本報記者 王僖
11月20日下午,濰柴發布全球首款本體熱效率52.28%商業化柴油機和全球首款本體熱效率54.16%商業化天然氣發動機。經美國西南研究院查新檢索證明,濰柴柴油機與天然氣發動機本體熱效率均為全球首次超過52%、54%。
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濰柴發布全球首款本體熱效率52.28%商業化柴油機和全球首款本體熱效率54.16%商業化天然氣發動機 記者 王僖 攝
內燃機可靠性國家重點實驗室主任譚旭光表示,濰柴實現三年三大跨越,繼2020年柴油機本體熱效率突破50%,今年1月突破51%后,此次再突破52%大關,標志著濰柴在科技“無人區”取得了新的重大突破。
對于后來居上的本體熱效率突破54%的天然氣發動機,南德認證檢測(中國)有限公司中國大區總經理邢瑞江接受《證券日報》記者采訪時表示,“雙碳”背景下,濰柴創造性地把高效增壓、低阻力、低摩擦等柴油機高熱效率關鍵共性技術,應用在天然氣發動機上。經過檢測,該款天然氣發動機的本體熱效率突破了54%,這在全球屬于領先水平。
三年三個臺階
持續攀登柴油機熱效率高峰
“熱效率水平被視為一個國家柴油機技術綜合實力的標志,是全球柴油機行業125年來的共同追求。”譚旭光表示。
2020年9月,濰柴發布全球首款本體熱效率50.23%的柴油機;2022年1月,濰柴再次將柴油機本體熱效率提升到51.09%,持續引領全球內燃機行業。譚旭光說,“此次濰柴再把柴油機發動機本體熱效率提高一個百分點,進一步擴大了對國際一流競品的領先優勢,讓中國柴油機行業再次創造了世界新的巔峰。”
采訪中,濰柴動力發動機研究院副院長竇站成博士向《證券日報》記者介紹,此次濰柴的科技工作人員,歷時300多天的時間,在協同燃燒、協調設計、排氣能量分配、分區潤滑、智能控制技術等原有五大技術的基礎上,運用全新的系統工程理念,開發了四大新技術——3D精準增壓設計技術,讓增壓器運行效率提升5%;空氣隔熱技術,使缸內傳熱降低15%;高效流通技術,有效降低進、排氣管路阻力,讓發動機呼吸更順暢;雙主噴技術,提升燃油與空氣混合,燃燒速度提升5%。通過一系列技術攻關,將柴油機本體熱效率提升至52.28%的新高度,再次刷新全球紀錄。其間,申報專利162項,授權專利124項。
據了解,發動機本體熱效率是指不依靠余熱回收裝置,將柴油燃燒的能量轉化成發動機有效輸出功的比例。本體熱效率越高,發動機的經濟性越好。濰柴三年三大突破,不僅極大提升了我國在全球內燃機行業的話語權,也將帶來巨大的經濟效益和社會效益。
據介紹,與市場現有主流產品(平均46%熱效率柴油機)相比,52.28%本體熱效率技術的商業化應用,可實現油耗、二氧化碳排放分別降低12%。每年可為我國節油1900萬噸、減少二氧化碳排放量6000萬噸。在國家全面倡導綠色低碳高質量發展的大勢下,該技術的自主突破,意義重大。
天然氣發動機后來居上
成就目前熱效率最高的熱力機械
本次發布會上,最為亮眼的當屬“后來居上”的本體熱效率突破54%的天然氣發動機。譚旭光表示,“這一成果是全球天然氣發動機技術領域新的歷史性重大突破,是對內燃機行業的一次革命性顛覆,天然氣發動機熱效率首次超越柴油機,成了熱效率最高的熱力機械。”
而這一“歷史性重大突破”的背后,是濰柴歷時10多年規劃、5年技術攻關,以及全球供應鏈共同努力、自主正向開發的成果。
當前,能源變革正催生多元動力發展,天然氣發動機在內燃機減排降碳中發揮著重要作用。作為天然氣發動機的領軍企業,濰柴獨占全球大功率天然氣發動機70%的市場份額,產銷量穩居世界第一。
濰柴方面表示,早在2008年濰柴就已開始著手布局天然氣缸內直噴技術。2012年成功開發出中國第一臺大功率缸內高壓直噴壓燃式天然氣發動機。為進一步實現天然氣缸內直噴系統及核心零部件的自主可控,2018年以來,濰柴研發團隊持續攻關高效高壓直噴天然氣發動機關鍵技術。在42%的行業水平上,實現天然氣發動機本體熱效率兩次巨大飛躍——于2020年、2021年分別突破45%、50%。
濰柴動力未來技術研究院院長助理賈德民博士向《證券日報》記者介紹,2022年濰柴研發團隊首創了雙燃料融合噴射多點稀薄燃燒技術,實現燃料噴射的精準控制,燃燒速度提升100%;發明了以雙臺階燃燒室系統為核心的雙燃料融合噴射燃燒系統,提升發動機熱效率的同時降低污染物排放。今年11月成功將天然氣發動機本體熱效率提升至54.16%,滿足國六排放標準,并遠超國外企業47.6%的最高水平。期間累計申報專利165項,授權專利135項。
“相比普通天然氣發動機,燃料費用節省20%以上,碳排放水平降低25%,全行業每年可減碳3000萬噸。”賈德民說。
因此,濰柴在柴油機和天然氣發動機熱效率領域的重大突破,將對我國節能減排產生巨大的推動作用。如果全部切換,預計每年可為我國減少碳排放9000萬噸。
(編輯 白寶玉)
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