微小型燃機(jī)在分布式供能的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)

2018-04-02 10:13:14 中科合肥微小型燃?xì)廨啓C(jī)研究院　點(diǎn)擊量：評(píng)論 (0)

燃?xì)廨啓C(jī)技術(shù)門檻高、研制周期長、經(jīng)費(fèi)投入大、產(chǎn)品附加值高、產(chǎn)業(yè)鏈長，是衡量一個(gè)國家科技水平的重要標(biāo)志之一。微小型燃?xì)廨啓C(jī)與重型燃?xì)?

燃?xì)廨啓C(jī)技術(shù)門檻高、研制周期長、經(jīng)費(fèi)投入大、產(chǎn)品附加值高、產(chǎn)業(yè)鏈長，是衡量一個(gè)國家科技水平的重要標(biāo)志之一。

微小型燃?xì)廨啓C(jī)與重型燃?xì)廨啓C(jī)相比，應(yīng)用面更廣、需求量更大，在軍用電源、直升機(jī)動(dòng)力、車船動(dòng)力、分布式供能及工業(yè)驅(qū)動(dòng)等領(lǐng)域均有著廣闊的市場前景，對(duì)大幅度提升我軍武器裝備技術(shù)水平與作戰(zhàn)能力和降低PM2.5、NOX及SO2等污染物的排放具有重要意義。

(來源：中科合肥微小型燃?xì)廨啓C(jī)研究院作者：毛磊)

微小型燃?xì)廨啓C(jī)在分布式供能上的應(yīng)用

分布式供能系統(tǒng)通過靠近用戶的能源利用設(shè)施，為終端用戶提供靈活、節(jié)能型的綜合能源服務(wù)，具有節(jié)能環(huán)保、能夠梯級(jí)利用或可再生能源綜合利用等特點(diǎn)，可有效減少中間環(huán)節(jié)損耗，降低對(duì)環(huán)境的負(fù)面影響，對(duì)于能源安全也具有重要意義。

分布式供能系統(tǒng)的核心動(dòng)力是指燃?xì)廨啓C(jī)、燃?xì)鈨?nèi)燃機(jī)、太陽能、風(fēng)能、斯特林外燃機(jī)、余熱制冷機(jī)組等設(shè)備，微小型燃?xì)廨啓C(jī)作為其中重要的一種供能設(shè)備有著許多優(yōu)勢(shì)。

以引領(lǐng)超低排放微型燃?xì)廨啓C(jī)生產(chǎn)的知名廠家———Capstone公司為例，Capstone公司成立于1988年，占有世界微型燃?xì)廨啓C(jī)市場超過80%以上的份額。Capstone微型燃?xì)廨啓C(jī)是基于航空發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)開發(fā)出來的、應(yīng)用在地面固定式發(fā)電的一種微型燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電機(jī)組。作為最早研發(fā)也是目前最成功的微型燃?xì)廨啓C(jī)，Capstone微型燃?xì)廨啓C(jī)集航空渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)、高效軍用回?zé)崞骷夹g(shù)、高速空氣軸承技術(shù)、高速永磁發(fā)電技術(shù)、清潔超低排放技術(shù)、高度集成的數(shù)字電力轉(zhuǎn)換技術(shù)等核心技術(shù)于一體。

整臺(tái)機(jī)組只有一個(gè)運(yùn)動(dòng)部件，結(jié)構(gòu)更加緊湊;機(jī)組采用空氣冷卻，無需潤滑油和冷卻液，幾乎無運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用;另外，機(jī)組能夠適應(yīng)多種燃料，排出的煙氣具有較高的余熱，可以回收利用，整臺(tái)模塊化設(shè)計(jì)，便于自由組合使用。從Capstone的燃?xì)廨啓C(jī)的例子中我們可以感受到燃?xì)廨啓C(jī)在分布式供能系統(tǒng)中的性能優(yōu)勢(shì)。

排放低、綜合效率高

微小型燃?xì)廨啓C(jī)作為21世紀(jì)的新興技術(shù)蓬勃發(fā)展。目前，市場上生產(chǎn)和銷售的微型燃?xì)廨啓C(jī)主要廠商有Capstone、AlliedSignal(現(xiàn)已被Honeywell并購)、Turbec(現(xiàn)已被Ansaldo并購)、IngersollRand(現(xiàn)已被Flex Energy收購)、Elliott、Solar、GE、Siemens等公司。這些公司的產(chǎn)品普遍具有較高的循環(huán)效率和極低的污染物排放，其尾氣中的NOX含量一般在9~30ppm，遠(yuǎn)低于柴油機(jī)。

這使得微小型燃?xì)廨啓C(jī)應(yīng)用在環(huán)境要求高的區(qū)域有非常高的競爭力。燃?xì)廨啓C(jī)供能系統(tǒng)通過對(duì)熱能的梯級(jí)利用可以實(shí)現(xiàn)對(duì)應(yīng)用項(xiàng)目的冷熱電聯(lián)供，其系統(tǒng)整體效率也是非常高的，這就是為什么越來越多的醫(yī)院、機(jī)場等設(shè)施開始布置燃?xì)廨啓C(jī)分布式供能系統(tǒng)的一個(gè)原因。

布置靈活

微小型燃?xì)廨啓C(jī)系統(tǒng)普遍具有功率密度大，相對(duì)同功率柴油機(jī)組體積小、重量輕的特點(diǎn)，再加上燃?xì)廨啓C(jī)良好的燃料多樣性，布置起來非常靈活。在一些天然氣資源豐富的地區(qū)(如油氣田)可以就近采用，甚至生物質(zhì)氣等也可以在稍加處理就進(jìn)行使用。

我國曾在北京奧運(yùn)會(huì)、上海世博會(huì)、神七發(fā)射、國家兩會(huì)等任務(wù)裝備移動(dòng)式燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電機(jī)組，該機(jī)組功率為1.6MW集成在一個(gè)集裝箱中，可由一輛普通貨車運(yùn)載移動(dòng)。通過這一套機(jī)組可提供通信領(lǐng)域應(yīng)急發(fā)電、海上平臺(tái)發(fā)電、分布式供能等服務(wù)。

環(huán)境適應(yīng)性好

柴油機(jī)在寒冷的冬季啟動(dòng)需要進(jìn)行熱機(jī)，以使它達(dá)到正常工作狀態(tài)，如果在極寒地區(qū)，熱機(jī)的時(shí)間就會(huì)非常長，甚至設(shè)備本身無法啟動(dòng)工作。而燃?xì)廨啓C(jī)的工作特性使得它可以在一分鐘內(nèi)達(dá)到最大功率;在高海拔地區(qū)，Pa(大氣壓力)和ta(大氣溫度)均低，前者使P(功率)下降，后者則使P下降的程度變小，且使η(效率)提高。而活塞式內(nèi)燃機(jī)在高海拔地區(qū)P下降嚴(yán)重。因此，燃?xì)廨啓C(jī)機(jī)組更適用于高海拔地區(qū)，可以應(yīng)用在很多邊遠(yuǎn)和環(huán)境惡劣地區(qū)，為這些地區(qū)的能源供應(yīng)提供保障。

先進(jìn)燃?xì)廨啓C(jī)穩(wěn)定性好

傳統(tǒng)的活塞式柴油機(jī)具有多個(gè)氣缸，除曲軸外還有連桿、活塞、排氣機(jī)構(gòu)等很多運(yùn)動(dòng)件，系統(tǒng)復(fù)雜度高，一個(gè)零件出現(xiàn)問題都會(huì)對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行造成影響。

而上例中Capstone公司的燃?xì)廨啓C(jī)，整臺(tái)機(jī)組只有一個(gè)運(yùn)動(dòng)部件，結(jié)構(gòu)緊湊，故障率低;機(jī)組采用空氣冷卻，無需潤滑油和冷卻液，幾乎無運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用。這樣優(yōu)異的穩(wěn)定性和宜維護(hù)性大大降低了客戶的后期使用成本，提高了整個(gè)供能系統(tǒng)的可靠性。

NavigantResearch發(fā)布的研究報(bào)告顯示，2015年全球分布式供能新增裝機(jī)容量約為136.4GW。預(yù)計(jì)到2024年，全球新增分布式供能裝機(jī)容量有望突破530.7GW。而在中國，燃?xì)廨啓C(jī)的優(yōu)勢(shì)在逐漸體現(xiàn)，國家和地方政府也加大對(duì)燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電的補(bǔ)貼和支持。作為分布式供能的一個(gè)重要能源供應(yīng)方式，微小型燃?xì)廨啓C(jī)因其特有的性能優(yōu)勢(shì)，必將在分布式供能這一快速發(fā)展的領(lǐng)域得到發(fā)展和應(yīng)用。

責(zé)任編輯：lixin

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