【文章內(nèi)容簡介】 壓 縮 空 氣 儲 氣 罐 ，換 下 的 壓 縮 空 氣 儲 氣 罐 再拿 去 充 好 ，以 備 下 一 次 更 換 ?；?者 是 象 自 來 水 管 道 或 煤 氣 天 然 氣 管 道 一 樣 ，以 一 個 村 ，或 一 個 廠 為 單 位 ，建 立 壓 縮 空 氣 管 道 ，到 用 戶 用 電 時 打 開 閥 門水 氣 浮 力 發(fā) 電 機 即 可 工 作 。水 氣 浮 力 發(fā) 電 機 技 術(shù) 的 開 發(fā) 既 可 滿 足 人 民 基 本 生 活 用 能 的 需 要 ，又有 利 于 生 態(tài) 環(huán) 境 的 改 善 ；再 者 ，電 力 需 求 增 速 ，客 觀 上 的 迫 切 需 求 為 水 氣浮 力 發(fā) 電 技 術(shù) 的 應(yīng) 用 提 供 了 巨 大 的 潛 在 市 場 。10 / 35三 、 相 關(guān) 領(lǐng) 域 國 內(nèi) 外 技 術(shù) 現(xiàn) 狀 、 發(fā) 展 趨 勢 及 國 內(nèi) 現(xiàn) 有 工 作 基 礎(chǔ)國 內(nèi) 外 技 術(shù) 現(xiàn) 狀水 氣 浮 力 發(fā) 電 機 是 壓 縮 空 氣 、管 道 天 然 氣 等 壓 力 氣 體 做 動 力 的 發(fā) 電設(shè) 備 ，應(yīng) 用 于 壓 縮 空 氣 蓄 能 或 管 道 天 然 氣 發(fā) 電 節(jié) 能 工 程 ，代 替 現(xiàn) 有 的 燃 氣輪 機 工 作 ，不 燃 燒 任 何 燃 料 ，直 接 排 入 大 氣 的 是 空 氣 ，或 進 行 天 然 氣 回 收 、管 道 減 壓 ，沒 有 污 染 ，是 環(huán) 保 理 想 又 節(jié) 能 的 發(fā) 電 設(shè) 備 。目 前 壓 縮 空 氣 蓄 能 技 術(shù) 在 我 國 是 一 個 概 念 ，一 項 新 技 術(shù) ，但 在 國 外 已經(jīng) 成 功 商 業(yè) 運 營 30 多 年 ，技 術(shù) 成 熟 ，積 累 的 經(jīng) 驗 非 常 豐 富 。同 時 它 是 一 項先 進 的 正 在 蓬 勃 發(fā) 展 的 技 術(shù) ，在 國 際 上 受 到 普 遍 的 關(guān) 注 ?！皦?縮 氣 體 能 源 儲 備 ”的 概 念 已 經(jīng) 提 出 了 30 多 年 ，但 目 前 全 世 界 僅有 兩 家 壓 縮 空 氣 發(fā) 電 廠 。美 國 阿 拉 巴 馬 州 的 壓 縮 空 氣 發(fā) 電 廠 創(chuàng) 建 于 17 年前 ，而 德 國 的 壓 縮 空 氣 發(fā) 電 廠 則 已 有 30 年 歷 史 。此 外 俄 羅 斯 、法 國 、意 大 利 、盧 森 堡 、以 色 列 等 國 家 已 開 發(fā) 多 年 ，我 國哈 爾 濱 電 力 部 門 正 在 研 究 開 發(fā) 利 用 地 道 作 為 貯 氣 空 洞 來 建 造 壓 氣 蓄 能 電站 。鑒 于 這 種 電 站 的 選 址 、建 設(shè) 費 用 和 發(fā) 電 成 本 等 方 面 都 優(yōu) 于 抽 水 蓄 能 電站 ，它 的 開 發(fā) 推 廣 應(yīng) 用 前 景 廣 闊 ，預(yù) 計 將 很 快 趕 上 甚 至 超 過 后 者 。水 氣 浮 力 發(fā) 電 機 技 術(shù) 在 國 際 和 國 內(nèi) 尚 屬 首 創(chuàng) ，水 氣 浮 輪 機 原 理 樣 機試 制 成 功 ，其 結(jié) 構(gòu) 原 理 與 蒸 汽 機 、內(nèi) 燃 機 、氣 輪 機 比 較 ，具 有 明 顯 的 優(yōu) 點 ，一 問 世 就 顯 示 出 它 強 大 的 生 命 力 。蒸 汽 機 是 把 燃 料 的 內(nèi) 能 轉(zhuǎn) 化 為 水 蒸 汽 的內(nèi) 能 ，再 由 水 蒸 汽 膨 脹 做 功 ，把 內(nèi) 能 轉(zhuǎn) 化 為 機 械 能 。內(nèi) 燃 機 是 利 用 燃 料 在氣 缸 內(nèi) 燃 燒 產(chǎn) 生 的 熱 能 ，通 過 氣 體 受 熱 膨 脹 推 動 活 塞 移 動 ，再 經(jīng) 過 連 桿 傳遞 到 曲 軸 使 其 旋 轉(zhuǎn) 做 功 。而 氣 輪 機 是 內(nèi) 燃 機 ，是 燃 料 直 接 在 氣 缸 內(nèi) 燃 燒 ，11 / 35利 用 其 產(chǎn) 生 的 燃 氣 直 接 作 功 。水 氣 浮 輪 機 與 以 往 發(fā) 電 的 動 力 機 完 全 不 同 ，有 了 重 大 突 破 ，其 工 作 原 理 和 運 動 部 件 都 發(fā) 生 了 根 本 改 變 ，它 是 利 用 水 與空 氣 密 度 差 814 倍 的 性 質(zhì) ，由 氣 壓 旋 轉(zhuǎn) 分 股 閥 使 水 氣 分 開 產(chǎn) 生 旋 動 的 水 氣浮 力 驅(qū) 動 浮 漂 杠 桿 旋 轉(zhuǎn) 做 功 ，改 變 了 以 往 蒸 汽 機 、內(nèi) 燃 機 、氣 輪 機 靠 燃 燒氣 動 壓 力 做 功 方 式 ，使 得 發(fā) 電 不 需 要 燃 燒 ，只 需 要 靜 水 和 高 壓 氣 流 ，只 是氣 壓 改 變 而 氣 量 不 變 ，而 成 為 真 正 環(huán) 保 的 清 潔 可 再 生 能 源 發(fā) 電 技 術(shù) 。水 氣 浮 力 發(fā) 電 機 技 術(shù) 無 論 應(yīng) 用 在 壓 縮 空 氣 蓄 能 還 是 管 道 天 然 氣 工 程技 術(shù) 領(lǐng) 域 ，都 具 有 相 當 大 的 發(fā) 展 潛 力 。應(yīng) 用 在 管 道 天 然 氣 工 程 ，產(chǎn) 品 占 領(lǐng)一 定 的 市 場 份 額 ，應(yīng) 用 在 壓 縮 空 氣 蓄 能 領(lǐng) 域 將 填 補 我 國 壓 縮 空 氣 蓄 能 發(fā) 電空 白 ，帶 動 一 個 新 的 發(fā) 電 技 術(shù) 發(fā) 展 。國 內(nèi) 現(xiàn) 有 的 工 作 基 礎(chǔ)項 目 目 前 處 于 研 發(fā) 階 段 ，其 核 心 技 術(shù) ，已 經(jīng) 申 請 國 家 專 利 ，研 制 的 水氣 浮 力 發(fā) 電 新 技 術(shù) ，在 理 論 論 證 的 基 礎(chǔ) 上 ，進 行 工 業(yè) 性 試 驗 ，對 各 系 列 產(chǎn)品 進 行 系 統(tǒng) 的 研 究 ，取 得 工 藝 技 術(shù) 參 數(shù) ，制 定 合 理 的 工 藝 流 程 。該 項 技 術(shù) 從 80 年 代 開 始 投 入 研 究 ，經(jīng) 過 近 30 年 的 潛 心 研 究 和 實 驗 ，已 進 行 了 預(yù) 可 行 性 研 究 ，對 生 產(chǎn) 工 藝 技 術(shù) 方 案 、產(chǎn) 品 選 型 等 進 行 了 系 統(tǒng) 的研 究 。目 前 利 用 浮 力 旋 轉(zhuǎn) 技 術(shù) 開 發(fā) 的 浮 力 發(fā) 電 原 理 已 經(jīng) 實 現(xiàn) ，樣 機 試 驗 已經(jīng) 成 功 。擬 根 據(jù) 本 原 理 進 行 其 系 列 產(chǎn) 品 ，從 幾 瓦 到 數(shù) 幾 千 瓦 機 型 乃 至 到 數(shù)萬 千 瓦 機 組 的 設(shè) 計 開 發(fā) 。12 / 35四 、 項 目 計 劃 目 標 及 主 要 研 究 內(nèi) 容主 要 目 標項 目 目 前 處 于 研 發(fā) 階 段 ，其 核 心 技 術(shù) ，已 經(jīng) 申 請 國 家 專 利 ，研 制 的 水氣 浮 力 發(fā) 電 新 技 術(shù) ，在 理 論 論 證 的 基 礎(chǔ) 上 ，進 行 工 業(yè) 性 試 驗 ，對 各 系 列 產(chǎn)品 進 行 系 統(tǒng) 的 研 究 ，取 得 工 藝 技 術(shù) 參 數(shù) ，制 定 合 理 的 工 藝 流 程 。通 過 對 水 氣 浮 力 發(fā) 電 機 效 率 原 理 分 析 ，提 出 簡 單 確 定 浮 輪 機 額 定 功率 的 計 算 公 式 ，提 供 浮 輪 機 設(shè) 備 選 型 參 考 ；在 現(xiàn) 在 研 究 出 的 原 理 樣 機 基 礎(chǔ)上 ，試 制 輸 出 功 率60W，600W、6KW、18KW、36KW、360KW、3600KW 等 型 號 機 型 。預(yù) 期 經(jīng) 過 初 期 發(fā) 展 、單 機 分 散 研 制 、示 范 應(yīng) 用 、重 點 攻 關(guān) 、實 用 推 廣 、系 列 化 和 標 準 化 幾 個 階 段 的 發(fā) 展 ，在 科 學(xué) 研 究 、設(shè) 計 制 造 和 試 驗 、示 范 、應(yīng)用 推 廣 等 方 面 均 得 進 一 步 的 發(fā) 展 ，并 取 得 明 顯 的 經(jīng) 濟 效 益 和 社 會 效 益 ，同時 ，也 鍛 煉 培 養(yǎng) 一 批 素 質(zhì) 良 好 的 行 業(yè) 技 術(shù) 隊 伍 。為 確 保 項 目 實 施 及 試 驗 推 廣 工 作 順 利 進 行 ，建 設(shè) 小 試 基 地 ，用 于 小 功率 發(fā) 電 機 組 設(shè) 備 的 生 產(chǎn) 及 技 術(shù) 完 善 ，設(shè) 備 的 各 項 指 標 達 到 正 常 持 續(xù) 發(fā) 電 使用 的 情 況 ，并 盡 快 安 排 批 量 生 產(chǎn) 前 的 后 期 試 驗 和 試 產(chǎn) 試 銷 。第 二 期 建 設(shè) 和中 試 和 生 產(chǎn) 基 地 ，用 于 小 功 率 率 水 氣 浮 力 發(fā) 電 機 生 產(chǎn) 推 廣 銷 售 及 大 功 率 發(fā)電 機 組 設(shè) 備 開 發(fā) 的 及 技 術(shù) 完 善 ，為 產(chǎn) 品 走 出 試 驗 、推 向 市 場 、實 現(xiàn) 實 用 技術(shù) 商 品 化 創(chuàng) 造 條 件 。⑴ 項 目 完 成 后 形 成 產(chǎn) 品 系 列 ，通 過 國 家 科 技 部 組 織 的 成 果 鑒 定 ；⑵ 獲 得 項 目 核 心 技 術(shù) ——水 氣 浮 力 發(fā) 電 機 等 多 項 專 利 技 術(shù) ；⑶ 主 要 技 術(shù) 指 標 ：設(shè) 備 實 現(xiàn) 全 自 動 化 運 行 ；輸 出 功 率60W，600W、6KW、18KW、36KW、360KW、3600KW 等 系 列 產(chǎn) 品 。13 / 35研 究 與 開 發(fā) 內(nèi) 容本 項 目 在 原 理 樣 機 基 礎(chǔ) 上 進 行 產(chǎn) 品 的 小 試 ，進 一 步 論 證 中 試 樣 機 和工 業(yè) 化 生 產(chǎn) 的 設(shè) 計 方 案 ，為 新 產(chǎn) 品 中 試 及 產(chǎn) 業(yè) 化 目 標 的 實 現(xiàn) 奠 定 基 礎(chǔ) 。研 究 與 開 發(fā) 內(nèi) 容 包 括 設(shè) 計 方 案 的 制 定 （浮 輪 機 系 統(tǒng) 的 設(shè) 計 、增 速 齒 輪箱 的 設(shè) 計 ）；機 組 總 體 的 設(shè) 計 性 能 ；浮 輪 機 的 試 驗 （浮 輪 機 功 率 的 測 定 、客 戶使 用 意 見 反 饋 、水 氣 浮 力 發(fā) 電 場 運 行 測 定 ）；防 蝕 、防 銹 ；樣 機 修 改 設(shè) 計 ，工藝 改 進 以 及 小 批 試 制 等 。項 目 的 技 術(shù) 關(guān) 鍵 ，包 括 技 術(shù) 難 點 、創(chuàng) 新 點（1）項 目 的 技 術(shù) 關(guān) 鍵水 氣 浮 力 發(fā) 電 機 設(shè) 計 思 路 首 先 解 決 的 是 氣 源 ，水 氣 浮 力 發(fā) 電 機 應(yīng) 用在 天 然 氣 管 道 工 程 ，可 直 接 安 裝 在 天 然 氣 儲 氣 站 或 油 田 井 口 輸 氣 管 線 上 作為 動 力 源 ，利 用 氣 體 管 道 中 以 過 剩 壓 力 形 式 存 在 的 勢 能 驅(qū) 動 密 閉 多 級 串 聯(lián)的 水 氣 浮 輪 機 發(fā) 電 。氣 源 是 現(xiàn) 成 的 ，技 術(shù) 關(guān) 鍵 是 采 用 封 閉 式 水 氣 浮 力 發(fā) 電機 ，防 止 氣 體 泄 露 。水 氣 浮 力 發(fā) 電 機 技 術(shù) 應(yīng) 用 在 壓 縮 空 氣 蓄 能 工 程 技 術(shù) 領(lǐng) 域 ，采 用 普 通開 式 水 氣 浮 力 發(fā) 電 機 ，技 術(shù) 關(guān) 鍵 是 壓 縮 空 氣 蓄 能 技 術(shù) 的 應(yīng) 用 ，儲 氣 系 統(tǒng) 工作 狀 態(tài) 切 換 ，電 網(wǎng) 調(diào) 峰 或 風(fēng) 光 互 補 壓 縮 空 氣 儲 能 系 統(tǒng) 技 術(shù) 的 研 究 應(yīng) 用 ，解決 離 并 網(wǎng) 切 換 鍵 智 能 控 制 系 統(tǒng) 技 術(shù) 。（2）項 目 的 技 術(shù) 難 點水 氣 浮 力 發(fā) 電 技 術(shù) 涉 及 物 理 、數(shù) 學(xué) 、流 體 機 械 、液 壓 、金 屬 材 料 、電 子 、機 械 設(shè) 計 與 制 造 、發(fā) 電 等 多 個 學(xué) 科 交 叉 ，技 術(shù) 復(fù) 雜 ，難 度 大 ，科 技 含 量 相 當高 。攻 關(guān) 難 度 較 大 ，而 本 公 司 卻 實 現(xiàn) 了 理 論 創(chuàng) 新 、應(yīng) 用 創(chuàng) 新 、技 術(shù) 創(chuàng) 新 、工14 / 35藝 創(chuàng) 新 、結(jié) 構(gòu) 創(chuàng) 新 、和 設(shè) 備 創(chuàng) 新 。本 項 目 采 用 的 水 氣 浮 力 發(fā) 電 機 設(shè) 備 工 藝 和 本 公 司 自 行 研 究 開 發(fā) 的 水氣 浮 力 發(fā) 電 機 專 利 技 術(shù) ，是 開 發(fā) 新 能 源 的 一 條 新 思 路 ，關(guān) 鍵 工 藝 技 術(shù) 屬 于世 界 首 創(chuàng) 。（3）創(chuàng) 新 點① 理 論 創(chuàng) 新本課題在浮力輪系研發(fā)過程中解決的主要問題是根據(jù)浮漂杠桿扭矩力的關(guān)系的基礎(chǔ)上， 設(shè)計任何功率大小的發(fā)電裝置。水氣浮力發(fā)電技術(shù)最主要創(chuàng)新在于實現(xiàn)浮力旋動技術(shù)。水 氣 浮 力 發(fā) 電 利 用 水 與 空 氣 密 度 差 814 倍 的 性 質(zhì) ，由 專 利 核 心 部 件氣 壓 旋 轉(zhuǎn) 分 股 閥 使 水 氣 分 開 產(chǎn) 生 旋 動 的 水 氣 浮 力 驅(qū) 動 浮 漂 杠 桿 旋 轉(zhuǎn) 做 功 ，改 變 了 以 往 蒸 汽 機 、內(nèi) 燃 機 、氣 輪 機 靠 燃 燒 氣 動 壓 力 做 功 方 式 ，使 得 發(fā) 電不 需 要 燃 燒 ，只 需 要 靜 水 和 高 壓 氣 流 ，只 是 氣 壓 改 變 而 氣 量 不 變 。② 應(yīng) 用創(chuàng)新水 氣 浮 力 發(fā) 電 機 應(yīng) 用 在 天 然 氣 管 道 工 程 ，可 直 接 安 裝 在 天 然 氣 儲 氣 站或 油 田 井 口 輸 氣 管 線 上 作 為 動 力 源 ，或 應(yīng) 用 在 壓 縮 空 氣 蓄 能 工 程 技 術(shù) 領(lǐng) 域 ，采 用 電 網(wǎng) 調(diào) 峰 或 太 陽 能 、風(fēng) 能 壓 縮 空 氣 蓄 能 。③ 技 術(shù) 創(chuàng) 新項 目 所 設(shè) 計 開 發(fā) 的 特 殊 結(jié) 構(gòu) 的 氣 壓 旋 轉(zhuǎn) 分 股 閥 ，結(jié) 合 浮 漂 杠 桿 的 作 用 ，獨 創(chuàng) 性 的 開 發(fā) 了 浮 力 旋 動 技 術(shù) ，在 技 術(shù) 上 取 得 了 重 大 突 破 。水 電 站 采 用 高處 水 的 落 差 勢 能 來 帶 動 渦 輪 機 旋 轉(zhuǎn) ，水 氣 浮 力 發(fā) 電 采 用 低 處 靜 水 勢 能 帶 動浮 力 輪 旋 轉(zhuǎn) ，由 氣 壓 大 于 靜 水 勢 壓 產(chǎn) 生 浮 力 ，浮 力 使 輪 軸 旋 轉(zhuǎn) 利 用 了 氣 壓旋 轉(zhuǎn) 分 股 閥 特 殊 的 機 械 結(jié) 構(gòu) 實 現(xiàn) 。④ 工 藝 創(chuàng) 新15 / 35水 氣 浮 力 發(fā) 電 的 工 藝 機 組 總 體 的 設(shè) 計 從 浮 輪