第169章 微型燃气发电机
刚才与老者的交流，让李怡炫为涡轮发动机找到了一个全新的市场，那就是的微型燃气发电站市场。 微型燃气发电站是在微型燃气轮机为核心超小型分布式发电机组，这种发电机是在21世纪新近发展起来的小型热力发动机，其单机功率范围为25~300kW，基本技术特征是采用径流式叶轮机械(向心式透平和离心式压气机)以及回热循环。 微型燃气发电站一出现，就在全世界范围之内掀起了电源小型分散化“的技术革新热潮，从而成为21世纪能源技术的主流。 说起分散化发电，首先就要说一说集中化供电，一般我们看到的供电都是集中化供电，也就是发电厂把电送到供电公司，然后由供电公司把电送进千家万户，这种供电方式就是集中式供电。 集中式供电优势很大，但有个无法克服的缺点，那就是偏远的农村和地广人稀而且人与人之间住的又很分散的地区就无法照顾到，因为这些地区如果采用集中化供电，成本实在是太高了。 因此，针对这一特殊情况，早在五十年代初期，就有人提出了分布式供电的慨念。 不过鉴于当时的技术，发电机还是个相当昂贵的家伙，发电量又低，可靠性和耐用性等方面都不理想，因此在很长的时间里，分布式发电都停留在纸面上。 为了解决分布式发电的各种难题，人们想了很多种方法，首先想到的就是修建小型或微型水利发电站，但是这种微水利发电站的投资很高，受地形的限制很大，更何况修建小型水利发电站对当地的生态容易造成破坏，因此这种方法很快就被人们放弃了。 接着人们又提出了风力发电，这种方法成本倒是很低，但太受自然环境的限制，除了少数几个适合的地方外，凡是风力资源不足的地区都无法实行。 六十年代沼气发电开始兴起，于是人们又把目光盯上了他，但他们很快发现，这种方法也有很大的局限性，沼气发电你得拥有足够多的可以用来生成沼气的原料才行，这在城市和大型牧场到是可以很方便的找到，可在小型农场或者是饲养动物很少的家庭又该怎么办呢？ 于是人们又想到了内燃机，其实从八十年代开始到新世纪，内燃机一直是偏远地区家庭发电的主要力量，几十至几百kW的小型发电机组市场，一直由内燃发电机组占领。 但内燃机也不是很理想，首先内燃机都是活塞式发电机，只要对热能机械稍有常识的人都明白，活塞式发动机的热效率很低，需要消耗很多的燃料才能满足人们的基本需要。 这在燃油价格很低和用电量不是太大的情况下还行，可一旦燃料价格上涨，像遇到石油危机那种，人们就受不了，更何况进入电气时代以后，人们家里的电器是越来越多，用电量也是越来越多，这时的内燃发电机就有点不符使用了。 虽然可以换个更大的发电机，但越大的发电机也意味着更多的油耗，内燃机开始渐渐不能满足人们的需求了。 于是人们开始把目光放在了热效率要高的多的燃气轮机，七八十年代最小的燃气轮机也就是美国的L-2500燃气轮机，可这种燃气轮机是霍尼韦尔公司的前身加特莱公司专门为M1坦克研制的，价格极其昂贵，普通家庭的用户根本就用不起。 再有的就是像战斧导弹上用的涡轮发动机，可这种发动机又是一次性的，无法满足人们的需要。 还有当时的燃气轮机还存在一种重大的技术障碍，那就是当时的小型燃气轮机的单循环的效率比较低，无法与内燃机相匹敌。而且，小功率燃气轮机转速高，通常需要采用齿轮减速器降速后与发电机相连，笨重的减速器和低速发电机，把燃气轮机结构轻巧的特点给抵消了。 早在五十年代初，人们就已经认识到可以采用回热循环来提高效率，但是常规回热器的体积与重量比燃气轮机本身还要大，而紧凑式的回热器制造成本很高，所以，除了个别燃气轮机（如KG3）有带回热器的衍生型外，回热循环的地面应用始终打不开局面。 21世纪，随着美英联合开发舰用回热中冷燃气轮机的成功进展，板翅式回热器在工艺及制造成本方面的突破，高速发电机从军用走向民用，地面用的带回热器的小功率燃气轮机才重新引起了人们的重视。 现代微型燃气发电机是在航模涡喷发动机技术的基础发展起来的，称为MTG（Microturbine-generator），这种在航模涡喷机的基础上发展起来的微型燃气轮机，具有运动部件少，结构简单紧凑，因而其可靠性好、制造成本与维护成本低的优点。，因此MTG诞生以来，就很受用户的欢迎。 但MTG也有自身的缺点，因为它是从航模涡轮发动机的基础上发展而来的，所以的它的使用寿命不是太理想，人们需要一种价格便宜而又皮实耐用的燃气涡轮机。 1994年，英国的Capstone-Capstone研制出一种24KW的微型燃气轮工程样机，该发动机是在巡航导弹的涡轮机基础上研制而成，该发动机为单轴结构，空气轴承支撑，转速为96000转／分。整个发动机安置在一个圆柱形的排气壳内，10米外的噪音60dB，用天然气燃料时，氧化氮排放为9ppm，一氧化碳排放为25ppm。 该发动机安装成本不到15000美元，发电成本每kWh4.5～5美分，已经很接近商业化应用。 作为以航模涡轮动力系统起家的李怡炫，肯定不会去搞什么活塞式发电机，转子发动机的热效率跟内燃机差不了多少，不在他的考虑范围之内，发展燃气发电机才是德玛吉的未来。 回到香港后，李怡炫查了很多21世纪的燃气发电机组，美国的、英国的、瑞典的、日本的，甚至还有俄罗斯的，最后他选择了共和国的DW-18微型燃气轮机发电机组方案。 WD-18是共和国第一款１８ＫＷ级微型燃气轮机发电机组，具有体积小、重量轻、发电速度快、发电品质高、突加载能力强的特点。 李怡炫选择该发动机除了以上优点外，制造成本低和该机也是在航模动力的基础上发展而来的，德玛吉要消化它会容易许多。 不过该机也不是没有缺点，那就是发电功率太小了只有18KW，用在国内偏远的农村市场还行，国外吗？起码要25KW以上的发电机，因此它的涡轮燃机必须要重新设计，一台功率更大的燃机。 还有它的维修和使用寿命也不是太理想，连续使用寿命只有2500个小时，李怡炫需要的是可以连续运行5000小时而不出故障的涡轮机，设计使用寿命必须达到24年。 在燃料选择上，该机必须具备柴油、天然气、沼气、丙烷、汽油、煤油、酒精等多种燃料使用的广泛适用性。 还能利用自身尾气的余热，加装吸收式空调机组，从而为用户供热供冷的具有冷热联电连供装置的中央空调功能，这样就能使燃机的能源利用率达到惊人的70~90%。 当李怡炫把这些要求一一列出时，保罗.威尔森简单看了一下就对李怡炫说道：“要求很高，需要五年时间才能完成。” “五年？这时间也太长了吧！！！”李怡炫被惊倒了，“我们不是有相关的技术吗，怎么还要五年时间这么长？” “我们需要做大量的实验，垃圾填埋场、废水处理厂、大型畜牧养殖场、食品加工厂，酒厂、油田、海洋********、楼宇、酒店/宾馆……” 保罗.威尔森还没说完，李怡炫就怒了，“我去你的娘的，总共才25KW的发电机组，垃圾填埋场、废水处理厂它托得起吗？我告诉你，我要的是北美家庭级别的微型燃气发电机组，能满足小牧场使用就足够了。” “你不想发展成一个系列？” “肯定要发展成一个系列，但现阶段先满足北美家庭的使用，然后我们再一步一步的往上走，最终开发出300KW的燃气发电机组。你的那些什么垃圾填埋场、废水处理厂、大型畜牧养殖场、食品加工厂，酒厂、楼宇、酒店/宾馆等都是以后的事情了。” 保罗.威尔森道：“我明白了，这样一来事情就简单多了，三个月就能把样机拿出来，不过要达到使用要求，必须要经过长时间的测试。” “测试要多少时间？” “以你这种要求，测试时间不能少于30000个小时。” “那就是1250天啊，也就是三年半的时间。” “加上设计研制用的时间，最快都要四年以后才能推出市场。BOSS，时间上我们快不了多少？”保罗.威尔森说道。 “如果我们采用多机同时测试，能节省多少时间？” “那要看有多少台了，如果有50台做联调联试的话，最多两年时间，不过这样一来成本可不低。” “一千万港币够吗？” “一千五百万的科研预算应该够了。” “好把，这个项目你打算由谁来负责？” 保罗.威尔森想了想，“让周远航负责行吗？” “机器人？”李怡炫问道。 “不，是人，美籍华裔，从美国留学回来的，在美国的西屋电气做了有十年的燃气机研究。” “好吧，就他吧，”李怡炫同意道：“对了，DG200发动机研制的进度如何了？” “BOSS，我可能要告诉你一件不幸的消息，我们可能要重新设计核心机。” “什么！！！”