提高发动机效率的方法与流程

文档序号:15578899发布日期:2018-09-29 06:19

本发明涉及发电厂技术领域,具体为提高发电厂发动机效率的方法。



背景技术:

热力发电的最大缺陷是热量的损耗严重,制约了发电效率的提高。而现有的发电厂所使用的都是高温、高压的发电系统,效率较低,很难再提高其能量的转化率。如何提高发动机的效率,成为热力发电领域的主要研究方向。现有发电厂蒸汽轮机为半封闭结构,因为蒸汽轮机是由叶轮、叶片组成,叶片之间有间隙,如果转速太低将会出现高温高压的气体从叶片间隙未充分做功就流失现象。



技术实现要素:

为了解决现有发电厂发电效率低的问题,提供一种提高发动机的综合效率的方法,提高热能转化率。

具体方法为,发动机(外燃机、内燃机)为了提高效率,均应该降低发动机转速,发动机连接增速箱增速后再将力量输出做功,可用于汽车,轮船,火车,飞机,汽油发电机,柴油发电机,电锯,除草机,等一切需要用到的发动机做功的机器或者动力系统中,火电厂、太阳热能发电系统为了提高效率也应该将现有蒸汽轮机替换成气缸与活塞(受压运动单元)密封式的蒸汽发动机,因为叶片式的蒸汽轮机叶片之间有间隙,无法有效控制蒸汽的流速。 密封式的蒸汽发动机可以在较低转速下运行,可以控制蒸汽发动机的进气量、进气流速、时间,提高转化率,从而提高整个发电系统的效率。

本发明所涉及的方法,能够有效的提高热机的综合效率,提高热能转化率。

附图说明

无。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作进一步说明。此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。

实施例:为了提高效率也应该将现有发电用的蒸汽轮机替换成气缸与活塞(受压运动单元)密封式的蒸汽发动机,因为叶片式的蒸汽轮机叶片之间有间隙,无法有效控制蒸汽的流速,而密封式的蒸汽发动机可以通过控制进气压力、时间段,使发动机在低转速下运行,可适用于低压热力发电。如专利申请号2017109763929所涉及的低压热力发电系统中,蒸汽发动机采用气缸与活塞封闭式的结构,或气缸与受压运动单元封闭式的结构。例如专利申请号2017205775462涉及的旋转式发动机,采用密封结构,通过灌入一定压力的蒸汽进入发动机中,压迫受压运动单元旋转进行做功,可应用替换现有发电系统中的蒸汽轮机。降低蒸汽发动机的转速,发动机转速越低,综合效率越高。降低气缸与活塞(受压运动单元)封闭式蒸汽发动机的转速,发动机低速旋转后由输出轴输出做功或连接低转速发电机或者接变速箱提升转速后做功。气缸与活塞(受压运动单元)封闭式发动机转速越低,由发动机排出的做功不完全的蒸汽或者其他工质将会随着发动机转速的降低而减少,从而减少了能量损失,并且发动机转速越低,气缸与活塞摩擦力越少,进一步减少能量损失。

以旋转式发动机为例,受压运动单元(活塞)受压表面积1.55×1.55×3.14159265≈7.55平方厘米;气缸内径27.2厘米;输出轴直径3厘米;杠杆力27.2÷3≈9倍;气缸的容积7.55×7.55×(27.2÷2+21÷2)×3.14159265≈571.63立方厘米;气缸内每秒灌入111.38℃的饱和水蒸汽,压力1.5个大气压,蒸汽比焓2693.4焦耳/克;蒸汽密度0.000862克/立方厘米的饱和水蒸汽的质量是571.63立方厘米×0.000862克/立方厘米≈0.5克;气缸内饱和水蒸汽的比焓2693.4焦耳/克×0.5克≈1324焦耳。设每平方米太阳光辐射热值1380瓦,等于1380焦耳/秒,即1324焦耳/秒÷1380焦耳/秒≈95.94%,即气缸内的0.5克水蒸气含有1324焦耳的热量,有1.5个大气压作用于受压运动单元。受压运动单元受到蒸汽压力的推动旋转将力通过直径是3厘米的输出轴输出的力是7.55平方厘米×1.5个大气压/平方厘米×9≈102公斤力,气缸的周长24.1厘米×3.14159265≈76厘米≈0.76米,即102公斤力×0.76米≈77.5公斤力*米。由于外界大气压是1个大气压,所以气缸内水蒸气压力实际输出的力是1.5个大气压-1个大气压=0.5个大气压,即7.55×0.5×9≈34公斤力,34公斤力×0.76米25公斤力*米。设1千瓦的发电机转速360转/分钟,1÷360×9549≈26.5牛.米≈2.7公斤力*米,设旋转式发动机转速60转/分钟,此转速为了满足发电机的正常需要,需要旋转式发动机接增速器,提速,增速6倍连接发电机,所以发电机转动6转,发动机旋转1转,即2.7公斤力.米×6≈16公斤力*米。设整个热机系统综合机械效率为64%,即25公斤力*米×64%=16公斤力*米。总结:发动机(外燃机、内燃机)为了提高效率,均应该降低发动机转速,发动机连接增速箱增速后再将力量输出做功。可用于汽车,轮船,火车,飞机,汽油发电机,柴油发电机,电锯,除草机,等一切需要用到的发动机做功的机器或者动力系统中。

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