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7、电站换热器压缩空气 “射流”技术
电站换热器是太阳能能量转换为发电功率的重要设备,可考虑在换热器管道前、后加装单向阀(在换热器后方单向阀可设定一定压力值)(如图14)所示,设换热器前集气包管道气体温度80℃,压力0.56Mpa,由于换热器中传热介质的作用,压缩空气温度升高气体膨胀,当压力大于集气包气体压力,单向阀1关闭,管道内气体压强继续上升,据查理定律:P1:P2=T1:T2其中T=273+℃,设换热器将管道内压缩空气加热到200℃,则经换热器加热后封闭空间压缩气体压强
P2= P1* T2/ T1=0.56*(273+200)/(273+80)=0.75 Mpa
这时单向阀2打开,压缩空气经喷嘴喷出,推动涡轮机扇叶旋转做功。气体喷出后,单向阀1、2封闭空间内气体压强减小;同时单向阀1前集气包内压缩空气压强也在逐渐增大,气体推开单向阀1进入由单向阀1、2所封闭的空间,循环往复。
以上可以看出,经过换热器加热后,气体压强进一步增大,压缩空气形成“射流”喷出,大大降低了集气管进气压强,节约气体流量。换热器由多根管道构成,都设置为该种结构。在同一时间内,涡轮机叶轮扇叶最大周长上布置的n个喷嘴压缩空气同时喷出,推动涡轮机旋转,由于涡轮机叶轮具有一定重量,可以起到“飞轮”的作用,“射流”产生的冲击力可由涡轮机叶轮平衡。
8、电站前景
我国具有丰富的海浪能、风能、太阳能资源,这为利用自然能源打下了坚实的基础。特别是我国广大的岸线地区及众多的岛屿是三种自然能源集中的区域,从浙江的舟山群岛到福建平潭岸线,在加上我国海域的众多岛屿,内陆地区风能资源丰富的地区,如三北地区等。为电站建设提供了优良的能量来源及建设条件,随着国家加大南海岛屿开发力度,在岛屿上建造该种电站,既不污染环境,又可以提供足够电力。并且我国沿海地区工业集中,电力消耗量大,也为电站的建设提供了广阔前景。
9、结束语
利用压缩空气方式多种自然能源联合利用生产电力将是未来可再生能源利用的一个重要发展方向,从压缩空气到释能做功整个过程无任何污染,全程只有物理变化无任何化学反应。其两个关键点是有持续的气源,较大的压缩空气存储空间。据报道美国、德国已经有利用废弃矿井储存压缩空气发电的先例,但其与本文提到的利用压缩空气发电还有较大区别。一个项目从提出原理、理论论证、实验、设计、实验工程建设、改进、定型等步骤将是一个较为漫长的时间过程,也可以省略一些环节,直接寻找适宜海边地点建设少量几组进行实验,获得实际技术参数,在此基础上增加数量规模建成实验电站。
2017年新年伊始,一年之际在于春,联合利用自然能源电站的构想希望得到国内有志于新能源建设企业的支持,在理论论证的基础上,建成实验电站,并逐步实现定型推广,为我国的新能源建设贡献一份力量。注:(《一种海浪能、风能、太阳能联合利用发电站》专利申请已提交国家知识产权局专利局,专利号:201610951994.4)
(由于作者非本专业领域技术人员及水平有限,文中一定存在若干错误,欢迎大家批评指正,仅供大家参考。)
参考文献
[1]高京生(北京北重汽轮电机有限责任公司) 压缩空气式储能发电装置与系统—改装航机的新用途 2013年火电厂污染物净化与绿色能源技术研讨会暨环保技术与装备专业委员会换届(第三届)会议论文集2011-9
[2]陈飞 (江苏大学)风电压缩空气储能系统的研究 江苏大学硕士学位论文 2012年5月
作者简介:
邢志光(1967-男),大专学历,工作单位:唐山钢铁集团有限责任公司,研究方向为一种海浪能、风能、太阳能联合利用发电站。
电话:13513330183 E-mail:annecbjxingzg@126.com
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