微型燃?xì)廨啓C(jī)在動(dòng)力領(lǐng)域已引起世界各國的高度重視,,各國現(xiàn)在都在積極研發(fā)、生產(chǎn)更先進(jìn)的模型?,F(xiàn)代微型燃?xì)廨啓C(jī)于20世紀(jì)60年代開始研發(fā),發(fā)展歷史較短,。目前,,世界各發(fā)達(dá)國家都在開發(fā)和使用這種新型低能耗熱技術(shù)。1998-12,,DOE主辦了微型燃?xì)廨啓C(jī)技術(shù)峰會(huì),,會(huì)議明確指出:在熱效率和環(huán)保方面,如何將微型燃?xì)廨啓C(jī)用于廉價(jià),、可靠的高溫材料,,是微型燃?xì)廨啺l(fā)動(dòng)機(jī)的關(guān)鍵技術(shù),其本身的特點(diǎn)對(duì)今后的發(fā)展非常重要,。近年來,,許多美國公司正在積極開發(fā)更加先進(jìn)的微型燃?xì)廨啓C(jī),其中,,凱普斯通已生產(chǎn)30kW,、65kW、200kW微型發(fā)電機(jī)組,,霍尼韋爾研發(fā)的75kW發(fā)電設(shè)備已成功運(yùn)行,,目前許多用戶正在使用凱普斯通技術(shù)開發(fā)熱電系統(tǒng)。先進(jìn)的微燃機(jī)燃燒技術(shù)和熱回收技術(shù)提高了能源利用效率,。上海冷聯(lián)供微燃機(jī)
人類對(duì)利用可再生能源發(fā)電的研究已取得了重大進(jìn)展,。風(fēng)力發(fā)電和太陽能發(fā)電受地理位置和天然條件的限制,不能在居民居住區(qū)建設(shè),;太陽能光伏電池發(fā)電的能源轉(zhuǎn)換效率還很低,;蓄電池儲(chǔ)能和燃料電池的成本還很高,。微型燃?xì)廨啓C(jī)是目前只有已商業(yè)化運(yùn)行的分散式發(fā)電裝置,它可在居民居住區(qū)安裝運(yùn)行,,靠近用戶發(fā)電或與電網(wǎng)并聯(lián)運(yùn)行,,這將會(huì)極大提高對(duì)用戶的供電可靠性??梢灶A(yù)計(jì),,在電力市場蓬勃發(fā)展的現(xiàn)在,微型燃?xì)廨啓C(jī)將會(huì)獲得迅速發(fā)展,。長沙小型燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電機(jī)組低排放的微燃機(jī)符合國家環(huán)保政策的要求,。
小型燃?xì)廨啓C(jī)一般是指功率在1兆瓦至20兆瓦之間的燃?xì)廨啓C(jī)。由于小型燃?xì)廨啓C(jī)具有綜合效率高,、起??臁⒄{(diào)節(jié)靈活,、負(fù)荷跟隨能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn),,因此可作為分布式能源系統(tǒng)中的重心設(shè)備[1],依托于微電網(wǎng)或智能配電網(wǎng),,在靠近工業(yè)區(qū),、商務(wù)區(qū)等冷熱電終端用戶附近部署,滿足綜合能源系統(tǒng)在“源—網(wǎng)—荷—儲(chǔ)”各個(gè)環(huán)節(jié)的要求[2]:1)在能源供應(yīng)側(cè),,小型燃?xì)廨啓C(jī)可與余熱鍋爐,、溴化鋰制冷機(jī)等組成熱電聯(lián)產(chǎn)或冷熱電三聯(lián)供系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)能源的梯級(jí)利用,,綜合能源利用率可達(dá)80%以上,;同時(shí)利用小型燃?xì)廨啓C(jī)調(diào)節(jié)靈活、負(fù)荷跟隨能力強(qiáng)的特點(diǎn),,可以跟隨工業(yè)園區(qū),、商務(wù)區(qū)內(nèi)的用能負(fù)荷波動(dòng)進(jìn)行快速調(diào)節(jié);2)在電網(wǎng)側(cè),,小型燃?xì)廨啓C(jī)可以為區(qū)域電網(wǎng)提供質(zhì)量的電力輔助服務(wù),。利用其起停快的特點(diǎn),,輔助電網(wǎng)調(diào)峰,,適宜作為緊急備用機(jī)組。同時(shí),,其快速靈活的調(diào)節(jié)能力,,可以為微電網(wǎng)提供調(diào)頻和無功調(diào)節(jié)等電力輔助服務(wù);3)在儲(chǔ)能側(cè),,小型燃?xì)廨啓C(jī)可以和儲(chǔ)能電池系統(tǒng)集成為混合供電系統(tǒng),,實(shí)現(xiàn)即時(shí)響應(yīng)的備用能力,。
發(fā)電備用,在電網(wǎng)電力供應(yīng)緊張時(shí)期,,微型燃?xì)廨啓C(jī)向電網(wǎng)送電,,并以較高的輔助服務(wù)電價(jià)結(jié)算,能夠獲得較大利潤,。微型燃?xì)廨啓C(jī)可提供電力,、供暖和空調(diào)的聯(lián)合服務(wù),能源利用效率可達(dá)90%,。在需熱電冷的場所,,如醫(yī)院、寫字樓,、超市,、旅館、游泳館等,,在生產(chǎn)工藝上需進(jìn)行加熱的生產(chǎn)企業(yè),,如制衣廠、制磚廠等,,微型燃?xì)廨啓C(jī)將會(huì)有很大的應(yīng)用空間,。利用微型燃?xì)廨啓C(jī)進(jìn)行熱電聯(lián)供的一個(gè)較出色的實(shí)例一臺(tái)30kW的微型燃?xì)廨啓C(jī)為一總?cè)萘繛?.6ML的公共游泳池提供全年的供暖和供電服務(wù),總能源利用效率達(dá)到了96%,。供暖部分包括加熱游泳池中的水、冬季室內(nèi)供暖,,供電部分包括循環(huán)水泵等用電設(shè)備和照明服務(wù),,與過去利用鍋爐集中供暖和加熱相比,新方案的能源費(fèi)用降低了30%,。智能化的微燃機(jī)故障診斷系統(tǒng)提高了設(shè)備的維護(hù)效率,。
盡管微型燃?xì)廨啓C(jī)的應(yīng)用焦點(diǎn)是分布式發(fā)電市場,但對(duì)汽車領(lǐng)域有一定影響,。1999年有兩種微型燃?xì)廨啓C(jī)投入于商用混合動(dòng)力汽車,,汽車行業(yè)由于日益嚴(yán)格的排放控制,對(duì)燃?xì)廨啓C(jī)極低排放這一優(yōu)點(diǎn)有著極大興趣,。Capstone微型燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電裝置的部件示意圖,,其主要部件包括離心式壓氣機(jī),單筒形燃燒室,、向心式透平,、回?zé)崞饕约鞍l(fā)電機(jī)。微型燃?xì)廨啓C(jī)動(dòng)力部件設(shè)計(jì)構(gòu)造衍生于渦輪增壓器和輔助動(dòng)力裝置,,概括來說,,它是以徑流式葉輪機(jī)械為技術(shù)特征的,。通過采用徑流式葉輪機(jī)械,即向心式透平與離心式壓氣機(jī),,可使裝置結(jié)構(gòu)簡單,、緊湊,便于移動(dòng),。這一類葉輪機(jī)械的特點(diǎn)是流量小,,功率低,轉(zhuǎn)速高,,效率限制因素較多,。因此必須采用回?zé)嵫h(huán)才有競爭力。環(huán)保的微燃機(jī)減少了對(duì)環(huán)境的污染,。長沙小型燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電機(jī)組
智能化的微燃機(jī)能夠自動(dòng)調(diào)節(jié)運(yùn)行狀態(tài),。上海冷聯(lián)供微燃機(jī)
現(xiàn)在我國航空航天工業(yè)機(jī)構(gòu)已設(shè)計(jì)出30kW微型燃?xì)廨啓C(jī)樣機(jī),一旦國內(nèi)達(dá)到大批量生產(chǎn)水平,,將有效推動(dòng)微型燃?xì)廨啓C(jī)在我國的應(yīng)用,。近年來,我國雖然只是在微型燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電機(jī)組方面進(jìn)行了大量的研究工作,,推動(dòng)了微型燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電領(lǐng)域的快速發(fā)展,,對(duì)超微輪機(jī)也進(jìn)行了初步探討,并掌握了一定的技術(shù),。從世界范圍看,,微型燃?xì)廨啓C(jī)已普遍應(yīng)用于工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)及人們的工作、學(xué)習(xí)和日常生活中,,是一種能確保清潔,、安全和高效的低功耗分布式發(fā)電和熱電聯(lián)供的較佳有效途徑。同時(shí),,微型燃?xì)廨啓C(jī)還用于并網(wǎng)發(fā)電,、高峰負(fù)荷發(fā)電、備用發(fā)電,、熱電聯(lián)產(chǎn)等,,且不受時(shí)間、地點(diǎn)和環(huán)境的約束,。上海冷聯(lián)供微燃機(jī)