當前，“十五五”規劃藍圖全面鋪開，科技創新、綠色低碳、深化改革等高頻詞匯引爆時代熱點，也為千行百業勾勒了產業突圍的目標航向。

6月20日，南京磁谷科技股份有限公司副董事長、南京致和能源科技有限公司總經理吳寧晨在“2025上海固廢熱點論壇”上作了以“雙碳目標下的‘能效革命’——磁懸浮ORC機組如何高效利用余熱”為題的演講。

吳寧晨

南京致和能源科技有限公司（簡稱“致和能源”）創立于2024年1月，位于江蘇省南京市江寧區，系磁谷科技（SH688448）控股子公司，依托磁谷科技核心技術，經營范圍包括低品位能源的技術、產品和系統的研發、應用和服務，主營磁懸浮ORC發電系統、透平膨脹發電等，致力于為客戶提供高效能源解決方案，助力碳中和碳達峰。

技術創新：為傳統技術注入新活力

吳寧晨介紹，有機朗肯循環（Organic Rankine Cycle，簡稱ORC）技術是一項較為傳統的能量轉換技術。而致和能源通過核心技術創新為這一傳統技術注入了新活力 —— 將傳統機械驅動機頭替換為自主研發的磁懸浮機頭。其核心原理在于：低沸點有機工質在換熱器與低溫熱源換熱，產生具有一定壓力和溫度的蒸氣，在膨脹機中膨脹做功來驅動或發電。

該技術的應用場景廣泛，涵蓋冶金、石油、危廢、化工、生物質、地熱、太陽能等。還包括常規的石油裂解，煤化工熱水，鹽化工熱水、電解鋁、危廢產生的副產蒸汽、除氧機的乏氣。

磁谷科技是一家以磁懸浮高速驅動設備為平臺的企業，核心技術主要有磁軸承、蝸殼、轉子、膨脹發電機、電控和磁谷云。

在磁懸浮系統中，處于三維空間的物體具有六個自由度，即沿x/y/z軸的平移與旋轉。通過電磁力精確控制其中五個自由度，僅保留一個旋轉自由度供物體運動。這種控制方式使物體實現無機械接觸的懸浮，徹底消除了傳統機械系統中的摩擦損耗，僅存在如氣體粘滯阻力這類空氣動力學摩擦，發電效率更高，為系統的高效節能運行奠定了基礎。

吳寧晨介紹，在磁懸浮系統中，定子與轉子之間通過電磁力實現無接觸懸浮，二者間距極小。額定轉速下，轉子振動峰峰值僅為0.02 mm（20μm），這一特性直接反映了轉子在空間中的位移穩定性。

高速大功率永磁電機也是磁谷科技的核心技術之一。在國內早期研發階段，大功率高速電機領域尚屬技術稀缺領域，而我們憑借磁懸浮軸承技術的應用，將電機最高轉速突破至42,000轉/分鐘，這一參數在當時國內同類設備中具有唯一性。更高的轉速不僅提升了電機的功率密度，更顯著優化了能量轉換效率；當電機反向作為發電機運行時，同樣遵循“轉速越高、發電效率越高”的原理。

在流體設計領域，采用三元流動理論進行優化，通過對葉輪三維流場的精準計算與建模，實現了葉輪效率的最大化，同時拓寬了高效工作區域。材料選用方面，采用高強度鍛鋁材質，賦予葉輪出色的抗變形能力；針對特殊嚴苛工況，可定制鈦合金葉輪以滿足更高強度需求。葉輪加工工藝上，依托五軸數控加工中心進行精密加工，確保幾何尺寸與流道型面的高精度成型。表面處理環節，采用鉻酸陽極氧化工藝，在葉輪表面形成致密氧化膜，有效增強耐腐蝕性，即便在長時間高速運轉條件下，仍能保持低磨損狀態，保障設備長期穩定運行。

早期國內市場開拓階段，受限于美國技術封鎖，進口變頻器采購渠道全面受限，迫使團隊開啟自主研發征程。致和能源投入大量資源攻克技術壁壘，從變頻器底層控制邏輯到頂層運算模型，實現全鏈條算法自主編寫。所以這套深度適配自身設備特性的核心算法體系，使變頻器能量轉換效率大幅提升。

多級防護技術作為致和能源的核心專利，已全面應用于旗下五款產品，其技術獨創性在行業內獨樹一幟。其中關鍵的自發電保護功能尤為突出：當電網突發斷電時，系統可迅速將電機切換為發電機模式，通過轉子高速旋轉的動能轉化為電能，持續為磁懸浮系統供電。這一過程中，能量轉換系統會精準控制轉子減速過程，直至其完全停止運轉后，再使轉子安全落位于保護軸承上，確保設備在斷電工況下實現零損傷安全停機。

磁懸浮膨脹發電機組與其他發電機組有什么區別？

首先，發電效率顯著高于傳統機組，且因取消油系統，采用全靜態密封結構，大幅節約原材料的同時，杜絕了油污泄漏對大氣的二次污染。

其次，省卻機械傳動環節，設備體積較同類產品大幅縮小，輕量化設計適配更多空間受限場景。

第三，作為全集成化設備，用戶僅需完成機組安裝、熱源/冷源管道接駁及電纜連接，即可實現發電，大幅簡化操作流程。

技術路線

產品研發：從用戶需求出發

在功率等級規劃上，致和能源產品覆蓋了從100千瓦到1000千瓦的不同規格。

這樣的規劃源于對用戶需求的充分考量：通過大量調研發現，危廢、醫廢等領域的用戶蒸汽量差異較大。為充分利用不同規模的蒸汽資源，采用“樂高式拼接”設計，無論幾噸的蒸汽量，都可通過靈活拼接對應功率的設備，實現熱源的高效發電利用。

機組采用標準集裝箱式撬裝結構，這種設計對客戶而言極具優勢。所有核心設備，包括變頻器、逆變器等，均高度集成于集裝箱內部。若客戶需調整運營場景，可便捷地將整個機組遷移至新場地重新部署。這種模塊化設計充分體現了產品的用戶友好特性，既簡化了現場安裝流程，又顯著提升了設備的復用性與場景適應性。

編輯：徐冰冰