燃气外燃机是根据1816年苏格兰人Ro斯特林一项发明的原理设计改进而来的 , 又称斯特林发动机或热气机 。外燃机可用氢、氮、氦或空气等作为工质,按斯特林循环工作 。在热气机封闭的气缸内充有一定容积的工质 。气缸一端为热腔,另一端为冷腔 。工质在低温冷腔中压缩,然后流到高温热腔中迅速加热,膨胀做功 。燃料在气缸外的燃烧室内连续燃烧,通过加热器传给工质,工质不直接参与燃烧,也不更换 。
主要优点:
(1) 体积?。桓?5kW的机组 , 体积仅有办公桌大?。?
(2) 因为做功不发生震暴,噪音很小 , 可在65分贝以下;
(3) 发电效率高,可达到29%;
(4) 燃气不用增压;
(5) 外燃机可以燃烧各种可燃气体,如:天然气、沼气、石油气、氢气、煤气等,也可燃烧柴油等液体燃料,还可以燃烧木材 , 以及利用太阳能等 。
主要缺点:
(1) 技术太新,应用经验不足;
(2) 余热品质低,仅有冷却水可以加以利用;
(3) 可选择机组仅有25kW机组 。
STM外燃机外型核心机剖面图
25、 燃气电池热电联产--人类理想的热电技术:
尽管燃料电池技术达到广泛应用还需一段时日,但这一技术的进展极为迅速,世界各国都投入了大量资金、人力进行开发研究 , 因为燃料电池代表了未来的能源技术 。
燃料电池有多种方式,一般都适合热电联产,主要分类为:1、质子膜交换燃料电池,将氢气和空气中的氧气通过作为固体电解质的质子交换膜反应 , 生成电能和60-80℃热水,发电效率为40%,造价较低,极具应用价值,特别是家庭热电设施和汽车上可以广泛使用;2、熔融碳酸盐燃料电池 , 通过多孔陶瓷材料和金属材料,将熔融状态的碳酸盐作为电解质,直接利用氢气、煤气、天然气或沼气等在高温下非燃烧反应,发电效率高达45%,并能产生600-700℃高温余热,可以代替燃气轮机的燃烧室 , 形成燃料电池--热气轮机--蒸汽轮机联合循环热电联产,热效率极高,可以在发电效率超过60%的情况下,取得接近95%的热电效率 。是将来大型发电/热电设施的理想选择;3、固体氧化物燃料电池,以固体氧化物作为电解质量,在高温下进行非燃烧反映 , 工作温度可超过800℃可利用氢气、一氧化碳、天然气、煤汽化气、等多种燃料 , 最适合集中或分散发电和热电联产,使用燃料电池--热气轮机--蒸汽轮机联合循环发电时效率可提高到70%,热电效率接近95% 。
主要优点:
(1) 除了产生纯净二氧化碳可一回收利用外 , 其他污染物的排放为零,几乎没有污染;
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