現代的相關應用技術: 1 i& G+ I/ ^9 i! a! M( K
外燃機技術取得突破
: e9 ]8 a" c% |1 z 從 19世紀起受制于技術瓶頸的外燃機技術在上海得到突破,改變了目前僅美國能研制中小商用機型的格局。記者昨從七一一所獲悉,該所自主研發的 50千瓦級“外燃”發動機相關項目近日通過專家評審,將應用在熱電聯供領域,使清潔能源發展再添新丁。 0 ]- A2 Q$ Z1 B6 g; D5 @/ K. t" Y
克服內燃機兩大弱項 ' |6 b( W) ^, f
盡管內燃機仍是全球最大的能量輸出形式,但它們“轟轟烈烈”燒煤耗油、噴煙吐霧,使人類面臨資源和環境的雙重壓力。外燃機正好彌補了內燃機這兩大“致命弱點”。 外燃機靠“外燃驅動”,燃料不再進入引擎內部燃燒,廣泛適用生物質能、太陽能、氫能、核能等外部熱源,包括垃圾填埋氣、沼氣在內,符合我國可再生能源豐富的特點。國家“十一五”規劃中,僅生物質發電裝機容量就達 550萬千瓦, 2020年將達 2000萬千瓦,幾乎相當于兩個上海的發電能力,外燃機將大有用武之地。同時,內燃機的燃燒形式具有爆炸性和間歇性特點,排放較多污染物,而外燃機的外部熱源則是持續平穩供熱,這種完全充分的燃燒不經排放處理即可達歐 5標準,遠高于現行國內標準。 + Y H( L! l; ^
攻破“兩世紀技術瓶頸”
0 Y' H& ], g- {+ C( | 這種節能又環保的外燃機又稱熱氣機。它將一定容量的氣體封閉在氣缸內,氣體在熱氣機的“熱腔”和“冷腔”間不斷受熱又不斷冷卻,在溫差之下周期性地熱脹、冷縮,從而帶動活塞和連桿運動,循環往復地輸出動力。事實上,其原型早在 1816年就由蘇格蘭牧師斯特林發明,但迄今只有美國研制成功 50千瓦級的商用燃氣熱氣機。 持續近兩個世紀的技術難關,就卡在了外燃機氣缸用于密閉氣體的材料上,它不易密封、太易磨損。 隨著材料科學長足進步,這個“百年瓶頸”終于被我國熱氣機研發者突破。他們自主創新制成一種先進的“無油潤滑材料”,能完全保證氣缸內機械部件的順暢運動,而且氣密性極佳,不污染缸內氣體,使用壽命更長。這一獨創為外燃熱氣機的大范圍應用提供了基礎。
9 b, O9 t, ^4 s$ l社區應用不是夢想 $ _, @, k: F- m4 {, ^
除了上述優勢,由七一一所下屬企業“齊耀動力”負責的“燃氣熱氣機熱電聯供系統應用”項目還易于循環利用。用于該機組熱氣冷卻的冷水,帶走大量熱量后,可使外循環系統中的水溫升至 50多攝氏度,因此機組在發電同時能供應熱水,或通過回收余熱來采暖,其能量利用率可從 30%提高至 80%以上。 據悉,目前上海老港垃圾填埋場已引進外燃機組進行“垃圾發電”,上海星火農場熱氣機沼氣發電示范工程也是如此。至于同類機組投入家用或社區應用,研發人員更表示樂觀。據介紹,燃氣型熱氣機組采用模塊化設計,根據用電量多少可拆可合,單個 50千瓦模塊“體重”約 2000公斤,一輛鏟車就能為它搬家、安家;機組工作時振動極小, 1元硬幣能在機身上保持直立不倒,噪聲只有同功率內燃機組的 60%至 70%。此外,它零件數比內燃機少四成,使用數千小時后一般只需更換易損件,維護成本更低。 |