一、技术开发单位
船舶重工集团第七一一研究所
二、技术简介
斯特林发动机(热气机)是一种闭式循环往复式外燃机,理论上按斯特林循环工作。与柴油机和蒸汽机等不同的是:它的工作气体(一般为氢气或氦气)是封闭在机器内的,并在各腔室间循环,反复使用。运行时依靠气缸外的热量加热加热器部件内的工质,工质受热膨胀推动活塞做功,完成做功的工质被冷却收缩具备再次受热膨胀做功的能力。通过机构将这一工作过程按一定规律进行循环(斯特林循环)即可使发动机实现连续做功。燃气热气机利用可燃气体燃烧产生的热量加热器部件内的工质,进而推动活塞做功和发电。
三、技术特点
燃气热气机运行时,燃烧是在气缸外的燃烧室连续进行,避免了内燃机的爆震做功和短时间歇燃烧,从而实现高效率、低噪声和低排放的运行,同时避免了腐蚀性可燃气体对气缸内零件的损害,延长了运动件的寿命,较之内燃机减少了对缸内零件的维护工作量。虽然目前热气机机组的单机功率一般在100kW以下,但可以通过灵活的多模块运营,满足不同用户的需求。
燃气热气机发电机组与其他各类型发电机组相比具有以下特点: 环境保护优势; 对不稳定气体适应性强; 对气体前处理要求简单; 较低的机组维护费用。
四、技术水平
本燃气热气机是国内首次研制成功的目前世界上同类产品中输出电功率最大的燃气热气机热电联供机组,机组发电效率达到30%(冷却水温50℃),总能利用效率超过85%,排放指标达到欧V标准。机组拥有完全的自主知识产权。主要技术指标达到国际先进水平。
50kW燃气热气机热电联供机组的主要性能指标:
参数
设计指标
最大输出电功率
50kW
最大输出热功率
80kW
最高输出热水温度
55℃
最大发电效率
30%(冷却水温度50℃)
总能利用率
>80%
排气氮氧化物含量
<2.0g/kWh
排气一氧化碳含量
<1.5g/kWh
运行环境温度
-20~45℃
燃料:可燃气体;燃料输入率:>12850kJ/Nm3;燃料输入压力:5 ~10kPa
五、可应用领域和范围
小型分布式电站,垃圾填埋场,中大型畜牧场,太阳能发电厂调峰蓄能。
六、技术状态
小批量生产阶段。
七、合作方式
根据洽谈情况而定。
八、预期效益
(一)社会效益
以垃圾填埋气回收发电为例,各类废气、沼气采用先进技术回收发电后,达到了无害化的目的,既较好地解决了环境污染问题,又补充了电能的不足,具有明显的环保、节能效益,符合有害气体处理产业化的国际潮流。本成果的推行,有助于我国环境保护目标的实现,有助于缓解我国电力紧缺的压力,有助于提高我国资源的利用率,社会效益显著。
(二)经济效益
以某一垃圾填埋气回收发电工程为例,计算应用本成果的经济效益。
年填埋气体产量
8,160,000 m3
气体收集率
50%
装机容量
550kW
发电设备
500万元
配套设备
180万元
总投资
680万元
设备年利用率
90%
年发电量
3,960,000kWh(按300天计)
上网电价
0.4元/kWh
年售电收入
158.4万元
机组总供热
800kW(扣除热损失)
年供热量
5,760,000kWh(按300天计)
供热价格
0.14元/kWh
年售热收入
80.6万元
年总收入
239万元
运行维护成本
0.08元/kWh
年运行维护费
31.68万元
年直接人工费
25万元
投资年利息
27.2万元
年净收入
155.12万元
静态投资回收期
4.38年
九、联系方式
联 系 人:龚丽琴
电 话:13311995597
电子邮箱:gongliqin@csic-711.com