20世紀(jì)70年代,我國(guó)開(kāi)發(fā)了37kW、200kW等燃?xì)廨啓C(jī)。目前,我國(guó)微型燃?xì)廨啓C(jī)技術(shù)水平較低,所使用的商用機(jī)型(包括65k和200M的產(chǎn)品)均來(lái)自卡普斯通公司。根據(jù)我國(guó)能源現(xiàn)狀,微型燃?xì)廨啓C(jī)本身具有的技術(shù)特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì),為解決我國(guó)電力發(fā)展分布尚不均衡這一問(wèn)題提供了可行性方案,現(xiàn)在已得到普遍的關(guān)注和應(yīng)用。中國(guó)科學(xué)院熱物理工程研究所、哈爾濱東安集團(tuán)和西安交通大學(xué)3個(gè)研究所,在中國(guó)科技部“863”計(jì)劃的支持下,已共同研發(fā)出100MW微控燃?xì)廨啓C(jī),并獲得驗(yàn)證生產(chǎn)??萍疾慷啻伪砻?,要積極推動(dòng)微型燃?xì)廨啓C(jī)的發(fā)展,盡快達(dá)到國(guó)外微型燃?xì)廨啓C(jī)的先進(jìn)水平。高性能的微燃機(jī)為工業(yè)生產(chǎn)提供了強(qiáng)大動(dòng)力。昆明單軸燃?xì)廨啓C(jī)
針對(duì)傳感器容易出現(xiàn)故障的問(wèn)題,除添加硬件冗余的方法外,通過(guò)設(shè)計(jì)控制算法實(shí)現(xiàn)容錯(cuò)控制的方法不會(huì)增加硬件成本,成為現(xiàn)今研究的主流方向。本文開(kāi)展了微型燃?xì)廨啓C(jī)傳感器容錯(cuò)控制算法的開(kāi)發(fā)和硬件在環(huán)仿真驗(yàn)證研究工作。首先,為了對(duì)回?zé)嵝臀⑿腿細(xì)廨啓C(jī)的動(dòng)態(tài)性能進(jìn)行分析和研究,使用基于模型的設(shè)計(jì)方法(ModelBasedDesign,MBD),在Matlab/Simulink環(huán)境下,開(kāi)發(fā)了T100回?zé)嵝臀⑿腿細(xì)廨啓C(jī)部件級(jí)模型。對(duì)回?zé)嵝臀⑿腿細(xì)廨啓C(jī)結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析,確定回?zé)嵝臀⑿腿細(xì)廨啓C(jī)的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)慣性和回?zé)崞鳠釕T性兩個(gè)主要?jiǎng)討B(tài)環(huán)節(jié)。昆明單軸燃?xì)廨啓C(jī)微燃機(jī)的創(chuàng)新技術(shù)為能源領(lǐng)域帶來(lái)了新的發(fā)展機(jī)遇。
功率為數(shù)百kW及以下的燃?xì)廨啓C(jī)在20世紀(jì)40~60年代就已存在,但由于其發(fā)電效率低,長(zhǎng)期以來(lái),幾十至幾百kW的小型發(fā)電機(jī)組市場(chǎng)一直由內(nèi)燃發(fā)電機(jī)組占領(lǐng)。隨著高效回?zé)崞鬓D(zhuǎn)入民用,微型燃?xì)廨啓C(jī)的發(fā)電效率明顯提高。20世紀(jì)90年代初出現(xiàn)了無(wú)齒輪箱的燃?xì)廨啓C(jī),有些機(jī)組采用了不需要潤(rùn)滑系統(tǒng)的空氣軸承,使得微型燃?xì)廨啓C(jī)的結(jié)構(gòu)更為緊湊,幾乎不用維護(hù)。微型燃?xì)廨啓C(jī)體積小、重量輕、適用燃料范圍廣,可靠近用戶安裝,明顯提高了對(duì)用戶供電的可靠性。這些優(yōu)點(diǎn)使得微型燃?xì)廨啓C(jī)在分散式供電、熱電聯(lián)供和車輛混合動(dòng)力方面的應(yīng)用得到了迅猛發(fā)展。
微型燃?xì)廨啓C(jī)在運(yùn)行過(guò)程中具有以下特點(diǎn):①質(zhì)量輕,安裝移動(dòng)方便。②操作靈活,不但可以孤網(wǎng)運(yùn)行,還可以與電網(wǎng)并聯(lián)運(yùn)行,且2種方式之間可以方便切換。③運(yùn)行十分安全可靠。④清潔排放。⑤振動(dòng)小,噪聲低,低于65分貝(10m)。⑥燃料種類多,消耗少、成本低。適用于沼氣、天然氣、石油、汽油、丙烷、煤層氣、煤油、酒精等各種氣體和液體燃料。⑦連續(xù)運(yùn)行時(shí)間長(zhǎng)。微型燃?xì)廨啓C(jī)系統(tǒng)可連續(xù)運(yùn)行4000h,大修期40000h。⑧可分布式。⑨不需要潤(rùn)滑、冷卻液。⑩使用空氣軸承。?可以集成擴(kuò)大容量,靈活配置微型燃?xì)廨啓C(jī)。?維護(hù)成本很低,可以在遠(yuǎn)處進(jìn)行控制和診斷。因?yàn)闆](méi)有潤(rùn)滑系統(tǒng),且應(yīng)用獨(dú)特的空氣軸承技術(shù),微型燃?xì)廨啓C(jī)維修成本極低,只需要更換空氣過(guò)濾網(wǎng)就行。?燃料轉(zhuǎn)換效率高。微燃機(jī)的高效熱能回收提高了能源綜合利用效率。
微型燃?xì)廨啓C(jī)的轉(zhuǎn)速可以通過(guò)以下幾種方式進(jìn)行控制:1.燃料控制:通過(guò)調(diào)節(jié)燃料供應(yīng)量來(lái)控制轉(zhuǎn)速。增加燃料供應(yīng)量可以增加燃?xì)廨啓C(jī)的轉(zhuǎn)速,減少燃料供應(yīng)量可以降低轉(zhuǎn)速。2.空氣控制:通過(guò)調(diào)節(jié)進(jìn)氣量來(lái)控制轉(zhuǎn)速。增加進(jìn)氣量可以增加燃?xì)廨啓C(jī)的轉(zhuǎn)速,減少進(jìn)氣量可以降低轉(zhuǎn)速。3.調(diào)節(jié)器控制:微型燃?xì)廨啓C(jī)通常配備有調(diào)節(jié)器,可以通過(guò)調(diào)節(jié)器來(lái)控制轉(zhuǎn)速。調(diào)節(jié)器可以根據(jù)轉(zhuǎn)速的變化來(lái)調(diào)整燃料供應(yīng)量和進(jìn)氣量,從而實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)速的控制。4.負(fù)載控制:微型燃?xì)廨啓C(jī)的轉(zhuǎn)速也可以通過(guò)負(fù)載的變化來(lái)控制。增加負(fù)載可以降低轉(zhuǎn)速,減少負(fù)載可以增加轉(zhuǎn)速。需要注意的是,微型燃?xì)廨啓C(jī)的轉(zhuǎn)速控制需要根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行調(diào)整,以保證其正常運(yùn)行和性能優(yōu)化。 微燃機(jī)與太陽(yáng)能等可再生能源的互補(bǔ)應(yīng)用,提高了能源供應(yīng)的穩(wěn)定性。成都柴油燃?xì)廨啓C(jī)
微燃機(jī)的創(chuàng)新研發(fā)為能源領(lǐng)域帶來(lái)了新的技術(shù)突破。昆明單軸燃?xì)廨啓C(jī)
微型燃?xì)廨啓C(jī)的應(yīng)用前景:微型燃?xì)廨啓C(jī)的主要應(yīng)用場(chǎng)所包括:①?gòu)U氣燃燒地點(diǎn);②需要提供臨時(shí)和長(zhǎng)期電力的地點(diǎn);③在經(jīng)常停電的地點(diǎn)提高電能質(zhì)量和供電可靠性;④電費(fèi)較高的地點(diǎn);⑤無(wú)電網(wǎng)的偏僻地點(diǎn);⑥可用峰荷電價(jià)向電力交易中心賣電;⑦要求聯(lián)合提供熱電冷服務(wù)的地點(diǎn)。油田一般位于偏僻的地區(qū),很難架設(shè)電網(wǎng)或架設(shè)長(zhǎng)效的輸電線路投資很大。在油田開(kāi)采初期需臨時(shí)供應(yīng)電力。微型燃?xì)廨啓C(jī)利用油井廢氣發(fā)電,不僅可解決油田開(kāi)采設(shè)備和生活基地的電力供應(yīng),還為生活基地提供采暖和空調(diào)服務(wù)。昆明單軸燃?xì)廨啓C(jī)