京津冀节能技术改造与服务供需对接会| 北京工业大学环境与能源工程学院王景甫教授：动力机械装备研发及其在节能中的应用

2019年6月5日，京津冀节能技术改造与服务供需对接会在北京渔阳饭店召开。北京工业大学环境与能源工程学院王景甫教授发表了《动力机械装备研发及其在节能中的应用》的主题演讲。

以下是演讲原文：

主持人：锅炉是节能领域重要领域，也是一个至关重要的领域，动力也是如此，那么下面我们请北京工业大学环境与能源工程学院王景甫教授介绍《动力机械装备研发及其在节能中的应用》，大家欢迎。

王景甫：各位领导、各位专家、各位来宾，上午好！刚才齐国利博士涉及到化学能向热能转化的锅炉技术，下面刚才说了，我就要介绍涉及到热能和机械能转化的动力机械节能技术，分成四部分。

动力机械和流体机械。

我们通常说是动力机械，这是流体机械，实际动力机械也是流体机械一部分，是它的工作原动机，输出功的机械，我们说的流体机械分机是工作机。

动力机械与能源利用。

我们都知道第一次世界工业革命，包括我们人类文明的发展，都离不开瓦特发明的蒸汽机，工业发电、水力发电，以及我们现在发展可再生能源发电、核能发电、余热利用，都离不开动力机械，更别说交通工具。就像刚才费维扬院士讲的化工一样，蒸汽机也是这样，让我们又爱又很。蒸汽机的发明给我们带来能源环境的问题，刚才讲的地球暖化，北极的雪融化，也有我们京津冀的地区污染，这都是存在的。去年6月份，《环球学报》说蒸汽机的发明打开了潘多拉的盒子，能否关上我们不得而知，但是我们可以关小，关小就是节能减排。我们来看2010年-2030年20年的节能投资，可再生能源是2.4倍，碳10.8倍，对于二氧化碳减排的贡献，节能也占到57%，说明节能的重要性。那到底节能怎么节？动力机械。前几年在一个小圈内，专业圈内有一个主流能源的技术之争，大部分专家认为，主流技术就是热功转化。动力机械的工作，有三条主流技术，动力机械节能对提高我们整个的能源利用效率，也就是能效具有重要战略意义。那么动力机械节能特点是什么，肯定是某一个动力系统的核心或者是心脏，但是动力机械节能，或者是能效提高一定是着眼于系统，设备很好，系统不好，也不会有高能效。所以当然是从设备层面，我要好的设备，过程层面，要落到系统层面提高能效。

火力发电厂先不讲，我主要讲节能中的中低温热源。它们的动力系统的能效提高问题，都是一样的。动力机械节能技术的重点，放在什么地方？我认为现在我们国家，应该放在中低温热源，就是包括中低温余热和可再生能源，包括生物、地热。这么多年节能做下来，高温的、中温这里面有一些图，都做的差不多，剩下大部分都是低温的，而低温的利用难度很大，需要进行能级提升，所以余热的能级提升是重要的一个部分。它的瓶颈在什么地方？大家知道，一个是小型的膨胀机，汽轮机做不小，它的工质膨胀大。还有一个低温火力发电，热电比较低，发热效率比较低，所以需要高效的膨胀机和系统的优化设计。

下面我们说膨胀机。蒸汽机做不小，剩下的选择是比较小的。双螺杆和单螺杆，所有的压缩机都有。原来美国日本的压缩机，现在我们国家也有生产，大概的原理是一根轴，两个轮，噪音高，效率低，可以低温作业。经过10年的时间，我们把这个设计理论方法和它整个的统一设计都搞出来了，加工系统也做完了，而且是数字化的设计平台，这是世界上第一个做出来的。现在做出来大约5种型号，最大的做到176千瓦，效率也是在世界上领先的，这是膨胀机的性能。还做了一个天然气输送得高压膨胀机，最高做到50大气压。还有6种型号的单螺杆压缩机，最大的200毫米轴，最小是42。我这里重要说的，膨胀机的性能好，除了额定设计性能好以外，还要兼顾工况变化的时候，是不是能在高性能区间，这个区间多宽，这是一个特别重要的问题，因为机械在很多时候是偏离设计工况的，而偏离工况的时候，要仍然能在具有较高效率的区间工作。

地热供暖做的比较好，现在供暖和发电大约是一半一半，发电要地热水，也因为有膨胀机，所以要求的温度低。

再回到一个系统来讲，膨胀机是很重要的动力机械，系统更重要，要分析你实际系统的不同。我们说一个动力系统总有压降，在这个区域降多少影响很大，尤其是对这种低温发电，低压区压力的地方，一定要严格控制压力的降低，降的越少越好。

热泵。二氧化碳高温热泵，西安交大和江苏有一个公司做的，效率可以达到70%。清热供暖空气源热泵，北京市煤改电农户做的空气源热泵最舒适，最主要是解决低温性的燃烧，提高空气源热泵的低温性能，提示还需解决不停机负荷下的除霜，这也是一个技术路线。

实现一户一户单独供热不容易做好，最好实现大中型容量集中安装使用，这也是一个方向。等等。

主持人：感谢王教授，根据会议的安排，我们休息5分钟，然后继续后面的议程。请大家欣赏一些宣传片，同时希望大家准时及时地继续下面议程，我们时间锁定在10点45分。