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简便高效超净燃烧发电技术诞生

时间:2007-08-09     人气:1082     来源:中国机械网|http://www.jx.cn/     作者:
概述:    据2007年8月7日《每日科学》网站报道,科研人员成功测试了一种以纯氢为燃料,配备超低排放燃烧技术(即低漩涡注射器)的试验性燃气轮机模拟器。低漩涡注射器可以燃烧不同的燃料,是一种既简便又低本高......
    据2007年8月7日《每日科学》网站报道,科研人员成功测试了一种以纯氢为燃料,配备超低排放燃烧技术(即低漩涡注射器)的试验性燃气轮机模拟器。低漩涡注射器可以燃烧不同的燃料,是一种既简便又低本高效的技术。此次试验具有里程碑式的意义,它表明这种燃烧技术有潜力帮助消除发电厂每年排放的数百万吨二氧化碳和数千吨氧化氮。低漩涡注射器很有希望使氧化氮的排放量接近于零,而氧化氮是在发电过程中通过天然气等燃料的燃烧排放出来的。氧化氮简称NOx,它既是一种温室气体,又是构成烟雾的气体之一。

美国能源部电力输送和能源可靠性办公室最初投资开发低漩涡注射器是为了使这种技术能够用于实地发电(既分布式发电)的工业燃气轮机。这项研究旨在开发一种可以利用低漩涡注射器技术充分减少氧化氮排放的天然气燃气轮机。

罗伯特·程及其同事大卫·小约翰与圣迪亚哥太阳涡轮公司的肯尼思·史密思和瓦甄·纳兹合作,把低漩涡注射器技术运用于可以产生700万瓦特电力的“金牛座70”型燃气轮机。该研究小组的努力使他们获得了“研究与开发100强”的殊荣。他们将继续开发可用于碳中和可再生燃料的低漩涡注射器,这些燃料来源于垃圾掩埋和其它工业处理过程,比如石油加工和垃圾处理。罗伯特·程说:“这是一项飞速发展的科技”。他强调称,这些燃气轮机正被用于发电,其工作方式是燃烧气体燃料,它们的工作原理与喷气式飞机的涡轮发动机相似。

美国能源部石化燃料办公室正在资助其它计划,在这些计划中,科研人员将测试低漩涡注射器在先进的整体气化联合循环设施中燃烧合成气体(氢气和一氧化碳组成的混合气体)和氢燃料的能力。整体气化联合循环设施又称未来发电厂,有望成为世界上第一种接近于零排放的煤碳发电厂。未来发电厂将从气化煤中制造出氢气,同时没收这一过程中产生的二氧化碳。装机容量约为2亿瓦特的氢燃气轮机是未来发电厂的关键成分,目前科研人员正在对几种将用于氢燃气轮机的燃烧技术进行评估,低漩涡注射器技术是其中之一。伯克利国家试验室通过与国家能源技术实验室的合作,成功测试了这种以纯氢为燃料的低漩涡注射器装置,从而树立了一座新的里程碑。

美国电力研究院燃气轮机技术负责人莱昂纳多·安格罗在致“研究与开发100强”选拔委员会的推荐信中写道:“这种设备的潜力给我留下了深刻的印象,作为下一代煤碳整体气化联合循环发电厂的关键技术,它可以赋予未来发电厂捕获二氧化碳的能力......该技术的应用为研制整体气化联合循环发电厂使用的燃气轮机带来了希望,这种发电厂的运转将依赖于氢含量极高的合成气体燃料或纯氢燃料。” 低漩涡注射器是如何工作的

低漩涡注射器是一种机械性较为简单的设备,它没有运动机件,可以使气体燃料和混合气体产生适度的旋转,从而使混合气体从燃烧器中扩散出来。流出的气体位于燃烧器喷口的不远处,所产生的火焰是稳定的。不仅它的火焰是稳定的,而且它的燃烧温度低于传统的燃烧装置。由于氧化氮是在高温条件下产生的,因此火焰温度较低将把氧化氮的排放降低到一个极低的水平。“低漩涡注射器的工作原理背离了传统的方法,”罗伯特·程说:“全世界的燃烧专家才刚刚开始接受这种违反常理的概念。要解释这种燃烧现象中隐藏的科学,需要综合分析湍流力学、热力学和火焰化学等学科的相关原理。”

装有低漩涡注射器的天然气燃气轮机所排放的氧化氮比传统燃气轮机要少一个数量级。伯克利国家试验室和太阳涡轮公司的试验表明,装有低漩涡注射器的燃烧器仅仅排放出了百万分之二的氧化氮(15%的氧气),比传统燃烧装置少5倍以上。

低漩涡注射器技术更重要的意义在于,它不仅能够燃烧天然气和氢气等多种不同燃料,而且比较容易与现有的燃气轮机技术相结合,从而不需要广泛地重新设计燃气轮机。低漩涡注射器将被设计为燃气轮机发电厂的插入式组件。

罗伯特·程开发的低漩涡注射器技术最近被《研究与开发》杂志授予了2007年“研究与开发100强”奖,成为本年度百佳新技术之一。该技术已获准用于燃气轮机和其它相关应用领域。
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  •     2006年德国机器视觉行业持续了其增长态势,销售总计增长了9个百分点,总额达到了11亿欧元。这一结果证实了VDMA机器视觉协会去年所做的预测。

      VDMA机器视觉协会董事会成员及德国MVTec公司经营主管OlafMunkelt博士表示,"很显然,德国市场发展良好,我们公司在德国的销售增长了11%。"根据VDMA针对这些公司所做的2007年调查报告显示,这一行业的销售总额将进一步增长6个百分点。

      与几年前相比,2006年销往海外的份额占总产量比例由不到40%增加到了不到57%。从总体上来看,2006年的出口量增加了8%。其中,四分之一多的销售量在欧洲(除德国),亚洲及北美市场分别占有总营业额的不到15%。

      在欧洲(除德国),德国供应商的增长幅度最大,为15%。在亚洲的销售量(包括其他区域)增长了8%,出口到美洲(北美,中美,及南美)的销售量下降了2%(在前年实现大幅度增长后,去年虽有下降,但仍有相当大的销售量)。根据调查,面向美国(预计增长:19%)及亚洲(预计增长:11%)的出口将成为今年主要的增长驱动力。整体欧洲销售预计将增加2%。

      作为VDMA产品目录调查中的一项新产品,视觉传感器的发展状况最好。视觉传感器基于CCD或CMOS芯片,是此类产品中的关键性产品,该产品在机盒内同处理器结合使用,且有配套的专业应用软件。视觉传感器常被设计用来进行专业性的普遍应用,如:半导体产品中的条码读取。该类使用方便且价格合理的机器视觉产品销售总量增长了157%。

      2006年,智能相机的销售增长率首次创历史最低点,为19%,而传统的机器视觉相机增长率为29%。其他机器视觉元件的增长率更高:光源为43%(2005年:34%),光学产品为34%(2005年:10%),视觉软件为30%(2005年:29%)。帧采集器则重获一席之地,增长率为3%(2005年:小于1%).

      在整套机器视觉系统中,标准产品由于能够被使用者灵活应用及重新配置,需求性仍然很强。这类视觉系统的销售量增加了5%(2005年:45%)。

      2006年为专业性工作设计的视觉系统(专业应用系统)销售量下降了4%。持续了先前调查中的下降趋势:该类产品的销售在2005年就已经下降了3%。

      制造业中的主要客户,如:汽车工业(包括汽车供应商)仍占有最大份额(29%),其次是玻璃工业(13%)及电子/电器工业(8%)。

      在普通应用中,对连续性材料(continuousmaterial)的检测(表面检测)取得了进一步进展,增长率由2005年的21%上升到了2006年的27%。对零部件的检测应用所占比重仍然最大,为44%。另外,三维技术继续发挥了重要的作用。
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  •     一种广泛应用于军事国防、高速公路、电气化铁路等领域的环保型防鼠防蚁电缆日前在北京通过专家鉴定。

    电缆防鼠防蚁是国际上目前尚未有效解决的技术难题。山东华能线缆有限公司从多种天然植物中提取微量元素,经多次复合加入电缆、光缆护套材料中,使电缆、光缆外护层含储特有的辛辣异味,鼠、蚁类动物接触或噬咬电缆、光缆时,使其嗅觉及口腔神经受到刺激而厌弃接触,从而起到对鼠、蚁的驱避作用。

    防鼠防蚁电缆无毒无害,不污染环境,使用有效期不少于30年。鉴定委员会主任、中科院院士简水生说,这项成果填补了国内空白,具有自主知识产权,属于原创性发明。
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