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高溫工質(zhì)替代蒸汽輪機(jī)，熱電效率躍升50%
哈電集團(tuán)日前成功在甘肅投運(yùn)了首臺5MW超臨界二氧化碳發(fā)電機(jī)組。這一項目的成功標(biāo)志著熱電領(lǐng)域的一次技術(shù)突破，尤其在熱電轉(zhuǎn)換效率和系統(tǒng)體積縮減方面實現(xiàn)了前所未有的進(jìn)展。
此次項目所采用的超臨界二氧化碳工質(zhì)，以其特殊的熱力學(xué)性質(zhì)，成功取代了傳統(tǒng)蒸汽輪機(jī)中的蒸汽作為動力源。與常規(guī)的蒸汽輪機(jī)相比，采用650℃的超臨界二氧化碳作為工質(zhì)，能夠顯著提高熱電轉(zhuǎn)換效率。該系統(tǒng)的熱電轉(zhuǎn)換效率從35%提高至52%，這一數(shù)據(jù)無疑展示了新技術(shù)的巨大潛力，尤其在能源利用效率上實現(xiàn)了質(zhì)的飛躍。
值得注意的是，超臨界二氧化碳發(fā)電機(jī)組的結(jié)構(gòu)設(shè)計也得到了創(chuàng)新，采用了與傳統(tǒng)蒸汽輪機(jī)不同的透平機(jī)體積，成功實現(xiàn)了體積縮小至同功率蒸汽輪機(jī)的1/10。這一突破不僅減少了設(shè)備占地面積，而且降低了設(shè)備制造和運(yùn)輸成本，具有非常高的工程應(yīng)用價值。
在系統(tǒng)集成方面，哈電集團(tuán)還引入了一體化印刷電路換熱器技術(shù)，該技術(shù)有效減少了系統(tǒng)的壓損，將壓損降至3MPa。此外，由于超臨界二氧化碳具有較高的熱傳導(dǎo)性能，因此冷卻水的需求減少了80%。這一優(yōu)化不僅降低了運(yùn)營成本，還極大減少了對自然水資源的依賴。
該示范項目的成功運(yùn)行，帶來了明顯的環(huán)境效益。項目預(yù)計每年節(jié)水120萬噸，減少了傳統(tǒng)蒸汽系統(tǒng)對水資源的需求，符合節(jié)能減排的綠色發(fā)展理念。未來，哈電集團(tuán)計劃在2027年將50MW級超臨界二氧化碳發(fā)電機(jī)組應(yīng)用于光熱電站，進(jìn)一步替代傳統(tǒng)的蒸汽循環(huán)系統(tǒng)，為能源生產(chǎn)提供更加清潔、環(huán)保的解決方案。
總的來說，哈電集團(tuán)首臺5MW超臨界二氧化碳發(fā)電機(jī)組的投入使用，不僅推動了熱電技術(shù)的革新，還為未來的能源產(chǎn)業(yè)提供了更加高效、環(huán)保的選擇。這一技術(shù)的廣泛應(yīng)用，將為全球能源結(jié)構(gòu)優(yōu)化、節(jié)能減排目標(biāo)的實現(xiàn)發(fā)揮重要作用。
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