第20章 目前麵臨能源的新形式〖MZ)〗(2)(1 / 2)

中國的PFBC-CC研究起步較早,20世紀80年代初期,由東南大學(原南京工學院)開始進行較全麵的試驗研究工作。1984年建成熱輸入為1兆瓦的實驗室規模試驗裝置(SEUPFBC),1986年至1990年完成了PFBC的試驗室試驗階段,進行了累計700多小時的長期考核性試驗。為此,1991年國家計委正式將PFBC-CC列為我國“八五”攻關的重點科研項目之一,由東南大學協同江蘇省電力局下屬徐州賈汪電廠、哈爾濱鍋爐廠、蘭州煉油機械廠、中國石化總公司北京設計院、西安熱工所、石油大學等二十多個單位協作,在賈汪電廠建造一座發電功率為15兆瓦的PFBC-CC中試電站。計劃於1995年進行調試、試驗,為我國“九五”進入商業示範電站規模作準備。

對於第二代PFBC技術,東南大學、上海發電設備成套設計研究所和中國煤炭科學研究院也已進入實驗室研究階段。

熱電直接轉換的磁流體發電新技術

磁流體發電也叫等離子體發電,它的基本原理是,使高溫高速燃料氣流通過磁場,氣體由於高溫電離變成等離子導電流體,切割磁力線而產生感應電勢,這樣熱能就直接轉變成電能。由於磁流體發電的排氣溫度很高,如與常規汽輪發電廠聯合循環發電,可將火電站的熱效率從40%提高到60%。而且可減少廢熱的排放量,減輕熱汙染。

為了使氣體電離成為導電流體,通常在燃氣中加入少量堿金屬化合物作為“種子物質”。這樣在3000℃左右,氣體就可電離為等離子體。由於引入的燃氣種子必須回收重複利用,因而在回收種子的同時,在很大程度上降低了排入大氣中的粉塵和二氧化硫等有害氣體,另外由於較高的火焰溫度及對氣體成分的準確控製,能夠減少對大氣的汙染,因此磁流體發電能大大減輕對大氣的汙染。

磁流體發電作為一種新型的熱能直接發電的方式,自50年代末期原理性實驗成功以來,以其高效、低汙染的顯著優越性,引起了科技界與產業界廣泛重視,十多個國家開始了開發研究工作。

開發磁流體發電技術是發電技術的重大革命

磁流體發電的重大意義在於它提供了一種高效、低汙染的熱能直接發電方法,為電力工業的發展與更新改造開辟了重大革新的道路,與此同時,它還有力地推動著工程電磁流體力學這門新興的學科和一係列新技術的發展。

磁流體發電-蒸氣聯合循環的總效率可達50%-60%,而當前燃煤電站的發電效率最高僅36%,相對我國燃煤電站平均僅為29%來說,無疑將是一個重大革新性進展。近年來,使用幹淨燃料(油、氣)的燃氣-蒸氣聯合循環取得了最高效率近50%的良好進展。各種燃煤的燃氣-蒸氣聯合循環也在積極進行試驗,期望能達到40%-45%的熱效率。磁流體發電可用控製燃燒的方法來有效地控製NOx的產生,作為添加劑所用的鉀鹽可有效地脫硫,所以磁流體發電同時又是一低汙染燃煤發電的良好方法。有關資料表明,燃煤磁流體發電的SO2與NOx的排放量低於標準要求3-7倍,而煙塵排放量也明顯低於標準。

作為一種高技術,磁流體發電推動著工程電磁流體力學這門新興學科和高溫燃燒、氧化劑預熱、高溫材料、超導磁體、大功率變流技術、高溫診斷和降低工業動力裝置有害排放物的先進方法等一係列新技術的發展。這些科學成果和技術成就可以得到其他方麵的應用,並有著美好的發展前景。

綜上所述,從高效率、低汙染、高技術的考慮,使得磁流體發電從其原理性實驗成功開始,就迅速得到了全世界的重視,許多國家都給予了持續穩定的支持。

世界磁流體發電技術的開發研究階段取得重大進展1959年美國首次磁流體發電原理實驗成功後,立即引起了全世界的注意。前蘇聯、美、日等國在20世紀60年代初開始組織研究隊伍,投入可觀的經費,積極認真地開展了實驗室的研究發展工作,至20世紀80年代初取得了多方麵的顯著進展。至80年代初實驗室研究發展工作取得重大進展,下表中列出了按時間順序有代表性的重大進展情況。

前蘇聯科學院高溫所是磁流體發電研究與開展的主要單位,在世界磁流體發電研究發展中也有著重要地位。工作由1962年開始,至80年代初先後建成了Y-02、Y-25與Y-25.6三個裝置,進行了大量試驗。

表50年代未至80年代初開環磁流體發電的重大進展年份內容實驗室國別

1959Ar-K碰流體發電首次成功AVCO美國

1960燃燒產物磁流體發電首次成功Westinghou

se美國

1962首次提出斜連接發電通道概念法國

1963水冷組塊型絕緣壁長時間試驗AVCO美國