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“我發(fā)明的中冷等壓吸熱空氣輪機,將宣告我國蒸汽動力時代的結(jié)束!”韓培洲語速飛快,厚厚的鏡片下目光閃爍。 “它能將熱效率提高到70%以上,如果我國電廠采用這種動力裝置,會節(jié)省下約一半的煤!”
從一個美術(shù)教師,到自學(xué)熱力學(xué),再到放棄教學(xué)醉心于提高發(fā)動機效率,民間發(fā)明人韓培洲,帶著他的系列發(fā)明,奔走在專家、企業(yè)與媒體之間,希望得到業(yè)內(nèi)認(rèn)可,獲得資金支持,使夢想變?yōu)楝F(xiàn)實。
這一夢想,始于1983年。
那時,韓培洲還在遼寧省阜新市第二十三中學(xué)擔(dān)任美術(shù)教師。自讀書時便喜歡發(fā)動機的他,在工作之余開始琢磨如何提高熱機效率。
二十多年過去了,他擁有了遠(yuǎn)程直升飛機、高速檔節(jié)能自動變速器等幾個較大的發(fā)明專利,但“在熱機效率方面的思路,直到最近幾年才有了突破”。隨后,他一鼓作氣發(fā)明了中冷等壓吸熱空氣輪機、中冷等壓吸熱熱氣機等一系列動力裝置。
“我已申請了專利,現(xiàn)在迫切需要獲得第三方專家的認(rèn)證。專家我也找了不少,但是他們有的看不懂,有的看懂了卻不愿意發(fā)表意見,還有的甚至一再勸我放棄?!彼f。
盡管到處吃閉門羹,盡管設(shè)想只能用圖紙和解說來展示,但韓培洲對于自己這套技術(shù)的市場前景,依然充滿了信心。
在他遞給記者的名片上,赫然寫著“世界最節(jié)能電廠發(fā)明人”。
對于下午與高歌教授的會面,他充滿了期待,他認(rèn)為自己的夢想即將實現(xiàn),“你們就是這一歷史時刻的見證人?!彼麑τ浾哒f。
“中冷等壓吸熱空氣輪機是一種適用于燃煤電廠發(fā)電的外燃動力裝置,它在低參數(shù)燃?xì)廨啓C的基礎(chǔ)上增設(shè)了一套配氣裝置和加熱器,”韓培洲介紹說,“在使用鍋爐作為空氣輪機外部熱源時,它利用空氣做工質(zhì),沒有普通電廠的蒸汽冷凝損失。設(shè)置的加熱器在配氣裝置的協(xié)調(diào)下,能基本吸盡鍋爐產(chǎn)生的熱量,直接提高燃料熱量的利用效率?!?/p>
另外,它還可把中間冷卻器和氣輪機的排熱引入鍋爐參與燃燒---通過回收利用這些熱量,大幅度提高中冷等壓吸熱空氣輪機的整體熱效率。
他告訴記者,中冷等壓吸熱空氣輪機的散熱損失很少,既不需設(shè)冷卻塔,也不向海水中放熱。
普通燃煤電廠采用由鍋爐、汽輪機和冷凝器構(gòu)成的蒸汽動力系統(tǒng)帶動發(fā)電機產(chǎn)生電力,由于流出汽輪機做功后的乏汽要經(jīng)冷凝器放出潛熱變成水再返回鍋爐,產(chǎn)生了大量的冷凝熱量損失(占總?cè)剂蠠崃康?5%~55%),使蒸汽電廠的發(fā)電效率只有35%~48%。
“這種蒸汽動力系統(tǒng)不但浪費了大量的煤炭資源,也排放了很多的二氧化碳和廢熱,”韓培洲說,“如果采用中冷等壓吸熱空氣輪機作為電廠動力裝置,不但熱量損失很小,而且很容易達(dá)到70%的有效效率,在充分加強中間冷卻器和加熱器的散熱吸熱能力后,也可能使有效效率達(dá)到80%的最高狀態(tài),成為人類有史以來最高效的電廠動力裝置?!?/p>
根據(jù)他的預(yù)測,采用中冷等壓吸熱空氣輪機對世界電廠進行改造后,世界每年可節(jié)省煤炭11億~16億噸,如每噸煤炭以200元人民幣計,折合美元后全世界電廠每年可節(jié)省煤炭費用約280億~420億美元。
“改造后的電廠可以大量減少二氧化碳的排放,迅速實現(xiàn)節(jié)能減排的發(fā)展目標(biāo)?!表n培洲說。
可以兩條腿走路
下午兩點半,北航高歌教授的辦公室。
這是韓培洲和高歌的第三次見面。高歌是能源與動力工程領(lǐng)域著名專家,早在1984年便憑借應(yīng)用于燃?xì)廨啓C的沙丘駐渦火焰穩(wěn)定器設(shè)計原理及方法獲國家發(fā)明一等獎。
“從理論上來講,韓培洲這套技術(shù)設(shè)備沒有什么大的問題。他在中冷回?zé)嵫h(huán)技術(shù)的實現(xiàn)上下了一些功夫,有一些新的技術(shù)構(gòu)想,添加了一些裝置使得中冷等壓回?zé)嵊锌赡艿靡詫崿F(xiàn),思路有一些閃光點,有一定的討論價值。但是他的技術(shù)方案是在略去了各種損耗的理想循環(huán)中構(gòu)想的,計算過于理想化,和真正的工程實踐有一定距離?!备吒枵f道。
高教授認(rèn)為,首先應(yīng)該組織一些專業(yè)人員對這套技術(shù)方案進行細(xì)致的考核、討論和檢視,提取價值,糾正錯誤,“如果能夠取得一部分人的認(rèn)可,就可以進入試驗階段,做一些小的基礎(chǔ)原理試驗,在現(xiàn)有的熱機上作一些改造,引入間冷的回路,再加上一些等壓回?zé)岬牟糠盅b置等?!?/p>
“另外,還可以兩條腿走路,”他補充道,“除了傳統(tǒng)的認(rèn)證、實驗,韓培洲的循環(huán)模式從風(fēng)險投資的角度來說可以試一試,不見得沒有效果。在工業(yè)領(lǐng)域,理論研究、應(yīng)用研究、工程實踐往往呈三劍齊發(fā)之勢。理論上不一定搞清楚,但是工業(yè)應(yīng)用要繼續(xù)往前走?!?/p>
他還說,韓培洲提出的循環(huán)模式在總體上和熱機循環(huán)研究的大趨勢基本符合,對提高熱效率有好處。在每個步驟上都采取了有利的措施,如果采用這些措施而且每一個措施都能發(fā)揮作用的話,熱機效率就會提高,甚至有可能超過卡諾循環(huán)(理想的循環(huán)狀態(tài))。
高歌告訴記者,在過去的60多年中,平均十年壓氣機效率提高1個百分點,整機效率提高0.7個百分點。如果這套功能循環(huán)裝置確實可行,它可以有效提高動力裝置的效率,“其結(jié)果肯定不像韓培洲認(rèn)為的那樣能提高到70%,但是即便提高了20個百分點,都有重大意義?!?/p>
亟需引入產(chǎn)業(yè)資本
“我們往往不肯接受中國人自己提出的尤其是涉及基礎(chǔ)理論的觀點。另外,還有一派偽科學(xué)在混淆視聽,這些都對我們營造自主創(chuàng)新的輿論氛圍很不利。”提起韓培洲一再被拒之門外,高歌分析道。
解放后,我國逐步建立了比較雄厚的工業(yè)生產(chǎn)基礎(chǔ),但是作為引導(dǎo)性的科研系統(tǒng),目前在很大程度上還是一個跟蹤仿制引進體系,帶有很大的依賴性,自主創(chuàng)新相對來說少得多。
在科研方面形成的思維定勢一時之間很難打破。
另外,在創(chuàng)新投資方面,我國也亟需引入產(chǎn)業(yè)資本。
“目前我國在個人發(fā)明、創(chuàng)新方面的投資非常少,”高歌說,“很多國家,如美國,其投資基金本身就含有創(chuàng)新投資。尤其是風(fēng)險投資,其目標(biāo)很明確,投資十個,成功一個就可以,實際上成功率最多就是5%,而我國總是希望投一個成一個?!?/p>
他介紹到,在工業(yè)生產(chǎn)實踐上,國外公司的智囊團經(jīng)常分兩個班子,一個班子都是空想家,即思路很開闊的技術(shù)人員,他們想出很多新鮮的點子,直接送達(dá)總裁,總裁再將一些感興趣的點子轉(zhuǎn)到另一個負(fù)責(zé)邏輯論證和思路實現(xiàn)的班子那里。如果這個班子認(rèn)為絕對不能實現(xiàn),那就是目前還辦不到,但如果可以,就會小量試驗,初步成功的話就可以改進。
“做科學(xué)研究不一定要受過專業(yè)教育或者在專業(yè)系統(tǒng)工作多年,因為一旦進入圈子以后思維容易受限、僵化,這是科研工作者的一個普遍弱點?!备吒枵f,“作為一個技術(shù)科學(xué)專家,我經(jīng)常接觸到民間創(chuàng)新,其間偶爾也有閃光點。比如,韓培洲就是民間中的高水平?!?/p>