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1、用作起重装置的电力平衡电源,可提供超大电流的电力。
2、用作车辆启动电源,启动效率和可靠性都比传统的蓄电池高,可以全部或部分替代传统的蓄电池。
3、用作车辆的牵引能源可以生产电动汽车、替代传统的内燃机、改造现有的无轨电车。
1、充电速度快,充电10秒至10分钟可达到其额定容量的95%以上。
2、循环使用寿命长,深度充放电循环使用次数可达1至50万次,没有“记忆效应”。
3、大电流放电能力超强,能量转换效率高,过程损失小,大电流能量循环效率大于90%。
4、功率密度高,可达300W/KG至5000W/KG,相当于电池的5至10倍。
5、产品原材料构成、生产、使用、储存以及拆解过程均没有污染,是理想的绿色环保电源。
6、充放电线路简单,无需充电电池那样的充电电路,安全系数高,长期使用免维护。
7、超低温特性好,温度范围宽-40℃至+70℃。
8、检测方便,剩余电量可直接读出。
“多年来,研究人员一直想造出像电池和超级电容器这样能在高温环境下稳定工作的能源存储设备,但由于传统材料本身性质的制约,一直未能攻克难题。”莱斯大学材料科学家帕里柯·阿加恩说,“我们的革新是找到了一种能在高温下保持稳定的、非传统的电解质/隔离板系统。”
他们研究了欧洲和奥地利科学家于2009年开发的一种室温离子液(RTILs)。RTILs在室温下导电性较低,但加热后黏度会降低而导电性提高。黏土具有很高的热稳定性、吸附能力和渗透性,活性表面积也很大。通常用在石油钻探、现代建筑或钢铁铸造中。
研究人员把RTILs和自然界的斑脱土黏土等量混合,制成一种混合胶,将其夹在两层还原的氧化石墨中间,上下再装两个集电器,就成了一种超级电容器。经测试和电子显微图像显示,这种材料被加热到200℃时也没有变化,即使加热到300℃也只有很小的变化。
“材料的离子电导性在180℃之前几乎是直线增加,然后在200℃时达到饱和。”论文领导作者、莱斯大学机械工程与材料科学系研究人员阿拉瓦·瑞迪说。测试还发现,虽然在第一次充/放电中,其容量有轻微下降,但这种超级电容能稳定地通过1万次周期测试。在运行温度从室温提高到200℃后,无论电能还是功率密度都提高了两个数量级。
这种新型超级电容器拥有最佳的电容性能,能在几秒钟内充电而瞬间放电,一般的充电电池是缓慢充电,按照需要逐渐放电。理想的超级电容器能迅速充电、储电并按需放电。阿加恩说,它们能在200℃甚至可能更高的温度下稳定工作。这对于在极端环境下使用的充电设备是非常有用的,比如石油钻探、军队以及太空环境。
研究小组还将RTILs/黏土和少量热塑聚氨酯结合,制成一种薄膜,可以切割成不同的大小和形状,灵活适应多种设备的设计。
“我们的目的是克服传统液体或胶体电解液的限制,它们只能用在低温工作的电化能源设备中。”瑞迪说,“这项研究让人们能在更广泛的温度范围安全操作,而不必在能量、功率和周期寿命之间折中妥协,大大改善甚至消除了对昂贵的热量管理系统的需求。”
我国首创煤制芳烃4项技术 冉永平
笔者从中国华电集团获悉:由华电集团参与开发的煤制芳烃技术近日又获得国家知识产权局授予的4项国家专利,这项技术属于世界首创。目前,该项技术成果已经通过国家鉴定,现已上报国家专利申请21项,取得授权6项。此举标志着我国已经成功掌握了这一新技术的核心知识产权。据悉,华电集团规划在陕西省榆林市建设世界首套百万吨煤制芳烃工业示范装置,计划于2016年投产。
煤制芳烃技术由华电集团与清华大学联合开发。华电集团总经理云公民表示:“华电集团十分重视煤炭资源清洁高效利用。煤制芳烃技术的成功开发,开创了煤基能源化工新途径,对我国石油化工原料替代具有重要意义。”
芳烃是大宗基础有机化工原料,目前我国年消费量超过2000万吨,是化纤、工程塑料及高性能塑料等的关键原料,广泛用于服装面料、航空航天、交通运输、装饰装修、电器产品、移动通讯等。目前芳烃97%以上来源依赖于石油原料,其价格与石油价格正相关,常年居高不下。中国石油和化学工业联合会副会长周竹叶说:“煤制芳烃技术填补了国际空白,是我国现代煤化工科技领域的重大突破,对推进石油和化工原料多元化进程具有重要的意义。”
据介绍,经过10余年的技术攻关,清华大学率先在国际上开发成功甲醇制芳烃的催化剂和便于大型化工业生产的流化床甲醇制芳烃的连续反应再生技术。为了加快实现技术的产业化,清华大学与华电采取“以企业为科技创新主体,产学研相结合”的方式共同开发成套工业技术。2012年,全球首套万吨级甲醇制芳烃工业试验装置在华电煤业陕西榆林煤化工基地建成。2013年1月投料试车成功,2013年3月18日,技术通过国家能源局委托中国石油和化学工业联合会组织的科技成果鉴定。鉴定委员会专家一致认为,此项技术总体处于国际领先水平。
关键词:超级电容;电机;蓄电池
1.前言
目前,内燃机车柴油机的起动大多数是利用蓄电池给直流起动电机供电,起动电机得电后,经过柴油机与直流起动电机之间的起动变速箱的变速,拖动柴油机至发火转速后,柴油机正常运转,这时停止直流起动电机供电,柴油机起动完成。这种起动方式,在柴油机开始转动的瞬间,蓄电池要大电流深度放电,对蓄电池的使用寿命将产生很大影响,对蓄电池的容量要求较高。为改善这种传统的起动方式对蓄电池产生的影响,应用超级电容装置辅助蓄电池进行柴油机的起动,以达到大大提高起动效率、提高蓄电池的使用寿命、减小经济损失的目的。
2.传统柴油机起动电气原理
目前,由蓄电池单独供电的柴油机电起动电路如下图1所示。
蓄电池闸刀开关1QS闭合,滑油泵接触器3KM1闭合,滑油泵3MA给机车各运动部件提供,燃油泵接触器4KM1闭合,燃油泵4MA给机车提供燃油,机车进入准备起机状态。由控制系统使起动接触器触头6KM1闭合,通过蓄电池闸刀开关1QS闭合形成回路,蓄电池给起动电动机起动绕组2MA1提供大量电能,释放大电流,起动电机作为串励励磁电动机旋转,通过变速箱带动柴油机起动。
这种传统方式起动柴油机,起动电流大,蓄电池作为唯一的能源,需要释放大电流,消耗的能量较大,容易造成蓄电池的深度放电,影响蓄电池的使用寿命。
3.应用超级电容装置的柴油机起动工作原理
应用超级电容起动柴油机的电路图如图2所示,
超级电容器辅助蓄电池进行内燃机车柴油机电起动的方法,包括以下步骤:接通蓄电池同时起动滑油泵电机和超级电容器先后关闭超级电容器和滑油泵电机起动电机通电柴油机转动起动电机断电柴油机起动完成。
4应用超级电容装置起动柴油机的起动控制
超级电容器辅助内燃机车柴油机电起动时的控制技术是利用柴油机起机前柴油机预供油的时间,由自动控制装置控制超级电容器的充电过程,当柴油机的预供油时间结束时,超级电容器预存的能量与蓄电池并联共同作用于柴油机起动电机,使柴油机快速起动。电路图如图3所示。
1)万能转换开关20SA设置在“自动”位,微机LCS32检测到起动按钮1SB1信号有效,并满足柴油机起动限制条件时,微机LCS32控制燃油泵接触器线圈4KM 得电、滑油泵接触器线圈3KM得电、燃油泵接触器主触4KM1闭合、滑油泵接触器主触头3KM1闭合,分别接通燃油泵电机4MA、滑油泵电机3MA工作电路,微机LCS32同时控制充电接触器线圈CKM1得电、充电接触器主触头CKM1闭合,接通超级电容器CC的充电电路,开始超级电容器的充电过程;同时燃油泵接触器辅助触头4KM2、滑油泵接触器辅助触头3KM2、、充电接触器辅助触头4KM2闭合,将动作信号反馈给微机LCS32。由于内燃机车对柴油机有一个预油的时间,超级电容器的充电过程,就是在此时完成。通过对充电电阻R2的选择,确保在预油的时间里完成充电过程。当微机LCS32设定的柴油机预油时间到达时,微机LCS32断开滑油泵接触器线圈3KM的电源,则滑油泵接触器主触头3KM1和滑油泵接触器辅助触头3KM2断开;同时微机LCS32断开充电接触器线圈CKM1的电源,充电接触器主触头CKM1和充电接触器辅助触头CKM2断开,则滑油泵电机3MA工作电路和超级电容器CC的充电电路分断,微机LCS32同时还驱动起动电机接触器线圈6KM得电,则起动电机接触器主触头6KM1和起动电机接触器辅助触头5KM2闭合将信号反馈给微机LCS32,接通起动电机2MA工作电路,超级电容器上述预存的能量与蓄电池并联共同作用于柴油机起动电机2MA,使柴油机快速起动;当柴油机起动后,微机LCS32使起动电机接触器线圈6KM失电,则起动电机接触器主触头6KM1和起动电机接触器辅助触头6KM2断开,起动电机2MA失电,完成柴油机起动过程。
2)万能转换开关20SA设置在“手动”位,充电接触器主触头CKM1由人为操纵,可人为对超级电容器进行充电,此时微机自动控制系统解除对超级电容器的充电控制程序,这样可实现充电手动控制,以便检查超级电容器的充电性能。
3)万能转换开关20SA设置在“切除”位时,充电接触器线圈CKM1不能得电,充电接触器主触头CKM1不可以投入工作状态。此时放电电阻5R接入电路中,此电阻并联在超级电容器两端,可将蓄电池上的剩余电压放掉,从而实现对电路的检查维护。
5.参数的选择
5.1 超级电容参数的选择
由于是利用蓄电池充电,所以超级电容的电压应与蓄电池电压相近;超级电容的容量选择依据放电电流的大小和放电时间决定。
5.2 充电电阻和放电电阻
根据公式R=t/C,t为充放电时间,在充电时t的设定应小于预油时间,C为超级电容容量。在放电时,如果想快速放掉超级电容的电,可以把放电电阻5R短接,缩短放电时间,但是这样做的电流非常大,具有一定的危险。
6.应用超级电容的优越性
1)超级电容的充电时间是利用蓄电池给柴油机打滑油的时间内完成,由系统微机控制系统自动完成,不增加额外的起机时间、司机不增加任何操作指令,与传统起机方法一致。
2)超级电容充电电阻R2的设定是保证超级电容的充电电流不至于过大,击穿超级电容。同时电路中还设有放电电阻5R,通过5R释放超级电容的电量,保护维修人员的安全。
3)利用超级电容器的蓄能作用,在柴油机起动的瞬间投入工作,与蓄电池共同给直流起动电机供电,在超级电容和蓄电池的共同作用下,直流起动电机将得到更多的电能,使柴油机起动加速,缩短柴油机起动时间,减少了柴油机的起机供油,减少了柴油机起机冒黑烟现象,具有节能环保的效果。
4)在超级电容和蓄电池的共同给直流起动电机供电,由于超级电容的辅助起动作用,蓄电池减少了深度放电过程,可提高蓄电池的使用寿命,节约经济成本。
7 实际应用
超级电容在我公司出口沙特机车上和大功率调车机车上成功应用,其中还有需要改进之处,达到人性化设计,例如在放至位置附近设置超级电容电压指示灯,当超级电容电压高于人体所能承受的电压36V时,应有警示指示灯,以防对操作人员造成人身伤害。
参考文献
[1]邹焕请、蓝正升 超级电容应用于蓄电池电力工程车的理论研究[M].电力机车与城轨车辆 2011.34(4)
[关键词] 脑电图;超早期脑梗死;监测
[中图分类号] R743.3[文献标识码] C [文章编号] 1674-4721(2010)03(a)-078-02
对急性超早期脑梗死(
1 资料与方法
1.1 一般资料
26例急性超早期脑梗死患者,男16例,女10例,年龄45~69岁,中位年龄56岁。所有患者需符合以下条件方可入选:发病后6 h内入院;头颅CT检查排除颅内出血;既往无脑卒中病史;无溶栓禁忌证;符合1995年全国第四届脑血管病学术会议修订的诊断标准。26例患者头颅CT检查均未见明显异常,EEG检查呈广泛加局限性异常。
1.2 方法
EEG采用国产NT9200系列数字脑电图监测仪,按国际标准10/20系统安放电极,脑电图参数增益10 μV/mm,时间常数0.3 s,高颅滤波30 Hz,与溶栓治疗前、中、后同步进行EEG监测2~3 h。
2 结果
2.1 溶栓治疗前EEG分析
26例患者EEG检查结果显示:轻度异常18例,其中,12例表现背景为α节律,病灶周围α活动减少,θ活动增多;6例表现为弥散性θ波增多,或阵发性短程θ节律。中度异常8例,其中,4例出现背景节律的慢波化,局部有阵发性高波幅θ节律,呈现局限性定侧或定位征象;其余4例中,3例于额、顶导联出现局限性中至高波幅δ波,1例于右侧颞、顶导联出现局限性高波幅δ波。
2.2 溶栓治疗中EEG分析
18例溶栓前轻度异常脑电图患者,在尿激酶溶栓过程中EEG显示θ波逐渐减少,α波比溶栓前明显增多,波幅增高,节律增强。另8例溶栓前局灶性中度异常脑电图患者,在静脉注射50万单位尿激酶后EEG发生不同程度改变,EEG较溶栓前慢波明显增多、频率变慢,使定位更明确。在追加尿激酶100万单位静脉点滴过程中,其中4例由原来的中度异常(局限性θ波)逐渐演变为局灶性慢波减少、波幅降低、频率增快;另4例中度异常(局限性δ波)患者,经静脉点滴尿激酶100万单位后,δ波减少,转变为以θ波为主。
2.3 溶栓治疗后EEG分析
18例溶栓前轻度异常EEG患者经溶栓后,EEG由原来的轻度异常转变为边缘状态。8例溶栓前中度异常EEG者中,4例局灶性θ波患者EEG转变为轻度异常2 例,边缘状态2例;另4例局灶性δ波患者EEG无明显改变。
26例经溶栓治疗后,22例随EEG改善肌张力恢复明显,临床症状、体征明显减轻。另4例溶栓前EEG显示局灶性中度异常(局灶性δ波)者,溶栓后EEG无明显改变肌张力恢复差,临床症状、体征无明显改善。复查头颅CT 1例显示右顶、颞叶大面积脑梗死,3例示梗死灶较上次明显扩大。
3 讨论
磁共振为目前诊断急性超早期脑梗死的最佳检查手段,在梗死后前6 h内,由于细胞毒性水肿,细胞内大量自由水聚集,造成梗死区T1值和T2值延长,但在基层医院往往难以开展[2]。CT在脑梗死后6~24 h内,仅少数患者出现边界不清的稍低密度区,或仅表现为局部脑沟变浅和(或)脑室略变扁,24 h后低密度区显示较清楚[3]。而EEG对脑功能改变反应敏感,能检测尚未形成确切病灶前的脑功能改变。①本组26例患者入院后行头颅CT检查及同步EEG监测,首次CT全部阴性,而EEG全部异常,呈广泛加局限性异常,结合临床症状、体征,可对急性脑梗死患者作出早期诊断。表明EEG在急性脑缺血所致脑功能改变检查中较CT敏感,阳性率高,可作为脑缺血、脑梗死早期诊断的一项重要参考指标。②溶栓治疗前,26例患者中,EEG轻度异常18例,中度异常中4例经溶栓治疗随EEG改善肌张力恢复明显,临床症状、体征明显减轻。说明及时溶栓治疗,能使梗死部位闭塞血管开通,脑梗死供血区得到改善。对急性脑梗死患者尽快作出早期诊断,及时采取超早期大剂量尿激酶溶栓治疗是根本的决策。另4例肌张力恢复差者,治疗前EEG呈局灶性中度异常(局限性δ波),可能与脑损害程度重,局部供血严重障碍,持续缺血、缺氧、水肿形成大块软化灶有关,溶栓治疗后,EEG无明显改变,临床症状、体征恢复不明显。复查头颅CT 1例显示右顶、颞叶大面积梗死,3例显示梗死灶较上次明显扩大。上述结果提示,在急性脑梗死发病超早期(
[参考文献]
[1]陈力超,张美稀,黄丽萍.一大剂量巴曲酶治疗急性超早期脑梗死的临床观察[J].浙江临床医学,2008,10(4):473.
[2]宋段,解明,王锐,等.CT灌注成像和磁共振弥散成像在急性脑梗死诊断中的应用价值[J].内蒙古医学杂志,2009,41(9):1062.