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三菱重工在近期成功试制出新一代联合发电机组,这一由固体氧化物燃料电池(SOFC)和微型燃气轮机(MGT)两种不同发电系统所组成的联合发电机组,在日本国内是首次成功。受日本新能源与产业技术综合开发机构的委托,三菱重工自2004年起开始研发该系统,并于近期在下属的长崎造船厂试验成功了75千瓦的该发电机组。基于上述开发的成功,三菱重工计划从今年10月起,开始制造200千瓦级的联合发电机组。在这之后也将继续研发容量更大、效率更高的发电机组,为将来的商用开发打下基础。
固体氧化物燃料电池采用陶瓷为材料,它通过空气中的氧气和经由改良后城市燃气中提取的氢气发生化学反应,直接产生电能。SOFT-MGT联合发电机组所利用的,是从SOFC排放出的氢气和热空气,其中的氢气来源于未经化学反应的城市燃气。而微型燃气轮机就是在这些氢气和热空气的驱动下进行发电。这一发电系统的发电效率预计可大幅超过传统发电系统,达到 50% 以上。
支撑本系统成功的关键技术为,两种不同发电系统的配置:静态的化学反应装置(SOFC)以及动态的高速回转机械(MGT)在连接时所需要的压力控制技术;以及保持低热值燃料稳定燃烧的技术。
压力控制技术,是根据燃气轮机运行所需的压力条件,将送入SOFC中的城市燃气以及高压空气的压力始终控制在同一水平。
低热值燃料稳定燃烧技术方面,则采用了本公司在工业用燃气轮机中针对低热值燃料而研发的专用燃烧器,使微型燃气轮机也实现了连续高效运行。
三菱重工把运用了SOFC的大规模联合发电系统,视为继核电系统和高效火力发电系统之后,又一有效降低二氧化碳排放量的运作方式。由于其与天然气燃气轮机组成联合发电系统的效率可达 60%-70%,与煤炭气化复合发电(IGCC)组成联合发电系统的效率可达50%-60%。因此,三菱重工将加速研发应用于“SOFC+燃气轮机+蒸汽轮机”复合发电系统的各项技术。
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