現(xiàn)代的相關(guān)應(yīng)用技術(shù): 4 U1 n4 j/ Z1 a, ]6 M
外燃機(jī)技術(shù)取得突破
! k$ F8 {/ }, Q1 _ t 從 19世紀(jì)起受制于技術(shù)瓶頸的外燃機(jī)技術(shù)在上海得到突破,改變了目前僅美國(guó)能研制中小商用機(jī)型的格局。記者昨從七一一所獲悉,該所自主研發(fā)的 50千瓦級(jí)“外燃”發(fā)動(dòng)機(jī)相關(guān)項(xiàng)目近日通過(guò)專(zhuān)家評(píng)審,將應(yīng)用在熱電聯(lián)供領(lǐng)域,使清潔能源發(fā)展再添新丁。 - v) s% B; ^- r, R% _8 w
克服內(nèi)燃機(jī)兩大弱項(xiàng)
8 k$ o& s0 H. q2 w, o' t( K5 Q盡管內(nèi)燃機(jī)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(lèi)面臨資源和環(huán)境的雙重壓力。外燃機(jī)正好彌補(bǔ)了內(nèi)燃機(jī)這兩大“致命弱點(diǎn)”。 外燃機(jī)靠“外燃驅(qū)動(dòng)”,燃料不再進(jìn)入引擎內(nèi)部燃燒,廣泛適用生物質(zhì)能、太陽(yáng)能、氫能、核能等外部熱源,包括垃圾填埋氣、沼氣在內(nèi),符合我國(guó)可再生能源豐富的特點(diǎn)。國(guó)家“十一五”規(guī)劃中,僅生物質(zhì)發(fā)電裝機(jī)容量就達(dá) 550萬(wàn)千瓦, 2020年將達(dá) 2000萬(wàn)千瓦,幾乎相當(dāng)于兩個(gè)上海的發(fā)電能力,外燃機(jī)將大有用武之地。同時(shí),內(nèi)燃機(jī)的燃燒形式具有爆炸性和間歇性特點(diǎn),排放較多污染物,而外燃機(jī)的外部熱源則是持續(xù)平穩(wěn)供熱,這種完全充分的燃燒不經(jīng)排放處理即可達(dá)歐 5標(biāo)準(zhǔn),遠(yuǎn)高于現(xiàn)行國(guó)內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)。 , j0 ~5 M3 Y9 r; @4 c
攻破“兩世紀(jì)技術(shù)瓶頸” : g1 ~5 J1 M* `2 u3 X2 ^
這種節(jié)能又環(huán)保的外燃機(jī)又稱(chēng)熱氣機(jī)。它將一定容量的氣體封閉在氣缸內(nèi),氣體在熱氣機(jī)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?zé)崦洝⒗淇s,從而帶動(dòng)活塞和連桿運(yùn)動(dòng),循環(huán)往復(fù)地輸出動(dòng)力。事實(shí)上,其原型早在 1816年就由蘇格蘭牧師斯特林發(fā)明,但迄今只有美國(guó)研制成功 50千瓦級(jí)的商用燃?xì)鉄釟鈾C(jī)。 持續(xù)近兩個(gè)世紀(jì)的技術(shù)難關(guān),就卡在了外燃機(jī)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(xué)長(zhǎng)足進(jìn)步,這個(gè)“百年瓶頸”終于被我國(guó)熱氣機(jī)研發(fā)者突破。他們自主創(chuàng)新制成一種先進(jìn)的“無(wú)油潤(rùn)滑材料”,能完全保證氣缸內(nèi)機(jī)械部件的順暢運(yùn)動(dòng),而且氣密性極佳,不污染缸內(nèi)氣體,使用壽命更長(zhǎng)。這一獨(dú)創(chuàng)為外燃熱氣機(jī)的大范圍應(yīng)用提供了基礎(chǔ)。
z# L. S. |5 L2 r社區(qū)應(yīng)用不是夢(mèng)想
& ~0 j8 @6 l- U0 b. I0 n$ r除了上述優(yōu)勢(shì),由七一一所下屬企業(yè)“齊耀動(dòng)力”負(fù)責(zé)的“燃?xì)鉄釟鈾C(jī)熱電聯(lián)供系統(tǒng)應(yīng)用”項(xiàng)目還易于循環(huán)利用。用于該機(jī)組熱氣冷卻的冷水,帶走大量熱量后,可使外循環(huán)系統(tǒng)中的水溫升至 50多攝氏度,因此機(jī)組在發(fā)電同時(shí)能供應(yīng)熱水,或通過(guò)回收余熱來(lái)采暖,其能量利用率可從 30%提高至 80%以上。 據(jù)悉,目前上海老港垃圾填埋場(chǎng)已引進(jìn)外燃機(jī)組進(jìn)行“垃圾發(fā)電”,上海星火農(nóng)場(chǎng)熱氣機(jī)沼氣發(fā)電示范工程也是如此。至于同類(lèi)機(jī)組投入家用或社區(qū)應(yīng)用,研發(fā)人員更表示樂(lè)觀。據(jù)介紹,燃?xì)庑蜔釟鈾C(jī)組采用模塊化設(shè)計(jì),根據(jù)用電量多少可拆可合,單個(gè) 50千瓦模塊“體重”約 2000公斤,一輛鏟車(chē)就能為它搬家、安家;機(jī)組工作時(shí)振動(dòng)極小, 1元硬幣能在機(jī)身上保持直立不倒,噪聲只有同功率內(nèi)燃機(jī)組的 60%至 70%。此外,它零件數(shù)比內(nèi)燃機(jī)少四成,使用數(shù)千小時(shí)后一般只需更換易損件,維護(hù)成本更低。 |