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關鍵詞:電動四輪驅動;輪轂電機驅動;技術發展趨勢
當今社會,資源緊缺與環境惡化的問題日益嚴重,新能源汽車的開發作為面對挑戰、實現可持續發展的重要途徑,是未來汽車產業的發展方向。對四輪驅動汽車而言,為了應對日益嚴苛的汽車排放、油耗法規提出的越來越高的技術要求,與傳統的機械四輪驅動系統相比,電動四輪驅動系統的開發應用日漸廣泛。
在前輪驅動車輛的基礎上拓展成四輪驅動車輛,根據驅動后輪所施加驅動扭矩的來源,目前實現電動四輪驅動的主流技術主要有三種,本文主要分析了這三種類型電動四輪驅動技術的結構特征、優缺點和技術發展趨勢。
1.電動四輪驅動技術主流結構分析
電動四輪驅動技術總體上可分為三種結構,電驅動橋技術、輪邊減速驅動技術和輪轂電機直接驅動技術。
1.1電驅動橋技術
如圖1所示,電驅動橋技術①利用一個驅動電機②通過減速器③實現降速增扭,驅動扭矩將通過差速器分配給左右驅動半軸。此技術已經應用在混合動力汽車上,在前輪驅動的汽車上裝設了一個電驅動后橋(圖2),即可為汽車提供混合驅動能力和四輪驅動能力。應用這種技術,電池電動車輛也可以通過兩個單獨的電動機分別驅動兩個車橋獲得四輪驅動能力。
按照減速器檔位數叉可分為一檔電驅動橋和兩檔電驅動橋兩大類。兩檔電驅動橋相對于一檔電驅動橋具有如下優點:
一、加速和爬坡時可以利用一檔的大速比提升扭矩,從而提升動力;車輛高速行駛時的最高車速可以利用二檔的小速比得到提高。
二、兩檔電驅動橋可以獲得更低的電機轉速,有利于優化電機NVH性能,整車NVH性能也將得到提升。
三、兩檔電橋相對于一檔電橋的效率有提升,可以提高電效率,節省電池成本。
四、使用兩檔電橋可以使電機小型化。
電驅動后橋在雷克薩斯RX400混合動力車和豐田Highlander混合動力車上已有應用,國內哈弗、比亞迪等也有應用該技術。圖3為哈弗混動四輪驅動系統展示,其中后橋應用了電驅動橋技術,驅動電機功率為60Kw,僅使用后驅動橋驅動時為純電動兩驅,前橋傳統動力與后驅動橋同時提供動力時車輛實現四驅,即實現混動四驅模式,系統最大功率可達170KW。圖4為比亞迪唐,1臺電動機位于后驅動橋差速器一側,通過車身中部電池組件獲取電力驅動后輪。是國內自主品牌量產車中首次應用該技術的車型。
1.2輪邊減速驅動技術
輪邊減速驅動方式如圖5所示,電機為普通的內轉子電機,電機高轉速、低扭矩運行。為滿足汽車行駛時車輪的實際轉速要求,常在電機和車輪之間增加一套固定傳動比的減速裝置,起到減速、增扭的作用,保證電動車低速行駛時能夠獲得足夠大的扭矩。
輪邊減速驅動裝置廣泛應用于大型礦用電動輪自卸車,1963年美國的兩家公司Unit-Rig和GE(通用電氣)合作研制并批產了M85型77t電動輪汽車。1968年,GE公司開發、研制并成功推出了電動輪驅動機構,開創了電動輪自卸車的新時代。
國際上電動輪自卸車生產國主要集中在美國/日本和德國等工業發達的國家,Komatsu公司的960E型電動輪自卸車(圖6)額定載重327t,最大功率2160kW;Liebherr在2010年4月推出T282型自卸車(圖7),額定載重363t。
1.3輪轂電機直接驅動技術
輪轂電機直接驅動形式如圖8所示,使用低速的外轉子電機,中間無減速機構,車輪通過安裝在輪輞上的外轉子驅動電機直接驅動,實現車輪與電機1:1的轉速。輪轂電機直接驅動在車輛上的應用如圖9所示,應用四個輪轂電機即可輕松實現電動四輪驅動。
對輪轂電機的應用與研究,日本有著世界領先的技術水平。早在2003年就有多種輪轂電機驅動產品被推出。例如:普利司通公司推出的動力阻尼型車內裝式電機系統,以及豐田公司推出的FNE-N燃料電池概念車等等。
我國在輪轂電機技術研究領域起步較晚,研究成果主要包括同濟大學研制的采用四個低速永磁無刷直流輪轂電機的“春暉一號”和“春暉二號”電動車。中國科學院北京三環通用電氣公司開發的7.5 kW電動汽車專用的輪轂電機。哈工大一愛英斯電動汽車研究所開發的采用多態輪轂電機的輪轂驅動系統EV96-I型電動汽車等。
2.電動四輪驅動技術的優缺點
電動四輪驅動技術相對于傳統機械四輪驅動技術主要優點如下:
優點一:省去了復雜的機械四輪驅動系統,包括分動器、主傳動軸等零件。整車質量因傳動系統零部件的減少而減輕。傳動系的振動噪聲問題得到改善。
優點二:可以獲得更優的駕駛性及更好的燃油經濟性。
優點三:可以實現車輛的“電子主動底盤”。汽車采用前輪驅動、后輪驅動或四輪驅動可依據行駛工況由車輛控制器進行適時轉換與控制,每個車輪的驅動力也可根據汽車的行駛狀態進行實時控制,能夠真正實現車輛的“電子主動底盤”。
優點四:可廣泛應用于不同車型,平臺化戰略有利于實現混合動力和純電動。
三種電動四輪驅動結構的優缺點匯總如下表:
3.電動四輪驅動技術的發展趨勢
2016年節能與新能源汽車技術路線的,提出了新能源汽車行業的發展目標,也指明了新能源汽車的發展方向。為了實現2020年純電動乘用車續駛里程達到300km,2030年達到500km,且純電驅動系統最高傳動效率大于93%等技術目標,大力發展輪轂電機系統技術成為未來新能源汽車發展的關鍵技術。
輪轂電機技術適用于多種類型的車輛,可以為全新的或現有的車型改善燃油經濟性、提升扭矩和功率、增加駕駛樂趣。輪轂電機布置靈活,完美適配純電動、混合動力、插電式混合動力和燃料電池電動車等多種新能源車型。無論是基于前輪驅動還是基于后輪驅動的傳統兩驅車上,無需大規模改變現有動力總成體系,均可通過增加兩個輪轂電機輕松實現混合動力四輪驅動,輪轂電機和傳統動力并聯使用,這對于混合動力車型很有意義。也可以在純電動車輛上應用輪轂電機系統,實現純電動四輪驅動,甚至八輪驅動。
制約輪轂電機四輪驅動技術發展及應用的主要因素同時也是輪轂電機發展的難點和熱點,主要集中在控制方面,如電子差速控制技術等,本文暫不做深入探討。從結構角度來看,機械結構方面的系統集成優化設計也是至關重要的,研制集成度高、體積小、質量輕的輪轂電機系統已經成為國內外行業關注的焦點,高度集成的輪轂電機系統,集輪轂電機、逆變器,電機控制和軟件于一體,無需更換汽車原有的車輪軸承就可輕松完成電機安裝。目前Protean Drive的輪轂電機可以提供81kW的功率,800N?m的扭矩,重量僅31Kg,可安裝在直徑為18~24英寸的常規車輪中。具有良好的再生制動性能,在制動過程中可回收85%的動能。因此車輛行駛里程在同樣的電池容量下可以增加30%以上,續航里程相同的情況下可以通^降低電池容量減少成本。
輪轂電機技術因其能夠獨立驅動的眾多優點,以及未來對車輪布置空間越來越嚴格的要求,隨著電機轉速可調范圍的增加,這項技術受到了國內外越來越多整車廠商的關注,相信受需求牽引,輪轂電機直接驅動技術目前存在的技術難題會早日突破,將成為電動四輪驅動車輛的最終發展趨勢。
關鍵詞:風電融資
一、風電發展的現狀與前景
能源是國民經濟發展的重要基礎,是人類生產和生活必需的基本物質保障。隨著國民經濟的快速發展和人民生活水平的不斷提高,對能源的需求也越來越高。長期以來,我國電力供應主要依賴火電。“十五”期間,我國提出了能源結構調整戰略,積極推進核電、風電等清潔能源供應,改變過渡依賴煤炭能源的局面。風能是一種可再生清潔能源,風電與火電相比,不僅節能節水無污染,而且對保護生態環境大有好處。2005年我國通過《可再生能源法》后,我國風電產業迎來了加速發展期。2008年我國風電總裝機容量達到1215.3萬千瓦,2009年容量達到2200萬千瓦,按照目前的發展速度,2010年風電裝機容量有望達到3000萬千瓦,躍居世界第2位。到2020年我國風電裝機容量將達到1億千瓦。屆時,風電將成為火電、水電以外的中國第三大電力來源,而中國也將成為全球風能開發第一大國。
二、風電項目目前融資方式及存在問題
(一)風電融資成本偏高
風電的融資成本主要是貸款利息。由于風電的固定資產投入比例較大,資金運轉周期較長,一般為6-10年,造成風電項目建成后財務費用居高不下,形成的貸款利息較高,為企業的經營發展帶來沉重的債務負擔。
(二)風電生產缺乏優惠信貸政策支持,融資相對較難
雖然風電屬國家鼓勵發展的新興產業,但目前仍執行一般競爭性領域固定資產投資貸款利率,貸期相對較短,而且缺乏優惠信貸政策支持,金融機構對風電項目的貸款要求必須有第三方進行連帶責任擔保,使風電企業融資更加困難。
(三)風電融資方式單一,融資風險高
風電項目目前至少80%資金靠債務融資,資本金僅20%。大規模的債務融資不僅導致風電企業資產負債率居高不下,貸款過度集中,資金鏈非常脆弱,增加企業的財務風險,而且影響企業再籌資能力,降低企業資金周轉速度,增加了企業的經營成本。因此,融資方式的優化、融資渠道的拓寬已經勢在必行。
三、風電項目融資方式的優化
(一)采用BOT項目融資模式
BOT即英文Build(建設)、Operate(經營)、Transfer(移交)的縮寫,代表著一個完整的項目融資概念。項目融資是上世紀70年代興起的用于基礎設施、能源、公用設施、石油和礦產開采等大中型項目的一種重要籌資手段。它不是以項目業主的信用或者項目有形資產的價值作為擔保獲得貸款,而是依賴項目本身良好的經營狀況和項目建成、投入使用后的現金流量作為償還債務的資金來源。它將項目的資產而不是業主的其他資產作為借入資金的抵押。項目融資是“通過項目融資”,而非“為了項目而融資”。
1.BOT項目融資模式特點。BOT項目融資與傳統意義上的貸款相比,有以下兩個特點:一是項目融資中的項目主辦人一般都是專為項目而成立的專設公司,只投入自己的部分資產,并將項目資產與其他財產分開,項目公司是一個獨立的經濟公司。貸款人(債權者)僅著眼于該項目的收益向項目公司貸款,而不是向項目主辦人貸款。二是項目融資中的貸款人僅依賴于項目投產后所取得的收益及項目資產作為還款來源,即使項目的日后收益不足以還清貸款,項目主辦人也不承擔從其所有資產及收益中償還全部貸款的義務。總之,項目融資的最重要特點,就是項目主辦人將原來應承擔的還債義務,部分轉移到該項目身上,即將原來由借款人承擔的風險部分地轉移。
2.BOT項目融資模式的優缺點。優點:一是擴大借債能力。項目主建人的償還能力不作為項目貸款的主要考慮因素,是否發放貸款根據項目的預期收益來決定。借進的款項不在主建人的資產負債表上反映,主借人的資信不會受到影響。二是降低建設成本,保證項目的經濟效益。三是充分利用項目財務收益狀況的彈性,減少資本金支出,實現“小投入做大項目”或“借雞下蛋”。四是拓寬項目資金來源,減輕借款方的債務負擔,轉移特定的風險給放貸方(有限追索權),極小化項目發起人的財務風險。缺點:對項目發起人而言,基礎設施融資成本較高,投資額大,融資期長、收益有一定的不確定性,合同文件繁多、復雜,有時融資杠桿能力不足,母公司仍需承擔部分風險(有限追索權)。
(二)ABS資產證券化融資
ABS(Asset-BackedSecuritization,意為資產證券化)是項目融資的新方式。ABS融資是原始權益人將其特定資產產生的、未來一段時間內穩定的可預期收入轉讓給特殊用途公司(SPV),由SPV將這部分可預期收入證券化后,在國際國內證券市場上融資,給投資者帶來預期收益的一種新型項目融資方式。
1.ABS資產證券化融資的特點。ABS資產證券化融資有兩個特點:一是ABS融資方式實質上是“公司負債型融資”。由于ABS能夠以企業本身較低的信用級別換得高信用級別,與銀行貸款相比,不僅節省融資成本,且能使非上市公司尋求到資本市場融資渠道。二是ABS發起人出售的是資產的預期收入,而不是增加新的負債,因此既獲得了資金,又沒有增加負債率,也不改變原股東結構。
2.ABS資產證券化融資的優缺點。優點:一是門檻較低。企業只要擁有產權清晰的資產,該資產又能夠產生可預測的穩定現金流,現金流歷史記錄完整,就可以以該資產為支撐發行資產支持證券。二是效率較高。通過破產隔離,資產證券化變成資產信用融資,即資產支持證券的信用級別與發起人或是SPV本身的信用沒有關系,只與相對獨立的這部分資產有關。投資者只需根據這部分資產狀況來決定投資與否,避免了對一個龐大企業全面的經營、財務分析,投資決策更加簡便,市場運行效率得到提高。三是內容靈活。資產證券化可以做相對靈活的設計:融資的期限可以根據需要設定;利率也可以有較多選擇,甚至可以在發行時給出票面利率區間,與投資者協商而定。四是成本較低。資產證券化的資金成本包括資金占用費(票面利率)和籌資費用(根據現行標準測算,年成本約1%)兩個方面。只要達到一定規模,這些成本要顯著低于股票和貸款融資,也略低于債券融資。五是時間更短。資產證券化受國家支持,只需證監會審批,時間僅需要兩個月到半年;而債券發行需向發改委審批額度,證監會批準,審批時間長達9個月到一年。六是資金用途不受限制。資產證券化融入的資金,在法律上沒有用途限制,可用于償還利率較高的銀行貸款。這一點和債券融資也有很大區別。七是不改變資產所有權。目前資產證券化模式下,企業出售未來一定時間的現金收益權,但實物資產所有權不改變。八是能改善資本結構。資產證券化是一種表外融資方式,融入的資金不是公司負債而是收入,能降低資產負債率,提高資信評級。缺點:由于我國信用評級的不完善和我國法律環境存在的缺陷,可能會加大資產證券化的融資成本。
(三)采用PPP融資模式
PPP融資模式,即“public-privatepartnership(公共民營合伙制模式)”,是政府、營利性企業和非營利性企業基于某個項目而形成的相互合作關系的形式。通過這種合作形式,合作各方可以達到比預期單獨行動更有利的結果。合作各方參與某個項目時,政府并不是把項目的責任全部轉移給私人企業,而是項目的監督者和合作者,它強調的是優勢互補、風險分擔和利益共享。
1.PPP融資模式的特點。PPP融資模式不僅意味著從私人部門融資,最主要的目的是為納稅人實現“貨幣的價值”,或者說提高資金的使用效率。PPP融資模式主要有5個特點。一是私人部門在設計、建設、運營和維護一個項目時通常更有效率,能夠按時按質完成,并且更容易創新;二是伙伴關系能夠使私人部門和公共部門各司所長;三是私人部門合作者通常會關聯到經濟中的相關項目,從而實現規模經濟效應;四是能夠使項目準確地為公眾提供其真正所需要的服務;五是由于投入了資金,私人參與者保證項目在經濟上的有效性,而政府則為保證公眾利益而服務。
【關鍵詞】風力發電 新能源 特點
根據國際煤炭會議的資料介紹,我們可以看出,煤炭在世界上的儲量還是比較豐富的,根據當前的開采速度來計算,還可以開采大約200年左右,石油的開采量大約還能維持30多年,天然氣也是社會經濟發展中的重要能源,但是也是相對有限的,大約還可以開采60年左右,這些能源都會給空氣帶來嚴重的污染。全球變暖等多種氣候反常的現象都與此有關。風能是一種清潔而安全的能源之一,在自然界中可以源源不斷的生成,也會有規律的補充,因此,其開發潛力是非常大的。
一、我國風能儲備現狀
對于風能這種資源來說,可以利用的風能主要是跟風能的密度和可以利用的風能年累計的小時數。我國的疆域相對比較遼闊,可以利用的風力能源巨大,其中可以利用的風能儲備量大約為2.50億千瓦,全部斷下來大約有10億左右的風能儲備量。這種資源受到地勢的影響比較大,世界上的風能資源很多都在沿海跟大陸比較開闊的收縮地帶儲存。在我國,新疆、內蒙古以及東南沿海地帶的風能儲存相對比較豐富,在東南沿海地帶以及周圍的島嶼,其風能密度大約可以達到每平方米300瓦以上,風速每秒3—20米,年累計超過6000小時以上。我國風能資源最好的內陸地帶就是新疆到內蒙古這一代,風能的的密度在每平方米200瓦到300瓦之間,這些地區都都比較適合進行風力發電。
二、風力發電的原理
在風力發電的裝置中,包含很多結構,有風輪,也有發電機。風力發電機的組成部分包括機頭、轉體、尾翼葉片。風力發電的基本原理就是利用風能設備,把因為溫差產生的空氣流動不斷的向電能轉化。實際上就是利用空氣中的動能,也就是“風能”來帶動風車設備的葉片的旋轉,之后把葉子的轉軸連接到增速機器上提高旋轉的速度,從而把機械的動能向機械能轉化,之后通過轉軸帶動發電機起到發電的作用。其中葉片是用來接受風力的,可以通過機頭把風能轉化為電能,尾翼可以使葉片能夠始終對著風吹來的方向,這樣能獲取比較大的風能。轉體是為了更靈活的轉動從而實現尾翼方向的調整,機頭的轉子是一個永磁體,能夠切割力線從而產生電能。利用風能發電的形式主要有兩種,一種是獨立運行的形式,另一種是風力并網發電技術。就小型獨立風力發電系統來說,一般都不采用并網發電,要進行獨立的使用,單臺裝機的容量大約是100瓦到5000瓦之間,一般情況下不會超過10千瓦。小型風力發電機器的輸出的主要是13v到25v變化的交流電,需要經過充電器的整流,之后在對蓄電瓶進行充電,這樣才能使得風力發電機的電能向化學能轉變。之后用戶逆變電源,把電瓶里的化學能變化為交流220v的市電,這樣才能保證使用的穩定性。
三、風力發電的特點和優缺點
(一)風力發電的特點
首先,風能取之不盡,用之不竭,屬于清潔高效的新能源。在進行風力發電的時候,要讓不會產生任何廢氣和廢水,沒有其他污染,屬于一項可再生能源,用風力發電是一個非常有利的事情。跟其他發電方式進行比較,風力發電不需要購買燃料,也不需要對材料的運費負責,更不需要對發電遺留的殘渣進行處理。
其次,風力發電具有地域性,不是每一個地域都可以修建風力發電站。風力發電站必須要要建立在風能資源豐富的區域,風速比較大,持續的時間也是相當長的,風力資源跟地勢和地貌有著比較大的關系。
再次,風力發電具有比較強的季節性,這個特點就決定了風力發電只能在整個發電系統中處于一個配角的位置,風力發電的使用方式主要有兩種:一種是能源利用:風力發電機群并網進行,沒有風就不發電;另一種是沒有電網的高山、牧區和海島,主要是風力發電機跟柴油發電機聯合運行,有風力的時候進行風力發電,沒有風力的時候用柴油機進行發電。
(二)風力發電的優缺點
優點:清潔,具有比較好的環境效益;屬于可再生資源,不會枯竭;建設周期比較短,投資也不大;裝機的規模比較靈活。
缺點:有噪聲和視覺方面的污染;占用的土地面積比較大;穩定性不好,
不可控;當前的應用成本比較高。
四、風力發電的展望
當前我國風力發電產業的發展比較迅猛,但是也存在一系列問題:主要是我國沒有完全掌握風力發電機組的核心設計和制造方面的技術,而且一些零部件的產品跟國外比較會存在一定的差距;加上我國風力發電規劃跟電網規劃不是特別協調,風電的技術標準有待完善。因此,我國未來風力發電產業的噶站,需要加大自主研發力度,盡可能的掌握關鍵技術,加大風力電網的堅實力度,實現風電開發的規范性,還要加大政策資金的扶持力度,盡快建立完善的風電標準。相信通過這些努力,未來我國的風電產業將會獲得更大的發展。
五、結論
總之,風力發電開啟了新能源時代,我們要認真研究風力發電的特點,不斷完善風力發電技術,爭取讓大自然賜給人類的這份禮物得到充分的利用。
參考文獻:
[1]韓永奇,韓晨曦.中國風電產業的發展與前景[j].新材料產業,2010,(12).
[2]遲永寧,劉燕華,王偉勝,陳默子,戴慧珠.風電接入對電力系統的影響[j].電網技術, 2007,(03)
關鍵詞:能源 煤制氣 氣化
1 前言
我國擁有豐富的煤炭資源,是一個以煤為主要能源的發展中國家。多年來,煤炭消費占我國一次能源消費比例的三分之二以上。環渤海、長三角、珠三角三大經濟帶對天然氣需求巨大,而內蒙古、新疆等地煤炭資源豐富,但運輸成本高昂。因此,將富煤地區的煤炭資源就地轉化成天然氣,是煤炭能源清潔高效轉化的重要基礎,成為繼煤炭發電、煤制油、煤制烯烴之后的又一重要戰略選擇。
先進的煤制氣工藝的開發和利用,是我國實現煤化工戰略的重要步驟。目前,煤制氣工藝技術的發展正朝著低消耗、低污染、高效能、高自動化方向發展。煤制天然氣是指煤經過氣化產生合成氣,再經過甲烷化處理,生產代用天然氣(SNG)。煤制天然氣的能源轉化效率較高,技術已基本成熟,是生產石油替代產品的有效途徑。
2自動化控制系統在煤制氣系統領域中的應用
隨著經濟全球化的不斷發展和深入,電氣自動化控制系統為我國煤制氣領域的發展做出了巨大的貢獻。隨著自動化信息化技術的發展及電力市場的推進,采用更加先進的自動化控制技術及其產品,提高煤制氣領域電氣自動化運行和管理水平,節能降耗,增強企業競爭力,成為煤制氣領域的熱門課題。在控制方式上,煤制氣領域系統的主要設備監控需要接入DCS系統,但在兩臺機組共用一臺起/備變的情況時,由于一臺機組的檢修不能影響另一臺機組的正常運行,因此需要考慮兩臺機組DCS電氣控制的模式,確保對其控制權的唯一性。在布置方式和數量上,煤制氣用電設備分散安裝于各配電室和電動機控制中心,元件數量眾多,運行管理信息量大,檢修維護工作復雜。與熱工系統相比較,電氣設備操作頻率低,有的系統或設備運行正常時,幾個月或更長時間才操作一次,電氣設備保護自動裝置要求可靠性高,動作速度快,比如保護動作速度要求在40s以內完成。隨著DCS技術、面向對象技術和嵌入式以太網技術的發展,煤制氣系統自動化的保護和測控單元由傳統的相對獨立設計,向著集保護、測量、控制、遠動于一體的綜合化及網絡化智能保護測控單元發展,直接面向一次設備或設備組合,就地安裝,除實現繼電保護、實時電量監控、狀態信息記錄及歷史記錄等基本功能外,還能與站控層聯網實現事故分析、狀態監視、微機防誤操作和安全保障等功能。
3 煤制氣工藝型式多樣性
到目前為止,已經實現工業化應用的氣化爐有數十種之多。依據煤與氣化劑在氣化爐內的接觸方式的不同,一般將氣化工藝分為固定床氣化、流化床氣化和氣流床氣化三大類型[1]- [2]。
3.1 固定床氣化爐
固定床氣化爐以魯奇爐為代表,煤與氣化劑(氧、蒸汽)逆流流動,塊狀煤從爐頂加入,在逐步下移過程中與熱的煤氣氣化劑換熱,發生干燥、干餾、氣化、燃燒和灰渣冷卻,氣化劑則在上升過程中換熱,反應轉化為煤氣。該氣化過程效率高,氧耗低,但蒸汽用量較大。適用于褐煤、年輕煙煤氣化制城市煤氣和焦油能集中加工的場合,不太適用于現電和能源化工合成。
3.2 流化床氣化爐
流化床氣化爐用煤粒度小,氣化強度高,達到固定床的2~3倍,床內溫度更加均一,出口溫度高達900℃,粗煤氣中幾乎不含焦油、酚類等難凈化物質,凈化流程簡化。常規流化床氣化爐的缺點在于,為防止爐內結渣,保證正常的流態化,操作溫度較低,僅適合褐煤和高活性煙煤;灰渣和飛灰未轉化量達煤量的10%,需另設鍋爐燃燒。
灰熔聚流化床氣化爐是常規流化床的一種改進,全床溫度提高到1050攝氏度,可適合多種煤的氣化,而同時保持適中的操作溫度,使其氣化氧耗低,操作費用低,結構簡單,材料要求低,投資低。代表性的有KRW、U-gas和AFB三種。
3.3 氣流床氣化爐
氣流床氣化爐是流化床氣化爐的進一步改造,使用更細的粒度和更高的溫度,從而成倍地加快了反應速度,達到了極高的炭轉化率和氣化爐單臺處理能力,為當前世界煤氣化市場的主導選擇。氣流床氣化爐依照進料方式有兩種類型:水煤漿進料和干粉進料,結構上也分為耐火磚熱壁爐和水冷壁爐兩種。
水煤漿加壓氣化爐是已工業大規模應用最多的氣流床氣化爐,以Texaco爐最多。優點是壓力高,運行可靠,氣化溫度高,煤氣有效成分高。缺點是煤漿水蒸發和升溫熱損失大,煤耗、氧耗高,操作溫度限制了高灰熔點煤的使用。
干粉煤進料加壓氣化爐以shell爐為代表,它克服了煤漿進料的水蒸發升溫的熱損失,反應溫度進一步提高到1500~1600℃,轉化率和煤種適應性進一步提高。缺點是,增加了氣體的物理顯熱以及高壓廢熱回收的困難和投資。
4煤制氣工藝選擇的科學性
每種煤氣化技術均有其相應的特點和適用范圍,還沒有一種綜合比較非常突出的方式,這也是造成國內煤制氣方式多元化的一個主要因素。在發展煤氣化技術的過程中,煤氣化工藝以及氣化爐型的選擇是一項重要工作,它關系到整個工程的投資乃至產品的生產成本。
首先,在保證技術可行經濟合理的前提下,根據原料情況選擇氣化工藝及氣化爐型的選擇范圍。通常工業氣化爐用氧、蒸汽或空氣、蒸汽為氣化介質,氣化爐的選擇取決于下列因素[3]:
① 煤的物理、化學性質,主要包括碳含量、熱值、熱穩定性、化學性質、灰分含量、粒度等因素 ;
② 氣化工質(空氣,氧氣,蒸汽);
③ 氣化工況:溫度、壓力、加熱效率和爐內停留時間;
④ 氣化爐型式:進料方式(干粉煤、水煤漿)、氣固接觸方式(流動型式)、排灰方式(干渣、液渣)以及最終的氣體凈化方式。
其次,要考慮煤氣化技術與下游后續加工技術對煤氣化生產的煤氣數量、組成、壓力以及煤氣凈化程度等條件都會有其特殊的要求。
還要考慮氣化爐型與生產規模的合理匹配,不同煤氣化技術對于所建裝置的規模效應不盡相同,同時相應的裝置投資、建設周期、對市場的適應性均有所不同。
5煤制氣項目發展局限性
①大規模發展煤制氣勢必增加煤炭開采強度,給環境造成壓力。另外,煤制氣尚處于示范階段,不具備大規模發展的條件。
②煤制氣能否獲得經濟效益,主要風險來自于原煤的價格。改價后煤制氣價格上漲也能引發煤價上漲,這會導致煤制氣項目存在相當大的風險。
③煤制氣項目在生產過程中會產生一些廢物,如一氧化碳、硫化物和一些含酚廢水等,如處理不當,會對環境造成很大污染。
④任何一種氣化爐型,往往優勢越明顯,其缺點也越突出,因此,沒有絕對“最好”的煤氣化工藝,只有相對“最合適”的煤氣化爐型。
6 結語
在能源急劇緊張的現代工業社會,優質高效能源的開發具有重大意義。鑒于我國的能源現狀,開發煤制氣技術,將有力緩解我國的能源危機。此外煤制氣符合國家“高產能低碳化利用”的能源發展戰略,對實現煤炭資源的清潔具有重大意義。
參考文獻:
[1]王洋,房倚天,黃戒介等. 煤氣化技術的發展-煤氣化過程的分析和選擇[J]. 東莞理工學院學報,2006,13(4):90-100.
關鍵詞:天然氣 計量計 發展趨勢
一、引言
天然氣是一種非常好的燃料和化工原料。作為燃料,它具有燃燒完全,單位發熱量相對大,燃燒后產物對環境破壞力小的優點;作為化工原料,它具有質優,潔凈,成本低的優點,可利用它生產很多精細化工產品和高附加值產品。
流量計量在企業生產和經營管理過程中是一項重要技術基礎工作。流量計量不僅是天然氣供需雙方進行貿易結算的依據,同時也是天然氣生產過程中的一個重要的產能和技術指標。準確計量天然氣的量不但能公平的進行貿易結算,并且能改良生產工藝,降低生產成本,提高產品質量,保證安全生產,提高社會效益以及經濟效益。所以,天然氣流量計量的問題是天然氣使用過程中需要面對的一個非常重要問題,天然氣流量計量的問題已經成為制約天然氣工業發展的重要因素。
二、天然氣計量流量計
目前國內外主要使用孔板流量計,渦輪流量計和超聲流量計。為保證計量結果精確度高并且穩定可靠,還會配備相應的校驗裝置。
1.孔板流量計
孔板流量計具有簡單牢固,結構易于復制,性能穩定可靠,價格低廉,使用期限長等特點,包括節流裝置,差壓變送器和流量顯示儀(或流量計算機)三部分。但是孔板流量計也存在一些重大缺點。由于孔板流量計輸出信號為模擬信號,重復性不高,并且有很多能夠影響整套流量計的精確度的因素,因此精確度提高的難度很大。
2.渦輪流量計
氣體渦輪流量計的主要特點為精確度高,重復性好,結構緊湊輕巧,方便安裝維護及流通能力強等特點。與孔板流量計不同,渦輪流量計輸出的為脈沖頻率信號,不僅適用于總量計量,也方便與計算機連接,并且無零點漂移,具有很強的抗干擾能力。同時,渦流流量計在獲取信號時可以獲得高頻率信號,且信號的分辨力強。
3.氣體超聲流量計
繼孔板流量計,渦輪流量計之后,氣體超聲流量計是第三類適用于高壓、高精度大、口徑的天然氣流量計。它具有測量精確度高、無壓損、范圍度特寬、安裝使用費低、無可動部件等優勢。與孔板、渦輪流量計相比,氣體超聲流量計還很年輕,許多實用問題仍在探索中,盡管它僅是氣體渦輪流量計的副手,但是它有明顯的潛力和后發優勢。
4.其他新型流量計量技術
互補式氣體流量計逐步引起了人們的注意,它是一種可替換的計量技術,在測定液體流量方面已經成功使用了很長時間,但在測定輸氣管線流量方面的應用經驗還很少。這種流量計有直管式和曲管式兩種基本構型。互補式流量計目前尚處于實驗階段,在輸氣管測定方面主要適用于高壓、低容量的場合,然而在輸氣管線中應用并不多。AGA輸氣計量委員會于1999年5月決定開始制定一個互補式氣體流量計氣體工業標準。
三、我國天然氣計量的現狀及發展趨勢
各種流量計都同時擁有優點和缺點。我國天然氣計量中還存在選型等諸多問題,為了解決這些問題,我國天然氣計量技術可能會像以下幾方面發展:
1.積極制定天然氣計量的有關標準并完善,特別要盡快研究制定天然氣能量計量的有關標準和天然氣產品質量標準及其檢測方法標準。流量計量儀表品種多,然而在我國,除了標準孔板流量計外,均缺乏必要的標準或規范支持。
2.改善計量管理方法。應該從加強培訓教育,提高計量工作人員素質,建立完善計量管理制度,搞好天然氣計量的基礎建設,嚴格執行儀表年檢等方面改善計量管理方法,建立專業性強、設備技術完善、管理到位的管理體系。
3.計量方式的智能化。在電子技術、計算機以及互聯網技術的迅猛發展的大趨勢下,出現了如SCADA系統和智能渦輪流量計系統等智能化系統。天然氣計量技術已逐步具備在線、實時、智能等特點,還能夠依靠網絡技術實現遠程化管理、控制和通信,智能化發展是天然氣計量技術發展的必然趨勢。
4.加強技術培訓,借鑒國外經驗。在國外,能量計量取代傳統的體積計量成為天然氣國際貿易中常用的計量技術,而我國的天然氣計量領域中仍主要運用體積計量方法。盡快與國際接軌,引進、消化、吸收近幾年發展起來的天然氣計量新技術也是天然氣計量技術發展的必然趨勢。
四、 結束語
通過以上分析,選擇相應的流量計量設備,提高計量準確度和技術水平是天然氣計量管理工作是天然氣計量技術能否應用于實際生產中創造效益的關鍵。因此加強計量管理,積極學習和吸取國外好的經驗和技術,提高員工技能,以節能降耗為目標,開發企業的潛能是使計量管理工作真正全面深入展開,提高企業社會和經濟效益的必要措施。
參考文獻
[1]張永紅.天然氣流量計量(第二版)[M].北京:石油工業出版社,2001.
[2]梁彥軍,劉桂榮.水文地質對煤礦防治水工作的重要性[J].中州煤炭,2005(6).
[3]王軍.影響煤礦開采的因素[J].煤炭技術,2009(2).
[4]陳庚良.天然氣的能量計量及其標準化[J].石油工業技術監督,2001,17(5).
[5]夏耀炳.煤礦開采技術之我見[J].中國新技術新產品,2010(9).
[6]劉海明.煤礦開采造成地面沉陷的主要形式及其防治策略[J].中國煤炭,2010(S1).
[7]張紅兵,高文風,鄭云萍.天然氣流量計的選型和發展動向[J].天然氣與石油,2003,42(2).
[8]張福元,賴忠澤,何 衍.天然氣能量計量.國家原油大流量計量站成都天然氣流量分站,2001(資料).