觀古知今 | 從蒸汽機(jī)發(fā)展史來看代替?zhèn)鹘y(tǒng)鍋爐的“蒸汽機(jī)”打破陳規(guī),出汽速度縮短至5秒
《全球通史》作者L.S.斯塔夫里阿諾斯說,“蒸汽機(jī)的歷史意義,無論怎樣夸大也不為過。”
在工業(yè)文明發(fā)展史中,蒸汽機(jī)的出現(xiàn)使人類從依靠人力、畜力等原始動(dòng)力中解脫了出來,實(shí)現(xiàn)了機(jī)器大生產(chǎn),帶領(lǐng)人類進(jìn)入了蒸汽時(shí)代。想要了解蒸汽機(jī)發(fā)展文化, 很容易就會(huì)聯(lián)想起年少時(shí)聽到的那個(gè)故事:有一天瓦特看到燒開的水壺的蓋子被不斷的頂起來,于是發(fā)明了蒸汽機(jī)。然而,查閱歷史,我們可以知道蒸汽機(jī)的發(fā)展有上千載的改進(jìn)和演變過程,這個(gè)過程大致經(jīng)歷過三個(gè)重要階段。
第一階段
利用蒸汽實(shí)現(xiàn)機(jī)械做功可追溯到公元1世紀(jì)古希臘力學(xué)家希羅發(fā)明的汽轉(zhuǎn)球,但汽轉(zhuǎn)球只是一種玩具,并沒有什么實(shí)用價(jià)值。
1679年,法國(guó)物理學(xué)家帕平(Denis Papin)發(fā)明的高壓鍋采用了杠桿式安全閥。
1690年帕平根據(jù)安全閥的工作原理發(fā)明了活塞式蒸汽機(jī),不過帕平只是對(duì)設(shè)計(jì)原理進(jìn)行了思考,并沒有真正制造出可使用的蒸汽機(jī)。
后來,英國(guó)發(fā)明家和工程師塞維利(Thomas Savery)仔細(xì)對(duì)帕平設(shè)計(jì)方案進(jìn)行了研究,發(fā)明了塞維利機(jī),被命名為“礦山之友”,并申請(qǐng)了世界上第一個(gè)蒸汽機(jī)專利。塞維利機(jī)主要由兩個(gè)部分組成:一是鍋爐,二是密閉的工作容器。不過,塞維利機(jī)效率很低。后來帕平便根據(jù)自己的理解更新了設(shè)計(jì),企圖改進(jìn)鍋爐,但因?yàn)槠飘a(chǎn)向皇家學(xué)會(huì)申請(qǐng)研究經(jīng)費(fèi)時(shí)遭到塞維利百般阻撓,改進(jìn)計(jì)劃胎死腹中。
直到1712年紐可門機(jī)的出現(xiàn)標(biāo)志著蒸汽機(jī)革新中第一階段工作的完成,紐可門機(jī)一直使用到18世紀(jì)60年。

第二階段
1763年瓦特被要求去修理一臺(tái)學(xué)校的紐可門模型機(jī),他修好之后還對(duì)其工作原理、熱機(jī)效率、制造工藝等一系列問題進(jìn)行了深入思考。
1769年瓦特設(shè)計(jì)了帶有分離式冷凝器的蒸汽機(jī),使蒸汽機(jī)的效率提高了3倍。在經(jīng)過長(zhǎng)期革命性的改進(jìn)之后,紐可門機(jī)完全成為了瓦特蒸汽機(jī)。到1824年,瓦特蒸汽機(jī)就生產(chǎn)了1165臺(tái),紡織、采礦、冶金、造紙等工業(yè)部門都先后采用蒸汽機(jī)作為動(dòng)力。

第三階段
隨著工業(yè)時(shí)代的發(fā)展,低壓蒸汽機(jī)(蒸汽壓力0.11~0.13MPa,瓦特也屬于低壓蒸汽機(jī))已不能滿足需求。
19世紀(jì)初,高壓蒸汽機(jī)迎來發(fā)展。1800年英國(guó)的特里維希克(Richard Trevithik)發(fā)明了高壓蒸汽機(jī),他的目的是牽引蒸汽機(jī)車,并于1802年申請(qǐng)了專利。1801年,美國(guó)工程師、發(fā)明家埃文思也制造出了高壓蒸汽機(jī),盡管相比低壓機(jī)只有5馬力,但它的體積只有傳統(tǒng)蒸汽機(jī)的1/25。
19世紀(jì)初,蒸汽壓力達(dá)到0.35~0.7兆帕,試驗(yàn)中用到5.6兆帕,20世紀(jì)20年代曾用到6~10兆帕。在蒸汽溫度上,19世紀(jì)末還不超過250℃,而到20世紀(jì)30年代曾用到450~480℃。蒸汽壓力和溫度的提高,極大的提高了蒸汽機(jī)的效率,不過遠(yuǎn)不能使人滿意,紐可門蒸汽機(jī)效率大約為0.5%,瓦特初期連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)的蒸汽機(jī)按燃料熱值計(jì)總效率不超過3%;到1840年,最好的凝汽式蒸汽機(jī)總效率可達(dá)8%;到20世紀(jì),蒸汽機(jī)最高效率可達(dá)到20%以上。此后,盡管人們做了多種嘗試,但熱機(jī)效率幾乎沒有什么提高,直到卡諾發(fā)現(xiàn)了卡諾循環(huán),提出卡諾熱機(jī),指明熱機(jī)效率在理論上等于
n=1-T2/T1
n表示熱機(jī)效率,T2表示低溫?zé)嵩矗琓1表示高溫?zé)嵩础N覀冎捞岣哒羝麎毫Γ谕润w積情況下,可得到較高的溫度,因此高壓蒸汽機(jī)的熱機(jī)效率要比低壓蒸汽機(jī)效率高。卡諾熱機(jī)的提出為提高熱機(jī)效率提供了理論依據(jù),標(biāo)志著蒸汽機(jī)第三階段的完成。

融匯古今
德克沃蒸汽熱源機(jī)傳承創(chuàng)新工匠精神
縱觀蒸汽機(jī)發(fā)展史,也是發(fā)揮工匠精髓的創(chuàng)新史。
隨著經(jīng)濟(jì)水平的提升,工業(yè)持續(xù)向前發(fā)展,以及蒸汽鍋爐的大范圍使用,促使著蒸汽設(shè)備為了適應(yīng)社會(huì)變革需求,一直在不斷創(chuàng)新、改進(jìn)的過程中演變。發(fā)展到近幾年,代替?zhèn)鹘y(tǒng)鍋爐的“蒸汽熱源機(jī)”打破陳規(guī),使得出汽速度由原來的40分鐘左右縮短至5秒,不僅排除了爆炸隱患,熱效率更是大幅提升。對(duì)于致力于為用戶擺脫高能耗困擾的德克沃蒸汽熱源機(jī)來說,創(chuàng)新和改進(jìn)與蒸汽機(jī)發(fā)展史的工匠精神有著異曲同工之妙。

2017年,德克沃第一批蒸汽熱源機(jī)發(fā)布上市。其實(shí)在這之前,伊始于2009年,蒸汽熱源機(jī)就已經(jīng)歷過9年的研發(fā)創(chuàng)新和改進(jìn)史。2017年發(fā)布上市的第六代德克沃蒸汽熱源機(jī)性能穩(wěn)定,運(yùn)行可靠,規(guī)格分別能達(dá)到每小時(shí)產(chǎn)250kg和600kg蒸汽,壓力最高12kg,溫度最高192℃。2018年初,德克沃經(jīng)過不斷創(chuàng)新,再次升級(jí)推出第七代產(chǎn)品,每小時(shí)可以產(chǎn)1000kg蒸汽,從智能模式到智能運(yùn)行,變頻調(diào)節(jié)功能更加出彩,熱效率也有了大大的提升。發(fā)展至2018年下半年,德克沃再一次突破自我,第七代蒸汽熱源機(jī)升級(jí)至第八代,溫度提高至203℃,NOX排放遠(yuǎn)低于30mg/m3,熱效率高達(dá)95%以上,并于2019年初研發(fā)了行業(yè)領(lǐng)先的高溫回水技術(shù),滿足了各行各業(yè)對(duì)于蒸汽的多樣化需求。

為了更好的滿足用戶用汽需求,德克沃研發(fā)團(tuán)隊(duì)深挖鍋爐文化,結(jié)合用戶各種工況以及蒸汽需求變化,成立了專項(xiàng)研究小組,開展“全員調(diào)研計(jì)劃”,收集整理用戶工況信息,總結(jié)并設(shè)計(jì)多樣化的“蒸汽節(jié)能環(huán)保方案”,實(shí)現(xiàn)滿足用戶環(huán)保需求的同時(shí)幫助用戶降低運(yùn)行成本,綜合節(jié)能效益高達(dá)30%以上。

當(dāng)歷經(jīng)過千年文化的蒸汽機(jī)經(jīng)過不斷演變走向世界舞臺(tái),蒸汽設(shè)備在工商業(yè)運(yùn)用的領(lǐng)域也在不斷推進(jìn)演變。勇于探索,精于創(chuàng)新,德克沃產(chǎn)品始終不忘初心,為降低用戶能耗,安全持續(xù)生產(chǎn)提供堅(jiān)實(shí)后盾,為黨的“綠水青山就是金山銀山”貢獻(xiàn)一份責(zé)任和擔(dān)當(dāng),為新時(shí)代免檢蒸汽熱源設(shè)備的發(fā)展煥發(fā)出更多驚喜與活力。





