神奇的磁流体发电

　　当前，世界各国的电力主要来源仍旧是火力发电，但是，这种发电方式 的热效率很低，最高只有 40％，浪费了大量的燃料，而且产生的废气、废渣 污染环境。因此，人们要寻求和研制各种新型的发电方法，而磁流体发电经 实践证明是一种可靠的新发电技术，可以将燃料热能直接变成电能。 本世纪 50 年代末期，人们发现如果将高温、高速流动的气体通过一个很 强的磁场时，就能产生电流。后来，在此基础上就发展成为一种发电新技术， 这就是引人注目的“磁流体发电”。 那么，高温、高速流动的气体通过磁场时，为什么会产生电流呢？ 原来，这些气体在高温下发生电离，出现了一些自由电子，就使它变成 了能够导电的高温等离子气体。根据法拉第的电磁感应定律，当高温等离子 气体以高速流过一个强磁场时，就切割了磁力线，于是就产生了感应电流。 所谓“电离”，就是气体原子外层的电子不再受核力的约束，成为可以 自由移动的自由电子。普通气体在 7000℃左右的高温下才能被电离成磁流体 发电所需要的等离子体。如果在气体中加入少量容易电离的低电位碱金属（一 般为钾、钠、铯的化合物，如碳化钾）蒸汽，在 3000℃时气体的电离程度就 可达到磁流体发电的要求。在这种情况下，就可采用抽气的方法，使电离的 气体高速通过强磁场，即可产生直流电。加热气体所用的热源，可以是煤炭、 石油或天然气燃烧所产生的热能，也可以是核反应堆提供的热能。 磁流体发电作为一项发电新技术，它比一般的火力发电具有的优越性主 要表现在以下几个方面： 首先，综合效率高。磁流体的热效率可以从火力发电的 30～40％提高到 50～60％，预计将来还会再提高。 其次，启动快。在几秒钟的时间内，磁流体发电就能达到满功率运行， 这是其他任何发电装置无法相比的，因此，磁流体发电不仅可作为大功率民 用电源，而且还可以作为高峰负荷电源和特殊电源使用，如作为风洞试验电 源、激光武器的脉冲电源等。 再者，去硫方便，对环境污染少。磁流体发电虽然也使用煤炭、石油等 燃料，但由于它使用的是细煤粉，而且高温气体还掺杂着少量的钾、钠和铯 的化合物等，容易和硫发生化学反应，生成硫化物，在发电后回收这些金属 的同时也将硫回收了。从这一点来说，磁流体发电可以充分利用含硫较多的 劣质煤。另外，由于磁流体发电的热效率高，因而排放的废热也少，产生的 污染物自然就少多了。 第四，没有高速旋转的部件，噪音小，设备结构简单，体积和重量也大 大减小。 由于磁流体发电时的温度高，所以可将磁流体发电与其他发电方式联合 组成效率高的大型发电站，作为经常满载运行的基本负荷电站。例如，将与 一般火力发电组成磁流体——蒸汽联合循环发电，即让从磁流体发电机排出 的高温气体再进入余热锅炉生产蒸汽，去推动汽轮发电机发电，其热效率可 达 50～60％。前苏联在 1971 年建造了一座磁流体——蒸汽联合循环试验电 站，装机容量为 7.5 万千瓦，其中磁流体电机容量为 2.5 万千瓦。 美国是世界上研究磁流体发电最早的国家，1959 年，美国就研制成功了 11.5 千瓦磁流体发电的试验装置。60 年代中期以后，美国将它应用在军事 上，建成了作为激光武器脉冲电源和风洞试验电源用的磁流体发电装置。 日本和前苏联都把磁流体发电列入国家重点能源攻关项目，并取得了引 人注目的成果。前苏联已将磁流体发电用在地震预报和地质勘探等方面。1986 年，前苏联开始兴建世界上第一座 50 万千瓦的磁流体和蒸汽联合电站，这座 电站使用的燃料是天然气，它既可供电，又能供热，与一般的火力发电站相 比，它可节省燃料 20％。 磁流体发电为高效率利用煤炭资源提供了一条新途径，所以世界各国都 在积极研究燃煤磁流体发电。目前，世界上有 17 个国家在研究磁流体发电， 而其中有 13 个国家研究的是燃煤磁流体发电，包括中国、印度、美国、波兰、 法国、澳大利亚、前苏联等。 我国于本世纪 60 年代初期开始研究磁流体发电，先后在北京、上海、南 京等地建成了试验基地。根据我国煤炭资源丰富的特点，我国将重点研究燃 煤磁流体发电，并将它作为“863”计划中能源领域的两个研究主题之一，争 取在短时间内赶上世界先进水平。 磁流体发电从开始研究到现在已有几十年的历史，目前，短时间磁流体 发电装置已得到应用，而燃烧天然气的长时间磁流体发电站和燃煤磁流体发 电都已投入运行，从而使磁流体发电的研究进入到大规模工业试验阶段。 随着科学技术的迅速发展，磁流体发电这项新技术必将获得进一步提 高，为合理而有效地利用化学燃料创出一条新路。

　　本文标题：神奇的磁流体发电
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