2022年11月25日,东方电气集团所属企业东方汽轮机的燃机总装车间内,国内首台自主研制F级50兆瓦重型燃气轮机正式完工发运,即将进入工程应用阶段,标志着我国在重型燃气轮机领域完成了从“0”到“1”的突破。
重型燃气轮机是发电和驱动领域的核心设备,被誉为装备制造业“皇冠上的明珠”。其广泛应用于航空、舰船、管道增压、发电等国防、交通、能源和环保领域,具备极高的战略地位和巨大的市场前景,是一个国家科技水平和综合国力的象征,也是发达国家实施严格技术封锁的关键设备。此前,F级重型燃气轮机的关键技术都掌握在国外巨头手中。
Mitsubishi Power | The hydrogen gas turbine, successfully fired with a 30% fuel mix, is a major step towards a carbon-free society (mhi.com)
单靠燃气轮机不足以实现100%的氢燃烧技术。必须确保稳定的氢气来源。考虑到供应来源和途径,将氢气运输到没有管道的日本;开发从原料中提取氢气的技术,以及收集和保留过程中排放的二氧化碳的技术。这样的氢基础设施必须随着氢燃烧技术的发展而成熟。
城铁供电技术
替代推进技术的下一个前沿
为了提高燃料的灵活性,氢作为一种可再生和可持续的能源具有巨大的潜力,它来自风能或太阳能和生物质气化,从而取代有限的化石燃料资源。它代表了一种可能的替代燃气轮机燃料在未来的低排放发电,搭配使用可再生能源的生产。
一项高潜力的技术,以满足航空业的气候目标
在川崎氢技术的发展中,氢燃气轮机和氢燃烧技术得到了发展。
原文如下:
“伊丽莎白女王”级航母除了防空用的密集阵快炮系统之外,还可配备小型垂直导弹发射系统,可发射4-8枚“紫菀”系列防空导弹或改进型“海麻雀”导弹(ESSM)。同时,前舰岛上方的雷达系统将与护航的45型“果敢”级驱逐舰配备的S-1850M远程电子扫瞄雷达同级。然而,英国皇家海军为求保密,始终不愿透露后舰岛上方的雷达型号,甚至连模拟图都不尽相同。
然而,从长远来看,复合材料制成的坦克可能更轻,制造成本更低。空客将在其位于西班牙的新ZEDC和位于德国斯塔德的复合材料研究中心加快这种方法的开发。
氢是减少航空对气候影响最有希望的技术之一。当用可再生能源发电时,它的二氧化碳排放量为零。值得注意的是,它每单位质量提供的能量大约是常规喷气燃料的3倍,是锂离子电池的100多倍。这使得它非常适合为飞机提供动力。
阻碍30%氢气混合的因素有闪回、燃烧压力波动和氮氧化物。 氢的独特特性和氢与空气的混合是闪回的原因。 闪回是一种现象,在燃烧室内的火焰旅行进入燃料和离开燃烧室。 由于氢燃烧迅速,经常会出现闪回。
氢是一种极好的燃料,但很难处理。通过升级喷嘴,改变混合方式的思路。这就是工程师们在开发战场上所面临的挑战。
微型混合燃烧原理使得微型火焰的小型化大大降低了氮氧化物的排放,具有防止闪回的内在安全性。
目前来看,这款AGT-7燃气轮机为国产完全自主研发的7MW级轻型航改燃气轮机,而且为军民两用。其实在全球范围内,航改舰动力也是非常常见的,毕竟在核心机部分的原理还是相通的,且利用成熟型号改进燃气动力,比重新研发的成本要小得多,更是能节省大量的项目时间。
美国是世界上最早开始布局固体氧化物燃料电池研发的国家,由美国能源部(DOE)牵头,持续支持数十年。目前从全球市场来看,美国的固体氧化物燃料电池累计装机量处于绝对领先地位,重点扶持大中型工/商业用供电,特别是由于美国自然灾害频繁,缺少可靠电网,数据中心备用电源应用场景丰富。2001年,由风险资金成立的BE公司,是目前固体氧化物燃料电池领域技术力量最强的公司,也是固体氧化物燃料电池商业化最成功的公司,实现了数百千瓦到数兆瓦的分布式发电系统的商业化应用。图1为BE公司投放的固体氧化物燃料电池发电系统产品,其标准配置可产生淘宝网250kW的功率,占地面积大约相当于30ft集装箱的一半,发电效率高达65%,处于世界领先水平,通过提供安全可靠供电服务于银行和金融服务、数据中心、政府、酒店、物流等各个行业,主要客户包括苹果公司、沃尔玛百货有限公司、美国银行、谷歌公司等数十家全球财富百强公司。除了比较知名的BE公司外,FuelCell Energy等公司也积极进行固体氧化物燃料电池研发布局。美国固体氧化物燃料电池技术推进得益于美国联邦政府的积极引导和财政支持,同时一些地方州政府也通过补贴或税收减免等方式,推动固体氧化物燃料电池产品投放。
美英共同看好MT30:从航空发动机到舰船燃气轮机的成功转型