一种基于能量回收的透平试验系统装置及其试验方法与流程

1.本发明属于燃气轮机技术领域，涉及一种基于能量回收的透平试验系统装置及其试验方法。


背景技术：

2.燃气轮机作为一种应用广泛的能量转化装置，具有污染少、效率高、灵活性强、结构紧凑等有点，运行灵活，广泛应用于发电领域。为了获得更高的燃气轮机效率，需要不断提高透平初温，随之需要采用空气对透平高温部件进行有效冷却。为了验证冷却空气掺混对透平级气动性能的影响，以及旋转状态对透平动叶片冷却效果的影响，需要建立旋转透平试验台，开展高温旋转透平流动与冷却试验研究。
3.现有开展高温旋转燃气轮机透平的流动与冷却试验，在高速旋转状态下测量有冷却空气掺混透平级的气动性能与动叶片旋转状态下的冷却效果，试验透平排气完全通过冷却水进行减温，存在较高的冷源损失，透平轴端输出功直接通过水力测功器消耗，试验系统未对试验透平排气余能和轴功采取有效的能量回收手段和措施，使试验过程存在较高的能量损耗，试验系统的综合能源利用率较低。
4.cn112485033a公开了一种燃气轮机燃烧与透平综合冷效试验系统及试验方法，包括燃料系统、主空气供应系统、冷却空气供应系统、控制系统和数据采集系统；主空气经过调压后输出燃烧试验段，同时将燃料增压后也输入燃烧试验段，主空气和燃料在燃烧试验段混合燃烧后产生高温高压燃气，模拟燃气轮机运行时燃烧室真实工作环境，进行气燃料的燃烧试验，燃烧试验段的高温排气和冷却空气供应系统的冷气进入透平叶片综合冷效试验段，模拟燃气轮机透平部件实际工作环境，通过测量燃气、冷气参数和叶片外表面壁温，获得叶片冷却效果及其特性，该试验系统对燃烧试验段的高温排气进行再次利用，通过一个试验系统，同时完成两种不同的试验，提高试验效率，同时也降低试验系统的成本。
5.因此，如何提供一种透平试验装置，能对透平进行能源回收，提升透平试验装置的经济性，成为目前迫切需要解决的技术问题。


技术实现要素：

6.针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种基于能量回收的透平试验系统装置及其试验方法，充分对试验透平的轴功率进行回收利用，解决了旋转透平流动与冷却试验系统耗能高和综合能源利用率较低的问题，具有经济性高的特点。
7.为达此目的，本发明采用以下技术方案：
8.第一方面，本发明提供了一种基于能量回收的透平试验系统装置，所述透平试验系统装置包括气源发生单元、试验透平测试单元、排气余热回收单元和负载调节测量单元。
9.所述气源发生单元，用于向试验透平提供驱动气源和冷却气源，并回收试验透平的轴功率。
10.所述试验透平测试单元，调节试验透平的驱动气源和冷却气源的测试参数。
11.所述排气余热回收单元，用于回收试验透平排气余热，并加热进入气源发生单元的空气和燃料。
12.所述负载调节测量单元，用于调节和测量试验透平的轴功率。
13.本发明采用排气余热回收单元对试验透平的排气进行余能梯级回收利用，排气显热的能量回收率达60％以上，大幅降低试验系统装置的冷源温度，有效提升试验系统装置能源利用绝对效率，解决了试验系统装置耗能高和综合能源利用率较低的问题，通过创新试验系统的余能利用方式，大幅提升了试验系统的经济性。
14.此外，本发明采用气源发生单元为试验系统装置提供压缩空气，改变了传统方式下试验透平轴功率完全由水力测功器进行负载消耗的试验模式，通过创新试验系统装置的能量利用方式，实现了试验透平40％以上轴功率回收，解决了试验系统装置综合能源利用效率低的问题，大幅降低试验动力费用，提升了旋转透平流动与冷却试验水平，具备良好的经济性。
15.作为本发明的一个优选技术方案，所述气源发生单元包括依次连接的气体压缩装置和燃烧发生装置，所述气体压缩装置与试验透平传动连接，空气由气体压缩装置压缩后进入燃烧发生装置，与燃料混合燃烧后驱动试验透平。
16.优选地，所述气体压缩装置与试验透平的传动连接方式包括第一换挡离合器。
17.需要说明的是，气体压缩单元，用于将空气增压至一定参数后送至燃烧发生装置，同时向试验透平提供低参数冷却用抽气和高参数冷却用抽气；第一换挡离合器，用于连接和断开气体压缩装置与试验透平之间的轴功传递。
18.优选地，所述气体压缩装置还传动连接有变频启动装置，所述变频启动装置传动连接有电动机。
19.需要说明的是，变频启动装置，用于调节电动机的转速和功率，满足气体压缩装置的启动控制需要。
20.优选地，所述气体压缩装置与变频启动装置的传动连接方式包括第二换挡离合器。
21.需要说明的是，第二换挡离合器，用于连接和断开气体压缩装置与变频启动装置。
22.作为本发明的一个优选技术方案，所述气体压缩装置与燃烧发生装置连接的管路上沿气体流动方向，包括依次连接的压缩空气关断阀和压缩空气调节阀。
23.优选地，所述气体压缩装置与燃烧发生装置连接的管路上还设置有压缩空气流量计、压缩空气温度计和压缩空气压力计。
24.优选地，所述气体压缩装置的气体出口还连接有排气旁路，所述排气旁路连接有排放装置。
25.本发明中排放装置用于完成排气旁路中气体的环境排放要求。
26.优选地，所述排气旁路上沿气体流动方向包括依次设置的旁路关断阀、旁路气体调节阀和压缩空气消音器。
27.作为本发明的一个优选技术方案，所述燃烧发生装置设置有燃料管路，所述燃料管路上沿进气方向依次设置有燃料关断阀、燃料调节阀、燃料预处理器。
28.本发明中燃料预处理器用于过滤和取出燃料中的杂质，为燃烧发生装置的安全可靠燃烧提供保障，燃烧发生装置用于压缩空气和燃料发生燃烧反应，生成一定参数的高温
燃气(压力1.5mpa～2.5mpa，温度1100℃～1700℃)，高温燃气的参数控制由调节燃料供应量和燃烧反应的过量空气系数实现。
29.优选地，所述燃料管路上还设置有燃料温度计、燃料流量计和燃料压力计。
30.作为本发明的一个优选技术方案，所述气体压缩装置上设置有至少两个抽气管路，所述抽气管路均接入试验透平，所述抽气管路上设置有抽气关断阀。
31.本发明中抽气管路用于向试验透平提供低参数冷却气源，进一步地，本发明中抽气管路可以根据试验工况需要，通过调整气体压缩装置运行工作点和抽气位置，从而调整抽气管路的抽气参数，例如，抽气管路分别包括第一抽气管路和第二抽气管路，第一抽气管路提供的冷却气源参数为0.4mpa～0.9mpa，140～200℃；第二抽气管路提供的冷却气源参数为0.9mpa～1.6mpa，250～310℃。
32.优选地，所述抽气管路沿气体流动方向分为第一管段和第二管段，所述抽气关断阀设置于第一管段上，所述第一管段上还设置有抽气温度计、抽气压力计和抽气流量计。
33.优选地，所述试验透平测试单元包括沿进气方向依次设置于第二管段上的抽气冷却调整器和冷却空气调节阀，所述抽气冷却调整器用于对抽气进行降温降压。
34.优选地，所述试验透平测试单元还包括设置于第二管段上的冷却空气温度计和冷却空气压力计。
35.优选地，所述试验透平测试单元包括设置于所述燃烧发生装置与试验透平的连接管路上的驱动气源调整器、驱动气源温度计和驱动气源压力计。
36.本发明中驱动气源调整器用于将燃烧发生装置生成的驱动气源通过减温减压方式调整至试验透平的主进气参数。
37.作为本发明的一个优选技术方案，所述排气余热回收单元包括在试验透平出气管路上沿出气方向依次设置的空气预热器、燃料加热器和排气降温器。
38.本发明回收试验透平的排气余热，空气预热器预热气体压缩装置的进气至设定参数(100～200℃)，进行试验系统装置排放余能的第一级利用；进一步地，燃料加热器，回收试验透平的排气焓，预热燃烧发生装置入口燃料至设定参数(120～200℃)，进行试验系统排放余能的第二级利用；排气降温器用于对换热后的试验透平排气(140～220℃)进行进一步冷却降温至系统设计参数(50～80℃)；此外本发明中尾气显热回收率达60％以上，而且通过调整空气、燃料余能回收换热器的顺序和参数，尾气显热回收率可达80％以上。
39.优选地，所述排气余热回收单元还包括位于试验透平出气管路末端的出气消音器和出气排放装置。
40.本发明中排气消音器，用于将试验透平的噪声水平排气降低至环境标准允许值；出气排放装置，用于完成经减温消音处理后的试验透平尾气的环境排放。
41.作为本发明的一个优选技术方案，所述负载调节测量单元包括水力测功装置，所述水力测功装置与试验透平传动连接。
42.优选地，所述水力测功装置与试验透平的传动连接方式包括换第三挡离合器。
43.本发明中水力测功装置用于消耗和平衡试验系统装置富余轴功率，兼具测量试验透平的轴功率功能；第三换挡离合器，用于连接和断开试验透平和水力测功装置之间的轴功传递，本发明中气体压缩装置回收试验透平的的轴功，增压燃烧发生装置所需压缩空气，试验透平轴功回收率达30～50％，实现了试验透平余功的有效回收利用，降低了水力测功
装置的轴功负载损耗，减少试验过程的动力费用。
44.本发明采用了三离合器技术方案，解决了水力测功装置、试验透平、气体压缩装置和电动机之间的换挡离合，以及轴功率传递模式的灵活切换；气体压缩装置具有电动机驱动模式和试验透平驱动模式的多模式切换功能；试验透平具有升速模式和功率输出模式的多模式切换功能；水力测功装置具有空载模式、余功消耗负载模式和全功率负载模式的多模式切换功能。在轴功率测量阶段，水力测功器切换为全功率负载模式，满足试验透平额定工况和变工况轴功率测量需要；在非轴功率测量阶段，水力测功器切换为余功消耗负载模式，大幅降低试验系统的负载损耗。本发明创新了透平试验系统装置的运行模式，解决了传统试验系统装置运行灵活性不足的问题。
45.作为本发明的一个优选技术方案，所述透平试验系统装置还包括辅助单元，所述辅助单元包括冷却水循环补充装置以及润滑油循环补充装置，所述冷却水循环补充装置用于向所述透平试验系统装置中的装置提供冷却水，所述润滑油循环补充装置用于向所述透平试验系统装置中的装置提供润滑油。
46.本发明中润滑油循环补充装置用于向透平试验系统装置中各设备提供润滑油并回收、过滤、冷却各设备的润滑油回油，例如包括试验透平、气体压缩装置、水力测功装置等设备和装置，在透平试验系统装置各设备启动前，润滑油循环补充装置已投运，具备可靠供油条件；所述的冷却水循环补充装置，用于向试验透平、气体压缩装置、水力测功装置、排气降温器、驱动气源调整器、抽气冷却调整器等提供循环冷却水，并依据试验系统装置的其他附属装置需要提供循环冷却水。
47.需要说明的是，本发明中还可增设检测装置和控制装置，分别独立电性连接透平试验装置中的设备，检测装置分别检测设备的运行参数，控制装置用于接收各设备的运行参数，并根据预设参数对设备进行调节控制，实现透平试验系统装置的自动运行。
48.第二方面，本发明提供了一种透平试验方法，所述透平试验方法采用如第一方面所述基于能量回收的透平试验系统装置，所述透平试验方法包括：
49.气源发生单元向试验透平提供气源并驱动试验透平工作，试验透平工作稳定后，气源发生单元回收试验透平的轴功率，负载调节测量单元调节并测量试验透平的轴功率，排气余热回收单元回收试验透平的排气预热并加热进入气源发生单元的空气和燃料。
50.作为本发明的一个优选技术方案，所述透平试验方法具体包括以下步骤：
51.(ⅰ)第一换挡离合器和第二换挡离合器闭合，第三换挡离合器断开，变频启动装置控制电动机带动气体压缩装置工作，启动气体压缩装置的电动机驱动模式，气体压缩装置通过第一换挡离合器带动试验透平同转，所述气体压缩装置的输入功率和试验透平的输出轴功率平衡后，第二换挡离合器断开，启动气体压缩装置的试验透平驱动模式，所述试验透平的轴功率大于气体压缩装置的输入功率时，闭合第三换挡离合器，水力测功装置测试试验透平的轴功率；
52.(ⅱ)测量试验透平额定工况和变工况轴功率时，断开第一换挡离合器，闭合第二换挡离合器，气体压缩装置进入电动机驱动模式，水力测功装置测试试验透平的实时轴功率。
53.所述系统是指设备系统、装置系统或生产装置。
54.与现有技术相比，本发明的有益效果为：
55.本发明采用排气余热回收单元对试验透平的排气进行余能梯级回收利用，排气显热的能量回收率达60％以上，大幅降低试验系统装置的冷源温度，有效提升试验系统装置能源利用绝对效率，解决了试验系统装置耗能高和综合能源利用率较低的问题，通过创新试验系统的余能利用方式，大幅提升了试验系统的经济性。
56.此外，本发明采用气源发生单元为试验系统装置提供压缩空气，改变了传统方式下试验透平轴功率完全由水力测功器进行负载消耗的试验模式，通过创新试验系统装置的能量利用方式，实现了试验透平40％以上轴功率回收，解决了试验系统装置综合能源利用效率低的问题，大幅降低试验动力费用，提升了旋转透平流动与冷却试验水平，具备良好的经济性。
57.进一步地，本发明采用了三离合器技术方案，解决了水力测功装置、试验透平、气体压缩装置和电动机之间的换挡离合，以及轴功率传递模式的灵活切换；气体压缩装置具有电动机驱动模式和试验透平驱动模式的多模式切换功能；试验透平具有升速模式和功率输出模式的多模式切换功能；水力测功装置具有空载模式、余功消耗负载模式和全功率负载模式的多模式切换功能。在轴功率测量阶段，水力测功器切换为全功率负载模式，满足试验透平额定工况和变工况轴功率测量需要；在非轴功率测量阶段，水力测功器切换为余功消耗负载模式，大幅降低试验系统的负载损耗。本发明创新了透平试验系统装置的运行模式，解决了传统试验系统装置运行灵活性不足的问题。
附图说明
58.图1为本发明一个具体实施方式中提供的基于能量回收的透平试验系统装置结构示意图。
59.其中，100-气源发生单元；101-第一换挡离合器；102-气体压缩装置；103-第二换挡离合器；104-电动机；105-变频启动装置；106-压缩空气关断阀；107-压缩空气调节阀；108-压缩空气流量计；109-压缩空气温度计；110-压缩空气压力计；111-旁路关断阀1；112-旁路气体调节阀；113-压缩空气消音器；114-排放装置；115-燃料关断阀；116-燃料调节阀；117-燃料预处理器；118-燃料流量计；119-燃料温度计；120-燃料压力计；121-燃烧发生装置；122-第一抽气关断阀；123-第一抽气温度计；124-第一抽气压力计；125-第一抽气流量计；126-第二抽气关断阀；127-第二抽气温度计；128-第二抽气压力计；129-第二抽气流量计；200-试验透平测试单元；201-试验透平；202-驱动气源调整器；203-驱动气源温度计；204-驱动气源压力计；205-第一抽气冷却调整器；206-第一冷却空气调节阀；207-第一冷却空气温度计；208-第一冷却空气压力计；209-第二抽气冷却调整器；210-第二冷却空气调节阀；211-第二冷却空气温度计；212-第二冷却空气压力计；300-排气余热回收单元；301-空气预热器；302-燃料加热器；303-排气降温器；304-出气消音器；305-出气排放装置；400-负载调节测量单元；401-水力测功装置；402-第三换挡离合器；500-辅助单元；501-润滑油循环补充装置；502-冷却水循环补充装置。
具体实施方式
60.需要理解的是，在本发明的描述中，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为
基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
61.需要说明的是，在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
62.本领域技术人员理应了解的是，本发明中必然包括用于实现工艺完整的必要管线、常规阀门和通用泵设备，但以上内容不属于本发明的主要创新点，本领域技术人员可以基于工艺流程和设备结构选型可以自行增设布局，本发明对此不做特殊要求和具体限定。
63.下面通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。
64.在一个具体实施方式中，本发明提供了一种基于能量回收的透平试验系统装置，如图1所示，所述透平试验系统装置包括气源发生单元100、试验透平测试单元200、排气余热回收单元300和负载调节测量单元400。
65.所述气源发生单元100，用于向试验透平201提供驱动气源和冷却气源，并回收试验透平201的轴功率；所述试验透平测试单元200，调节试验透平201的驱动气源和冷却气源的测试参数；所述排气余热回收单元300，用于回收试验透平201排气余热，并加热进入气源发生单元100的空气和燃料；所述负载调节测量单元400，用于调节和测量试验透平201的轴功率。
66.具体地，所述气源发生单元100包括依次连接的气体压缩装置102和燃烧发生装置121，所述气体压缩装置102与试验透平201传动连接，空气由气体压缩装置102压缩后进入燃烧发生装置121，与燃料混合燃烧后驱动试验透平201。进一步地，所述气体压缩装置102与试验透平201的传动连接方式包括第一换挡离合器101，用于连接和断开气体压缩装置102与试验透平201之间的轴功传递。
67.具体地，所述气体压缩装置102还传动连接有变频启动装置105，所述变频启动装置105传动连接有电动机104。进一步地，所述气体压缩装置102与变频启动装置105的传动连接方式包括第二换挡离合器103，用于连接和断开气体压缩装置102与变频启动装置105。
68.具体地，所述气体压缩装置102与燃烧发生装置121连接的管路上沿气体流动方向，包括依次连接的压缩空气关断阀106和压缩空气调节阀107。进一步地，还设置有压缩空气流量计108、压缩空气温度计109和压缩空气压力计110。
69.具体地，所述气体压缩装置102的气体出口还连接有排气旁路，所述排气旁路连接有排放装置114。进一步地，所述排气旁路上沿气体流动方向包括依次设置的旁路关断阀111、旁路气体调节阀112和压缩空气消音器113。
70.具体地，所述燃烧发生装置121设置有燃料管路，所述燃料管路上沿进气方向依次设置有燃料关断阀115、燃料调节阀116、燃料预处理器117，燃料管路上还设置有燃料温度
计119、燃料流量计118和燃料压力计120。本发明中燃料预处理器117用于过滤和取出燃料中的杂质，为燃烧发生装置121的安全可靠燃烧提供保障，燃烧发生装置121用于压缩空气和燃料发生燃烧反应，生成一定参数的高温燃气(压力1.5mpa～2.5mpa，温度1100℃～1700℃)，高温燃气的参数控制由调节燃料供应量和燃烧反应的过量空气系数实现。
71.具体地，，所述气体压缩装置102上设置有至少两个抽气管路，所述抽气管路均接入试验透平201，所述抽气管路上设置有抽气关断阀。
72.本发明中抽气管路用于向试验透平201提供低参数冷却气源，进一步地，本发明中抽气管路可以根据试验工况需要，通过调整气体压缩装置102运行工作点和抽气位置，从而调整抽气管路的抽气参数，例如，抽气管路分别包括第一抽气管路和第二抽气管路，第一抽气管路提供的冷却气源参数为0.4mpa～0.9mpa，140～200℃；第二抽气管路提供的冷却气源参数为0.9mpa～1.6mpa，250～310℃。
73.进一步地，所述抽气管路沿气体流动方向分为第一管段和第二管段，所述抽气关断阀设置于第一管段上，所述第一管段上还设置有抽气温度计、抽气压力计和抽气流量计，即第一抽气管路上设置有第一抽气关断阀122、第一抽气温度计123、第一抽气压力计124和第一抽气流量计125，第二抽气管路上设置有第二抽气关断阀126、第二抽气温度计127、第二抽气压力计128和第二抽气流量计129。
74.进一步地，所述试验透平测试单元200包括沿进气方向依次设置于第二管段上的抽气冷却调整器和冷却空气调节阀，所述抽气冷却调整器用于对抽气进行降温降压。所述试验透平测试单元200还包括设置于第二管段上的冷却空气温度计和冷却空气压力计。所述试验透平测试单元200包括设置于所述燃烧发生装置121与试验透平201的连接管路上的驱动气源调整器202、驱动气源温度计203和驱动气源压力计204。即第一抽气管路上设置有第一抽气冷却调整器205、第一冷却空气调节阀206、第一冷却空气温度计207和第一冷却空气压力计208，第二抽气管路上设置有第二抽气冷却调整器209、第二冷却空气调节阀210、第二冷却空气温度计211和第二冷却空气压力计212。
75.具体地，所述排气余热回收单元300包括在试验透平201出气管路上沿出气方向依次设置的空气预热器301、燃料加热器302和排气降温器303；本发明回收试验透平201的排气余热，空气预热器301预热气体压缩装置102的进气至设定参数(100～200℃)，进行试验系统装置排放余能的第一级利用；进一步地，燃料加热器302，回收试验透平201的排气焓，预热燃烧发生装置121入口燃料至设定参数(120～200℃)，进行试验系统排放余能的第二级利用；排气降温器303用于对换热后的试验透平201排气(140～220℃)进行进一步冷却降温至系统设计参数(50～80℃)；此外本发明中尾气显热回收率达60％以上，而且通过调整空气、燃料余能回收换热器的顺序和参数，尾气显热回收率可达80％以上。
76.进一步地，所述排气余热回收单元300还包括位于试验透平201出气管路末端的出气消音器304和出气排放装置305。本发明中排气消音器，用于将试验透平201的噪声水平排气降低至环境标准允许值；出气排放装置305，用于完成经减温消音处理后的试验透平201尾气的环境排放。
77.具体地，所述负载调节测量单元400包括水力测功装置401，所述水力测功装置401与试验透平201传动连接，所述水力测功装置401与试验透平201的传动连接方式包括换第三挡离合器。本发明中水力测功装置401用于消耗和平衡试验系统装置富余轴功率，兼具测
量试验透平201的轴功率功能；第三换挡离合器402，用于连接和断开试验透平201和水力测功装置401之间的轴功传递，本发明中气体压缩装置102回收试验透平201的的轴功，增压燃烧发生装置121所需压缩空气，试验透平201轴功回收率达30～50％，实现了试验透平201余功的有效回收利用，降低了水力测功装置401的轴功负载损耗，减少试验过程的动力费用。
78.具体地，所述透平试验系统装置还包括辅助单元500，所述辅助单元500包括冷却水循环补充装置502以及润滑油循环补充装置501，所述冷却水循环补充装置502用于向所述透平试验系统装置中的装置提供冷却水，图1中仅示出了向排气降温器303提供循环冷却水，其余设备图中未示出，所述润滑油循环补充装置501用于向所述透平试验系统装置中的装置提供润滑油，图1中仅示出了向水力测功装置401提供循环润滑油，其余设备图中未示出。
79.本发明中润滑油循环补充装置501用于向透平试验系统装置中各设备提供润滑油并回收、过滤、冷却各设备的润滑油回油，例如包括试验透平201、气体压缩装置102、水力测功装置401等设备和装置，在透平试验系统装置各设备启动前，润滑油循环补充装置501已投运，具备可靠供油条件；所述的冷却水循环补充装置502，用于向试验透平201、气体压缩装置102、水力测功装置401、排气降温器303、驱动气源调整器202、第一抽气冷却调整器205和第二抽气冷却调整器209等提供循环冷却水，并依据试验系统装置的其他附属装置需要提供循环冷却水。
80.在另一个具体实施方式中，本发明还提供了一种透平试验方法，所述透平试验方法采用上述基于能量回收的透平试验系统装置，所述透平试验方法具体包括以下步骤：
81.(ⅰ)第一换挡离合器101和第二换挡离合器103闭合，第三换挡离合器402断开，变频启动装置105控制电动机104带动气体压缩装置102工作，启动气体压缩装置102的电动机104驱动模式，气体压缩装置102通过第一换挡离合器101带动试验透平201同转，所述气体压缩装置102的输入功率和试验透平201的输出轴功率平衡后，第二换挡离合器103断开，启动气体压缩装置102的试验透平201驱动模式，所述试验透平201的轴功率大于气体压缩装置102的输入功率时，闭合第三换挡离合器402，水力测功装置401测试试验透平201的轴功率；
82.(ⅱ)测量试验透平201额定工况和变工况轴功率时，断开第一换挡离合器101，闭合第二换挡离合器103，气体压缩装置102进入电动机104驱动模式，水力测功装置401测试试验透平201的实时轴功率。
83.通过一个具体实施方式，本发明采用排气余热回收单元300对试验透平201的排气进行余能梯级回收利用，排气显热的能量回收率达60％以上，大幅降低试验系统装置的冷源温度，有效提升试验系统装置能源利用绝对效率，解决了试验系统装置耗能高和综合能源利用率较低的问题，通过创新试验系统的余能利用方式，大幅提升了试验系统的经济性。
84.此外，本发明采用气源发生单元100为试验系统装置提供压缩空气，改变了传统方式下试验透平201轴功率完全由水力测功器进行负载消耗的试验模式，通过创新试验系统装置的能量利用方式，实现了试验透平40％以上轴功率回收，解决了试验系统装置综合能源利用效率低的问题，大幅降低试验动力费用，提升了旋转透平流动与冷却试验水平，具备良好的经济性。
85.进一步地，本发明采用了三离合器技术方案，解决了水力测功装置401、试验透平
201、气体压缩装置102和电动机104之间的换挡离合，以及轴功率传递模式的灵活切换；气体压缩装置102具有电动机104驱动模式和试验透平201驱动模式的多模式切换功能；试验透平201具有升速模式和功率输出模式的多模式切换功能；水力测功装置401具有空载模式、余功消耗负载模式和全功率负载模式的多模式切换功能。在轴功率测量阶段，水力测功器切换为全功率负载模式，满足试验透平201额定工况和变工况轴功率测量需要；在非轴功率测量阶段，水力测功器切换为余功消耗负载模式，大幅降低试验系统的负载损耗。本发明创新了透平试验系统装置的运行模式，解决了传统试验系统装置运行灵活性不足的问题。
86.申请人声明，以上所述仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，所属技术领域的技术人员应该明了，任何属于本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。