在上海世博會(huì)城市最佳實(shí)踐區(qū)C2館外,有一個(gè)長(zhǎng)2.6米、寬1.3米、高1.68米的綠色鐵箱。可別小看了這個(gè)看似笨重的大家伙,它能單獨(dú)為C2館輸送每小時(shí)50千瓦的電力,同時(shí)還能利用發(fā)電余熱為C2館提供每小時(shí)1.5噸的熱水。這就是由中船重工七一一所研制的50千瓦燃?xì)鉄釟鈾C(jī)發(fā)電機(jī)組。在世博會(huì)期間,該裝置在服務(wù)C2館的同時(shí),還展現(xiàn)了環(huán)保利用能源的理念。
在以煤為燃料的發(fā)電廠中,即使是發(fā)電效率很高的機(jī)組也只能將煤39%的熱量轉(zhuǎn)化為電能,其他的六成能量以熱能的形式散發(fā)到自然環(huán)境中。這種模式不可避免地造成了過(guò)多的溫室氣體排放和能源利用率低下。
燃?xì)鉄釟鈾C(jī)發(fā)電機(jī)組則改變了這一狀況。它的奧秘在于熱電聯(lián)供,就是以天然氣等清潔能源為燃料,通過(guò)燃燒發(fā)電的同時(shí),將產(chǎn)生的余熱收集起來(lái),用于制熱或制冷。這樣做能充分利用燃料的能量,相應(yīng)減少能源消耗和溫室氣體排放。以七一一所的50千瓦燃?xì)鉄釟鈾C(jī)發(fā)電機(jī)組為例,天然氣燃燒后,30%—40%的熱量轉(zhuǎn)化為電能,40%—50%的熱量轉(zhuǎn)化為熱能,只有15%—20%的熱量散失掉。這遠(yuǎn)比燃煤來(lái)得高效,還能相對(duì)減排溫室氣體50%。
兩者相比,更大區(qū)別在于發(fā)電系統(tǒng)的差異。由于對(duì)環(huán)境的高污染,目前燃煤電廠大多采用集中、大規(guī)模的方式,即使是能利用余熱,但也難以傳送到用戶。燃?xì)鉄釟獍l(fā)電機(jī)組利用的是天然氣、沼氣等清潔能源,可以因地制宜,分散在各個(gè)小區(qū)、各幢高樓周?chē)�,保證了余熱能被用戶利用,形成了分布式供能系統(tǒng)。
七一一所的熱氣機(jī)技術(shù)曾獲國(guó)家科學(xué)技術(shù)進(jìn)步一等獎(jiǎng),近3年來(lái)總裝機(jī)容量已超過(guò)了8000千瓦,年減少溫室氣體排放約27萬(wàn)噸,年節(jié)約標(biāo)煤2.6萬(wàn)噸。
該所承接“多燃料熱電聯(lián)供展示項(xiàng)目”后,熱氣機(jī)部民用熱氣機(jī)項(xiàng)目組,改造了原有熱氣機(jī)試驗(yàn)臺(tái)位,同時(shí)改進(jìn)了試驗(yàn)流程,在箱裝體生產(chǎn)的同時(shí),完成了熱氣機(jī)和發(fā)電機(jī)的安裝對(duì)中,機(jī)組輔助系統(tǒng)的搭建,單機(jī)105小時(shí)全負(fù)荷試驗(yàn),控制系統(tǒng)連接和調(diào)試等工作。項(xiàng)目組還設(shè)計(jì)了全新的底座結(jié)構(gòu),使熱氣機(jī)的振動(dòng)和裸機(jī)噪聲得到了有效控制,噪聲降低超過(guò)5分貝。
為保證設(shè)備安全運(yùn)行,科研人員放棄了原本可以獨(dú)立發(fā)電的模式,改成與大電網(wǎng)同步。在熱氣機(jī)內(nèi)部還采用了惰性氣體氦氣代替活潑的氫氣。