风电机组及主要部件相关标准规范。
考核指标:海上直驱和增速型2 种风电机组(≥5MW)取得整机型式认证,所用叶片、电控(主控、变流器、变桨距)、发电机、增速型风电机组的齿轮箱等主要部件实现国产化;整机及电控等主要部件至少在10 万千瓦以上风电场实现技术验证,并网运行时间1 年以上,平均故障间隔时间>3000h;完成整机集成全套工艺及台架试验平台研发;完成现场安装调试运行相关工艺及检测平台研制;形成大型海上风电机组及关键部件相关技术规范和测试标准体系。
3. 生物质能
3.1 纤维素类生物质生物、化学、热化学转化液体燃料机理与调控(基础研究类)
研究内容:针对制约纤维素类生物质转化液体燃料效率的基础性问题,开展纤维素类生物质生物、化学、热化学转化机理与调控机制研究。
具体包括:纤维素混合糖共代谢机制与基因调控;纤维素乙醇(丁醇)高产机理与动力学模型;纤维素类生物质化学催化转化液体燃料机理及调控;生物质气化调变、合成气催化净化、重整催化制备液体燃料的转化机制;分子层面的纤维素类生物质多组分耦合热分解机理及产物定向调控机制。
考核指标:揭示纤维素类生物质混合糖发酵乙醇(丁醇)机理,提出高效转化新途径。纤维素混合糖乙醇(丁醇)转化率≥90%;纤维素类生物质转化为车用液体燃料能量转化率≥37%,转化为航空用液体燃料能量转化率≥28%。
3.2 纤维素类生物质催化制备生物航油技术(共性关键技术类)
研究内容:针对纤维素类生物质生物航油转化效率低、经济性差的问题,开展纤维素类生物质转化生物航油技术工艺研究。
具体包括:纤维素类生物质高效水热定向解聚技术;解聚产物碳链调控与加氢催化制备长链烷烃技术;木质素水热液化加氢提质制取芳烃及环烷烃技术;纤维素类生物质制取生物航油关键技术工程验证;生物航油全生命周期评价。
考核指标:构建纤维素类生物质制取生物航油工艺技术体系。催化剂寿命≥4000h,纤维素和半纤维素制备生物航油转化率≥85%,生物航油成本≤9000 元/吨,完成纤维素类生物质制取生物航油千吨级示范生产线运行验证;生物航油油品质量达到生物航油标准(ASTM-D7566)要求,完成生物航油发动机台架试验。
3.3 纤维素类生物质水(醇)解制备酯类燃料联产化学品技术(共性关键技术类)
研究内容:针对纤维素类生物质转化酯类燃料过程中全组分高效利用的关键问题,研究清洁高效酯类燃料制取联产高附加值化学品的共性技术与工艺途径,实现纤维素类生物质全组分高效利用。
具体包括:纤维素类生物质组份清洁分离预处理技术;分离组分催化水(醇)解制备酯类燃料联产高附加值化学品技术;水(醇)解酯化产物低能耗高效分离技术;纤维素类生物质水(醇)解制备酯类燃料联产化学品关键技术工程验证;酯类燃料复配汽油或柴油技术及全生命周期评价。
考核指标:构建纤维素类生物质组分清洁分离以及催化水(醇)解制备酯类燃料联产高附加值化学品工艺技术体系。纤维素类生物质清洁预处理分离过程不使用二次污染化学品,木质素脱除率≥80%,纤维素水(醇)解酯类燃料转化率≥85%,纤维素酯类燃料联产化学品综合成本≤7000 元/吨,完成纤维素酯类燃料联产化学品千吨级示范生产线运行验证;在国六汽油或柴油中复配10%酯类燃料,其主要污染物排放下降15%以上。
3.4 农业秸秆酶解制备醇类燃料及多联产技术与示范(应用示范类)
研究内容:针对纤维素醇类燃料经济性差的问题,开展农业秸秆制备醇类燃料及多联产的生物炼制技术研究与示范。
具体包括:农业秸秆原料高效清洁预处理及低成本纤维素酶制剂的制备与复配技术;酶解糖化与乙醇、丁醇发酵耦合工艺,同时代谢五碳糖和六碳糖技术;酶解糖液直接发酵乙醇、丁醇与分离耦合工艺,超低能耗乙醇、丁醇膜法分离集成技术;农业秸秆制备燃料乙醇、丁醇多联产生物炼制千吨级示范生产线;农业秸秆制备燃料乙醇、丁醇,以及沼气、复合肥多联产万吨级示范生产线。
考核指标:吨燃料乙醇的酶制剂成本不高于850 元,吨秸秆燃料乙醇得率不低于170kg,纤维素水解混合糖产丁醇、乙醇等得率不低于0.42g 溶剂/g 总糖,燃料乙醇综合成本≤7000 元/吨,建立膜法分离集成的千吨级生物炼制示范生产线;建立农业秸秆制备乙醇、丁醇年产3 万吨以上示范生产线。
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