氢发动机发电机组准备进行内部评估

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Mitsubishi Heavy Industries 2024-05-29

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三菱重工发动机与涡轮增压器有限公司 (MHIET) 是三菱重工株式会社 (MHI) 集团的一部分,一直致力于氢内燃机的商业化,并将其作为支持三菱重工集团 MISSION NET ZERO 宣言的关键产品,该宣言旨在到 2040 年实现净零排放。

2021年,三菱重工机械公司在日本产业技术综合研究所(AIST)进行了测试,建立了在其GSR发动机系列开发的缸径为170毫米、活塞行程为220毫米的单缸发动机中实现100%氢气稳定燃烧的技术。

作为商业化的下一步,三菱重工已完成 500kW 级输出功率的 6 缸氢发动机发电机组(注 1)和氢气供应设施的建设,该设施用于将拖车运送的高压氢气以减压方式供应给发电机组。三菱重工将从使用日本城市燃气进行试运行开始,旨在于本财年内确认氢气运行时在 100% 负荷下稳定燃烧。

作为这一系列测试的一部分,将对新开发的氢发动机进行全面评估,包括燃烧稳定性、性能和可靠性。考虑到氢的特性(注2),还将对发电机组所需的安全性和其他性能进行评估。计划在测试中使用绿色氢(使用可再生能源产生的电力生产,不排放二氧化碳)

通过将整个开发过程(从设计到评估)置于一个前提下,可以快速实施评估发现的改进。MHIET 旨在加速商业化进程,目标是 2026 财年。

往复式发动机具有独特的结构,可燃烧各种燃料。氢发动机被认为是实现碳中和的能源转型的有前途的技术。特别是,使用氢发动机的发电机组可以因此为分布式电力系统的碳中和做出贡献,因为它们在满足电力需求的同时不会排放二氧化碳通过示范测试,三菱重工集团致力于通过扩大氢的使用来帮助实现碳中和社会。

  • 1使用氢发动机发电所需的一套设备,包括安装在发动机输出轴上的发电机、运行发电机组所需的辅助设备(燃料气体、润滑油、冷却水、进气和排气的管道系统以及发电机控制面板),以及容纳和保护发电机和辅助设备的外壳。
  • 2相较于天然气,氢气的可燃性极高,能够以与静电相当的能量点燃,燃烧范围更广。此外,由于分子小且易泄漏,因此氢发动机发电机组需要严格的安全措施,例如冗余防漏、泄漏检测、整体系统安全停止以及通风以避免气体积聚。

三菱重工氢发动机开发先前发布的内容

1. 单缸发动机上 100% 氢气的稳定燃烧

三菱重工工程技术研究所利用纯氢对氢发动机进行燃烧测试——与日本产业技术综合研究所联合开展项目,旨在实现 100% 氢燃料的稳定燃烧,实现无碳氢经济

在日本产业技术综合研究所(AIST)测试了由MHIET 4冲程燃气发动机GSR系列(6至16缸)改装的单缸发动机(缸径170mm,活塞行程220mm)。在与AIST的联合研究项目中,实现了100%氢燃料的稳定燃烧。

2. 城市燃气与氢气双燃料在商用燃气发动机热电联产系统中的试运行

成功在用于热电联产系统的商用燃气发动机上进行城市燃气和氢气混合燃料燃烧的试运行——在日本首次以 35% 的氢气混合燃料燃烧率进行额定运行

东邦燃气和三菱重工工程公司首次在日本试运行中成功实现 35vol% 氢混合燃料的额定运行。该测试在爱知县东海市的东邦燃气技术研究所使用三菱重工现有的一台燃气发动机进行。

3. 实现5.75MW燃气发动机热电联产系统高达50vol%氢气的稳定燃烧

MHIET 在单缸测试发动机上实现高达 50vol% 氢气的稳定燃烧

使用在各行业中得到广泛认可的KU系列燃气发动机(3.65~5.75MW),对基于5.75MW热电联产系统开发的单缸发动机进行了试验。以降低CO 2排放量为目标,验证了在额定输出功率下,氢气混合量高达50vol%的条件下的稳定燃烧。

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