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液氧煤油发动机技术进军国民经济主战场面面观
发布时间:2015-09-22      信息来源:中国航天报

9月20日,由中国航天科技集团公司六院研制的以绿色环保新一代液氧煤油发动机为“心脏”的长征六号运载火箭升空,将20颗卫星送入太空,实现了我国新一代运载火箭和液氧煤油发动机的双双首飞。

而长征六号火箭新动力的技术、管理和理念,也正不断助推着人们绿色品质工作和生活环境的形成。

打造绿色生活圈

“长六”液氧煤油发动机的一个重要的特点,就是绿色环保。火箭发动机通过燃烧产生巨大的推力,将我国新一代运载火箭推向太空。六院在科研过程中,掌握了发动机热能控制技术,拥有了低压低热值燃气燃烧等为代表的十余项燃烧技术,形成了以燃烧产物的组分模拟计算为核心的焚烧处理技术。

电是人们生产、生活中的必要资源,水泥是建筑行业中不可缺少的材料,二者都与现代人类的生产、生活息息相关。而火电厂、水泥窑炉排放的烟气因污染着人们赖以生存的空气而饱受诟病,煤化工、炼油厂及天然气厂排出的废气也污染着空气。

六院利用发动机燃烧技术自主研发出衡算软件,运用流场模拟和物理模拟试验能力,依托“长六”发动机数值模拟研发平台,对浓度场、温度场进行精确模拟,确立最合理的脱硫脱硝的布置方案,降低烟气脱硫脱硝的成本,提高脱硫脱硝的效率,研制出硫回收、脱硝的成套工艺技术及装备,有效地控制了硫、硝等有害物质向大气排放。对于燃煤锅炉烟气治理,六院掌握了有效的解决技术,使锅炉烟气中的硫、硝、尘近乎于“零”排放。

对于难降解的危险废弃物,六院还研发了焚烧处理综合解决方案,可处理含氯尾气、一氧化碳尾气,含盐有机废液、固体废弃物等,同时回收热量,有效控制二次污染,实现达标排放。

水是人类生存的保障。依托发动机试验废水处理、测控、低温应用及技术,六院对于各类废水的处理研发了成套的设施和系统,让工业废水达标排放,减少对河流、土壤的污染。

六院研发生产的电动机、发电机组、水轮机高效节能,等级超过国家标准中的有关能效要求,也应用于驱动各种通用机械,在石油、化工、冶金、钢铁、电力等各种工矿企业中作为原动力。同时,该院还大力发展余热利用技术——ORC技术,采用有机工质朗肯循环来回收工业烟气余热、工业废水等余热进行发电或提供动力,既实现了能源的回收利用,又减少了二氧化碳等有害气体的排放。

科技改变生活

从地面到飞天,液体火箭发动机多在高温、高压、高转速、易燃、易爆的条件下工作,某些部件还在超低温下工作,因而在许多领域拥有其所独有的技术优势。六院利用发动机的涡轮流体技术、特种密封技术、燃烧技术、传热技术、特种焊接技术及特种工艺等,形成了带有航天特色的航天技术应用产品,让人们在工作和生活中,感受到了“科技改变生活”的神奇。

环保、安全的工作环境,是人们在工作中首先关注的重要内容。利用发动机涡轮技术、流体技术,六院研制的大型高效流体输送泵,结构紧凑,振动小,噪音低。当人在泵房巡查、工作时,会感到身心舒适。研制的全自动远程控制煤矿井下压裂泵组,能够实现5公里外的可视操作,可降低煤炭开采粉尘80%以上,保证安全与洁净。

在石化等行业,设备上普遍装备安全阀。六院研制的安全阀采用航天特种工艺,保证了密封性能和使用长寿命,能够在较小的超压下迅速全面开启,排放介质保护设备,可适用温度从-196摄氏度到+596摄氏度,让人放心、安全地工作。

工作中,人们希望设备和工具用起来顺手、可靠、开合迅速、尽量不发生故障。六院研制的液气输配阀门,是输配管路压力、流量调节的关键装置,广泛用于成品油、原油、化工原料、水灯物料的输送。

其中,先导式水击泄压阀不但泄放量大,而且响应迅速、可靠性高。森警式消防泵轻便、振动小,一个人背着就可以灭火,用起来非常顺手。变流稳压建筑消防系统,采用发动机涡轮泵流体技术,在转速不变的前提下,当流量从零到额定值变化时,扬程恒定,消防员使用时,不用担心水量是否够多而影响扬程引起故障。

性能精良的设备,就像勇士的战马一样被工作人员所青睐。借鉴发动机技术用来输送原油、清水等液体的高效输液泵,扬程最高可达2000米,超过了以陡峭著称的华山的高度,用于输油泵站、煤化工、化工企业批量装备,具有无故障工作时间长、高效、安全的特点。而适用于化工领域的高速泵可以在-130摄氏度到+340摄氏度的温度中使用,最大转速可达到每分钟3万转,一眨眼的功夫,就可达到500转。为工程机械、液力叉车配套的液力变矩器,让人们在施工中遇到不同吨位级的物品时,可以游刃有余地变档,工作省力而有效。

在百姓的日常生活中,从发动机技术衍生而来的一些“生活小帮手”也派上了大用场。在厨房的IC卡燃气表中,六院用精密电控技术研制生产的智能流体表,计量精度高达0.0002立方米,比同类产品高出50倍。墙上壁纸的塑料膜用手轻轻一拉往往容易变形。用六院研制的柔版印刷机生产壁纸时,印刷机上连续滚动200米后不起一丝皱纹。六院还利用电控、仿真、流体技术研制成热水器,让人随时喝上新鲜水,杜绝千沸水、阴阳水、隔夜水,且节能达80%。(李雪平)

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