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观古知今 | 从蒸汽机发展史来看代替传统锅炉的“蒸汽机”打破陈规,出汽速度缩短至5秒

《全球通史》作者L.S.斯塔夫里阿诺斯说,“蒸汽机的历史意义,无论怎样夸大也不为过。”在工业文明发展史中,蒸汽机的出现使人类从依靠

《全球通史》作者L.S.斯塔夫里阿诺斯说,“蒸汽机的历史意义,无论怎样夸大也不为过。
在工业文明发展史中,蒸汽机的出现使人类从依靠人力、畜力等原始动力中解脱了出来,实现了机器大生产,带领人类进入了蒸汽时代。想要了解蒸汽机发展文化, 很容易就会联想起年少时听到的那个故事:有一天瓦特看到烧开的水壶的盖子被不断的顶起来,于是发明了蒸汽机。然而,查阅历史,我们可以知道蒸汽机的发展有上千载的改进和演变过程,这个过程大致经历过三个重要阶段。
第一阶段
利用蒸汽实现机械做功可追溯到公元1世纪古希腊力学家希罗发明的汽转球,但汽转球只是一种玩具,并没有什么实用价值。
1679年,法国物理学家帕平(Denis Papin)发明的高压锅采用了杠杆式安全阀。
1690年帕平根据安全阀的工作原理发明了活塞式蒸汽机,不过帕平只是对设计原理进行了思考,并没有真正制造出可使用的蒸汽机。
后来,英国发明家和工程师塞维利(Thomas Savery)仔细对帕平设计方案进行了研究,发明了塞维利机,被命名为“矿山之友”,并申请了世界上第一个蒸汽机专利。塞维利机主要由两个部分组成:一是锅炉,二是密闭的工作容器。不过,塞维利机效率很低。后来帕平便根据自己的理解更新了设计,企图改进锅炉,但因为破产向皇家学会申请研究经费时遭到塞维利百般阻挠,改进计划胎死腹中。
直到1712年纽可门机的出现标志着蒸汽机革新中第一阶段工作的完成,纽可门机一直使用到18世纪60年。

第二阶段
1763年瓦特被要求去修理一台学校的纽可门模型机,他修好之后还对其工作原理、热机效率、制造工艺等一系列问题进行了深入思考。
1769年瓦特设计了带有分离式冷凝器的蒸汽机,使蒸汽机的效率提高了3倍。在经过长期革命性的改进之后,纽可门机完全成为了瓦特蒸汽机。到1824年,瓦特蒸汽机就生产了1165台,纺织、采矿、冶金、造纸等工业部门都先后采用蒸汽机作为动力。



第三阶段
随着工业时代的发展,低压蒸汽机(蒸汽压力0.11~0.13MPa,瓦特也属于低压蒸汽机)已不能满足需求。
19世纪初,高压蒸汽机迎来发展。1800年英国的特里维希克(Richard Trevithik)发明了高压蒸汽机,他的目的是牵引蒸汽机车,并于1802年申请了专利。1801年,美国工程师、发明家埃文思也制造出了高压蒸汽机,尽管相比低压机只有5马力,但它的体积只有传统蒸汽机的1/25。
19世纪初,蒸汽压力达到0.35~0.7兆帕,试验中用到5.6兆帕,20世纪20年代曾用到6~10兆帕。在蒸汽温度上,19世纪末还不超过250℃,而到20世纪30年代曾用到450~480℃。蒸汽压力和温度的提高,极大的提高了蒸汽机的效率,不过远不能使人满意,纽可门蒸汽机效率大约为0.5%,瓦特初期连续运转的蒸汽机按燃料热值计总效率不超过3%;到1840年,最好的凝汽式蒸汽机总效率可达8%;到20世纪,蒸汽机最高效率可达到20%以上。此后,尽管人们做了多种尝试,但热机效率几乎没有什么提高,直到卡诺发现了卡诺循环,提出卡诺热机,指明热机效率在理论上等于

n=1-T2/T1
n表示热机效率,T2表示低温热源,T1表示高温热源。我们知道提高蒸汽压力,在同等体积情况下,可得到较高的温度,因此高压蒸汽机的热机效率要比低压蒸汽机效率高。卡诺热机的提出为提高热机效率提供了理论依据,标志着蒸汽机第三阶段的完成。



融汇古今
德克沃蒸汽热源机传承创新工匠精神
纵观蒸汽机发展史,也是发挥工匠精髓的创新史。

随着经济水平的提升,工业持续向前发展,以及蒸汽锅炉的大范围使用,促使着蒸汽设备为了适应社会变革需求,一直在不断创新、改进的过程中演变。发展到近几年,代替传统锅炉的“蒸汽热源机”打破陈规,使得出汽速度由原来的40分钟左右缩短至5秒,不仅排除了爆炸隐患,热效率更是大幅提升。对于致力于为用户摆脱高能耗困扰的德克沃蒸汽热源机来说,创新和改进与蒸汽机发展史的工匠精神有着异曲同工之妙。



2017年,德克沃第一批蒸汽热源机发布上市。其实在这之前,伊始于2009年,蒸汽热源机就已经历过9年的研发创新和改进史。2017年发布上市的第六代德克沃蒸汽热源机性能稳定,运行可靠,规格分别能达到每小时产250kg和600kg蒸汽,压力最高12kg,温度最高192℃。2018年初,德克沃经过不断创新,再次升级推出第七代产品,每小时可以产1000kg蒸汽,从智能模式到智能运行,变频调节功能更加出彩,热效率也有了大大的提升。发展至2018年下半年,德克沃再一次突破自我,第七代蒸汽热源机升级至第八代,温度提高至203℃,NOX排放远低于30mg/m³,热效率高达95%以上,并于2019年初研发了行业领先的高温回水技术,满足了各行各业对于蒸汽的多样化需求。


为了更好的满足用户用汽需求,德克沃研发团队深挖锅炉文化,结合用户各种工况以及蒸汽需求变化,成立了专项研究小组,开展“全员调研计划”,收集整理用户工况信息,总结并设计多样化的“蒸汽节能环保方案”,实现满足用户环保需求的同时帮助用户降低运行成本,综合节能效益高达30%以上。


当历经过千年文化的蒸汽机经过不断演变走向世界舞台,蒸汽设备在工商业运用的领域也在不断推进演变。勇于探索,精于创新,德克沃产品始终不忘初心,为降低用户能耗,安全持续生产提供坚实后盾,为党的“绿水青山就是金山银山”贡献一份责任和担当,为新时代免检蒸汽热源设备的发展焕发出更多惊喜与活力。

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