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中科衡發兆瓦級超臨界二氧化碳發電機組成功點火,核心技術完全自主研發
發布者:admin | 來源:衡水日報 劉鳳舉、尹鵬舉、劉國磊 | 0評論 | 5368查看 | 2022-02-11 10:05:40    

“點火!”“燃燒器正常,燃料供給系統正常,送風、排煙系統正常,就地及遠程控制系統正常……”日前,河北衡水高新區中科衡發動力裝備有限公司超臨界二氧化碳發電示范機組首次鍋爐點火成功,運行穩定并進入全面調試運行階段。


超臨界二(er)氧化碳循環(huan)發(fa)電技(ji)術是熱力(li)發(fa)電領(ling)(ling)域一項重要的(de)變革性技(ji)術,或將徹底改(gai)變人類傳統熱力(li)發(fa)電方式(shi),讓發(fa)電變得更(geng)加清潔(jie)、高效(xiao)。目前,美國(guo)(guo)、日本、法國(guo)(guo)、德國(guo)(guo)等國(guo)(guo)家均在(zai)全力(li)研發(fa),我國(guo)(guo)此項技(ji)術研發(fa)進展處于世界領(ling)(ling)先地位。


中(zhong)科(ke)(ke)衡發(fa)(fa)兆瓦級超(chao)臨界二(er)氧化(hua)(hua)碳發(fa)(fa)電(dian)示范(fan)機(ji)組由衡水(shui)高新(xin)區與中(zhong)科(ke)(ke)院(yuan)工程熱物(wu)理(li)研(yan)究(jiu)所于2017年(nian)合作共建(jian),投資4000萬元,核心技(ji)(ji)術(shu)完全自(zi)(zi)主研(yan)發(fa)(fa)。中(zhong)科(ke)(ke)衡發(fa)(fa)項目團隊自(zi)(zi)入(ru)駐以來,堅持刻苦攻關,2018年(nian)成(cheng)功研(yan)制并裝配國內首臺兆瓦級超(chao)臨界二(er)氧化(hua)(hua)碳壓縮機(ji),2019年(nian)建(jian)成(cheng)國內唯一的兆瓦級超(chao)臨界二(er)氧化(hua)(hua)碳流體機(ji)械(xie)通用(yong)測(ce)試平臺,2021年(nian)超(chao)臨界二(er)氧化(hua)(hua)碳發(fa)(fa)電(dian)示范(fan)機(ji)組順利竣工并交(jiao)付使用(yong)。印刷電(dian)路板(ban)換熱器設(she)計和增材制造(zao)技(ji)(ji)術(shu)、空氣源熱泵等相關衍生技(ji)(ji)術(shu)成(cheng)果也(ye)已初步實現產業化(hua)(hua)。


圖:兆瓦級(ji)超臨界二氧(yang)化碳發電機(ji)組(來自中科院工程熱物理(li)研(yan)究所)


目(mu)前(qian),世界上主要(yao)發(fa)電(dian)(dian)(dian)技術(shu),除少數風(feng)能、光(guang)伏等技術(shu)之(zhi)外(wai),絕(jue)大多數都要(yao)利用(yong)水這個(ge)工質(zhi),即(ji)使聲名赫赫的核能發(fa)電(dian)(dian)(dian)也不例(li)外(wai)。發(fa)電(dian)(dian)(dian)的基本(ben)原理就是,煤炭、天然氣、核能等產(chan)生的熱(re)量,把水加熱(re)成高溫高壓的水蒸氣,再推(tui)動(dong)發(fa)電(dian)(dian)(dian)機組產(chan)生電(dian)(dian)(dian)能。


而現(xian)在,隨(sui)著超臨界(jie)二(er)氧(yang)化(hua)碳發(fa)電技(ji)術的(de)出現(xian),用來(lai)轉(zhuan)換熱能到機(ji)械(xie)能的(de)媒介,不再是水,而是二(er)氧(yang)化(hua)碳。借(jie)助(zhu)熱源(yuan)的(de)幫助(zhu),將常溫的(de)高壓二(er)氧(yang)化(hua)碳加熱到600℃之后(hou),通過(guo)透平機(ji)將熱量轉(zhuan)變成發(fa)電機(ji)需(xu)要(yao)的(de)機(ji)械(xie)能。處(chu)于(yu)超臨界(jie)狀(zhuang)態下的(de)二(er)氧(yang)化(hua)碳將會同時保留液(ye)體和氣體的(de)兩種狀(zhuang)態優勢,因此這個能量轉(zhuan)化(hua)過(guo)程(cheng)更(geng)為高效。


與傳統的(de)蒸汽輪機(ji)(ji)(ji)相(xiang)比,這套(tao)裝置(zhi)體(ti)量小了不少。工作人員(yuan)介(jie)紹(shao),二氧化碳(tan)在(zai)超臨(lin)界(jie)(jie)狀態下能量密度高,同樣功(gong)率(lv)的(de)機(ji)(ji)(ji)組需要的(de)體(ti)積更(geng)小,其(qi)核心部(bu)件如透平(ping)機(ji)(ji)(ji),同功(gong)率(lv)下體(ti)積只有蒸汽輪機(ji)(ji)(ji)的(de)二十分之一,結構非常緊湊,適合小型化發電機(ji)(ji)(ji)組。同時,這套(tao)發電機(ji)(ji)(ji)組還具有效率(lv)高的(de)特點。在(zai)同等條件下,采(cai)用超臨(lin)界(jie)(jie)二氧化碳(tan)的(de)機(ji)(ji)(ji)組發電效率(lv)可提高5%至10%,經濟效益顯著。


該項目竣(jun)工并調試(shi)運(yun)行(xing),標志著這(zhe)一世界級科技成果(guo)(guo)已進(jin)入(ru)產業(ye)(ye)化前(qian)端,為我(wo)(wo)國發電(dian)領域節能降碳(tan)探索出了(le)有效路徑,將對我(wo)(wo)市打造創(chuang)新(xin)創(chuang)業(ye)(ye)的活力新(xin)衡水、加(jia)速先進(jin)制(zhi)造產業(ye)(ye)集(ji)聚、打造京(jing)津冀科技創(chuang)新(xin)和(he)成果(guo)(guo)轉(zhuan)化戰略高地產生重要推(tui)動作用。該技術未來可進(jin)一步(bu)應用于(yu)高效光熱、核電(dian)、艦船(chuan)動力等領域,前(qian)景廣闊,將為我(wo)(wo)國構建以(yi)新(xin)能源為主(zhu)體的新(xin)型電(dian)力系統、實現碳(tan)達峰碳(tan)中和(he)作出更大貢獻。


注:本文轉自衡水日報。

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