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第169章 微型燃氣發電機

剛才與老者的交流,讓李怡炫為渦輪發動機找到了一個全新的市場,那就是的微型燃氣發電站市場。

微型燃氣發電站是在微型燃氣輪機為核心超小型分散式發電機組,這種發電機是在21世紀新近發展起來的小型熱力發動機,其單機功率範圍為25~300kW,基本技術特徵是採用徑流式葉輪機械(向心式透平和離心式壓氣機)以及回熱循環。

微型燃氣發電站一出現,就在全世界範圍之內掀起了電源小型分散化“的技術革新熱潮,從而成為21世紀能源技術的主流。

說起分散化發電,首先就要說一說集中化供電,一般我們看到的供電都是集中化供電,也就是發電廠把電送到供電公司,然後由供電公司把電送進千家萬戶,這種供電方式就是集中式供電。

集中式供電優勢很大,但有個無法克服的缺點,那就是偏遠的農村和地廣人稀而且人與人之間住的又很分散的地區就無法照顧到,因為這些地區如果採用集中化供電,成本實在是太高了。

因此,針對這一特殊情況,早在五十年代初期,就有人提出了分散式供電的慨念。

不過鑑於當時的技術,發電機還是個相當昂貴的傢伙,發電量又低,可靠性和耐用性等方面都不理想,因此在很長的時間裡,分散式發電都停留在紙面上。

為了解決分散式發電的各種難題,人們想了很多種方法,首先想到的就是修建小型或微型水利發電站,但是這種微水利發電站的投資很高,受地形的限制很大,更何況修建小型水利發電站對當地的生態容易造成破壞,因此這種方法很快就被人們放棄了。

接著人們又提出了風力發電,這種方法成本倒是很低,但太受自然環境的限制,除了少數幾個適合的地方外,凡是風力資源不足的地區都無法實行。

六十年代沼氣發電開始興起,於是人們又把目光盯上了他,但他們很快發現,這種方法也有很大的局限性,沼氣發電你得擁有足夠多的可以用來生成沼氣的原料才行,這在城市和大型牧場到是可以很方便的找到,可在小型農場或者是飼養動物很少的家庭又該怎麼辦呢?

於是人們又想到了內燃機,其實從八十年代開始到新世紀,內燃機一直是偏遠地區家庭發電的主要力量,幾十至幾百kW的小型發電機組市場,一直由內燃發電機組佔領。

但內燃機也不是很理想,首先內燃機都是活塞式發電機,只要對熱能機械稍有常識的人都明白,活塞式發動機的熱效率很低,需要消耗很多的燃料才能滿足人們的基本需要。

這在燃油價格很低和用電量不是太大的情況下還行,可一旦燃料價格上漲,像遇到石油危機那種,人們就受不了,更何況進入電氣時代以後,人們家裡的電器是越來越多,用電量也是越來越多,這時的內燃發電機就有點不符使用了。

雖然可以換個更大的發電機,但越大的發電機也意味著更多的油耗,內燃機開始漸漸不能滿足人們的需求了。

於是人們開始把目光放在了熱效率要高的多的燃氣輪機,七八十年代最小的燃氣輪機也就是美國的L-2500燃氣輪機,可這種燃氣輪機是霍尼韋爾公司的前身加特萊公司專門為M1坦克研製的,價格極其昂貴,普通家庭的使用者根本就用不起。

再有的就是像戰斧導彈上用的渦輪發動機,可這種發動機又是一次性的,無法滿足人們的需要。

還有當時的燃氣輪機還存在一種重大的技術障礙,那就是當時的小型燃氣輪機的單循環的效率比較低,無法與內燃機相匹敵。而且,小功率燃氣輪機轉速高,通常需要採用齒輪減速器降速後與發電機相連,笨重的減速器和低速發電機,把燃氣輪機結構輕巧的特點給抵消了。

早在五十年代初,人們就已經認識到可以採用回熱循環來提高效率,但是常規回熱器的體積與重量比燃氣輪機本身還要大,而緊湊式的回熱器製造成本很高,所以,除了個別燃氣輪機(如KG3)有帶回熱器的衍生型外,回熱循環的地面應用始終打不開局面。

21世紀,隨著美英聯合開發艦用回熱中冷燃氣輪機的成功進展,板翅式回熱器在工藝及製造成本方面的突破,高速發電機從軍用走向民用,地面用的帶回熱器的小功率燃氣輪機才重新引起了人們的重視。

現代微型燃氣發電機是在航模渦噴發動機技術的基礎發展起來的,稱為MTG(Microturbine-generator),這種在航模渦噴機的基礎上發展起來的微型燃氣輪機,具有運動部件少,結構簡單緊湊,因而其可靠性好、製造成本與維護成本低的優點。,因此MTG誕生以來,就很受使用者的歡迎。

但MTG也有自身的缺點,因為它是從航模渦輪發動機的基礎上發展而來的,所以的它的使用壽命不是太理想,人們需要一種價格便宜而又皮實耐用的燃氣渦輪機。

1994年,英國的Capstone-Capstone研製出一種24KW的微型燃氣輪工程樣機,該發動機是在巡航導彈的渦輪機基礎上研製而成,該發動機為單軸結構,空氣軸承支撐,轉速為96000轉/分。整個發動機安置在一個圓柱形的排氣殼內,10米外的噪音60dB,用天然氣燃料時,氧化氮排放為9ppm,一氧化碳排放為25ppm。

該發動機安裝成本不到15000美元,發電成本每kWh4.5~5美分,已經很接近商業化應用。

作為以航模渦輪動力系統起家的李怡炫,肯定不會去搞什麼活塞式發電機,轉子發動機的熱效率跟內燃機差不了多少,不在他的考慮範圍之內,發展燃氣發電機才是德瑪吉的未來。

回到香港後,李怡炫查了很多21世紀的燃氣發電機組,美國的、英國的、瑞典的、日本的,甚至還有俄羅斯的,最後他選擇了共和國的DW-18微型燃氣輪機發電機組方案。

WD-18是共和國第一款18KW級微型燃氣輪機發電機組,具有體積小、重量輕、發電速度快、發電品質高、突載入能力強的特點。

李怡炫選擇該發動機除了以上優點外,製造成本低和該機也是在航模動力的基礎上發展而來的,德瑪吉要消化它會容易許多。

不過該機也不是沒有缺點,那就是發電功率太小了只有18KW,用在國內偏遠的農村市場還行,國外嗎?起碼要25KW以上的發電機,因此它的渦輪燃機必須要重新設計,一臺功率更大的燃機。

還有它的維修和使用壽命也不是太理想,連續使用壽命只有2500個小時,李怡炫需要的是可以連續執行5000小時而不出故障的渦輪機,設計使用壽命必須達到24年。

在燃料選擇上,該機必須具備柴油、天然氣、沼氣、丙烷、汽油、煤油、酒精等多種燃料使用的廣泛適用性。

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還能利用自身尾氣的餘熱,加裝吸收式空調機組,從而為使用者供熱供冷的具有冷熱聯電連供裝置的中央空調功能,這樣就能使燃機的能源利用率達到驚人的70~90%。

當李怡炫把這些要求一一列出時,保羅.威爾森簡單看了一下就對李怡炫說道:“要求很高,需要五年時間才能完成。”

“五年?這時間也太長了吧!!!”李怡炫被驚倒了,“我們不是有相關的技術嗎,怎麼還要五年時間這麼長?”

“我們需要做大量的實驗,垃圾填埋場、廢水處理廠、大型畜牧養殖場、食品加工廠,酒廠、油田、海洋********、樓宇、酒店/賓館……”

保羅.威爾森還沒說完,李怡炫就怒了,“我去你的娘的,總共才25KW的發電機組,垃圾填埋場、廢水處理廠它託得起嗎?我告訴你,我要的是北美家庭級別的微型燃氣發電機組,能滿足小牧場使用就足夠了。”

“你不想發展成一個系列?”

“肯定要發展成一個系列,但現階段先滿足北美家庭的使用,然後我們再一步一步的往上走,最終開發出300KW的燃氣發電機組。你的那些什麼垃圾填埋場、廢水處理廠、大型畜牧養殖場、食品加工廠,酒廠、樓宇、酒店/賓館等都是以後的事情了。”

保羅.威爾森道:“我明白了,這樣一來事情就簡單多了,三個月就能把樣機拿出來,不過要達到使用要求,必須要經過長時間的測試。”

“測試要多少時間?”

“以你這種要求,測試時間不能少於30000個小時。”

“那就是1250天啊,也就是三年半的時間。”

“加上設計研製用的時間,最快都要四年以後才能推出市場。BOSS,時間上我們快不了多少?”保羅.威爾森說道。

“如果我們採用多機同時測試,能節省多少時間?”

“那要看有多少臺了,如果有50臺做聯調聯試的話,最多兩年時間,不過這樣一來成本可不低。”

“一千萬港幣夠嗎?”

“一千五百萬的科研預算應該夠了。”

“好把,這個專案你打算由誰來負責?”

保羅.威爾森想了想,“讓周遠航負責行嗎?”

“機器人?”李怡炫問道。

“不,是人,美籍華裔,從美國留學回來的,在美國的西屋電氣做了有十年的燃氣機研究。”

“好吧,就他吧,”李怡炫同意道:“對了,DG200發動機研製的進度如何了?”

“BOSS,我可能要告訴你一件不幸的訊息,我們可能要重新設計核心機。”

“什麼!!!”