老虎爪

解燃“煤”之急的中國方案

? ——訪2017年度國家技術發明獎一等獎獲得者高翔團隊

發布時間:2018-01-09來源:中國教育報作者:蔣亦豐 吳雅蘭79

高翔團隊完成的燃煤機組超低排放關鍵技術研發及應用解決了復雜煤質和復雜工況下燃煤機組多種污染物的超低排放難題,讓燃煤變得更加清潔。該成果已在全國規模化應用,大幅削減了燃煤污染物,全面提升了燃煤污染治理技術水平。

每小時發電量100萬度的燃煤發電機組,燃煤煙氣幾十秒內跑完一個超低排放系統,最終,監測到的污染物排放濃度遠低于排放限值。

18日公布的2017年度國家科學技術獎勵獲獎名單中,這項由浙江大學能源工程學院教授高翔領銜、與浙能集團合作完成的燃煤機組超低排放關鍵技術研發及應用獲得國家技術發明獎一等獎。這是浙江大學首次作為第一完成單位獲得該獎項,也是浙江省的第一個國家技術發明獎一等獎。

超低排放,讓燃煤變得更清潔

煤炭是我國的基礎能源,全國每年消耗煤炭約36億噸,占全球總消耗量的50%左右。煤的燃燒特性和污染物排放特性非常復雜,對燃煤電廠環保裝置的運行可靠性要求很高。煤質和負荷適應性強的燃煤煙氣多污染物超低排放技術是亟待突破的難題。高翔說。

為了給不同煤的燃燒特性建立基礎數據庫,高翔和他的團隊要進行大量的基礎研究和工程應用研究,團隊成員們長年加班加點,每一名成員都是百煉成鋼

團隊經過長期攻關,成功研發了高效率、高可靠性、高適應性、低成本的多污染物高效協同脫除超低排放系統,解決了復雜煤質和復雜工況下燃煤機組多種污染物的超低排放難題,讓燃煤變得更加清潔。

這項創新成果是由一系列創新組成的,如針對霧霾元兇”——細顆粒物在煙氣中脫除效率低的問題,高翔團隊用溫濕系統調控強化了多場協同下細顆粒物和三氧化硫的控制脫除,提升了顆粒的捕集效率;針對催化劑中毒失活、低溫活性差等問題,通過多活性中心催化劑的配方研發,在多個活性位點的團結協作下,提高了催化劑的抗中毒、低溫活性等性能,實現了復雜煤質及低負荷運行等惡劣工況下氮氧化物的高效脫除,也有效控制了汞的排放。

該成果已在全國規模化應用,大幅削減了燃煤污染物,全面提升了燃煤污染治理技術水平,全球解決燃煤污染問題有了中國方案。

產學研用,推動科研成果落地

在實驗室,我們這套系統實現了超低排放。但要真正應用起來,還要針對性解決具體的工程細節問題。高翔說,從基礎研究到成果落地應用這一步很關鍵。

成果在小型燃煤鍋爐上成功應用后,浙江大學與浙能集團等單位成立的聯合攻關小組加快了超低排放關鍵技術成果在燃煤發電領域的轉化應用進程。

試驗田嘉華電廠,聯合攻關小組從技術原理、工程設計、工程實施、工程調試和運行等多角度對超低排放技術方案進行了近半年的全方位論證,僅系統設計方案就討論修改了十多遍,其間還開展了大量的驗證性中試和工程試驗。

系統投運前,團隊成員聚集在機組集控室中,幾十雙眼睛緊張地盯著大屏幕上的數據,對大量第一手在線數據、測試數據等進行分析討論,完善各項工藝運行參數。最終,成功實現了嘉華電廠1000兆瓦燃煤機組煙氣多污染物超低排放,各項指標遠低于排放限值,完全達到了系統設計的要求。

成果應用成功后,尋求合作的企業紛至沓來。通過與浙江大學長期深入開展產學研合作,集團綜合實力上了一個大臺階,成為當地排名第一的納稅大戶。山東國舜建設集團有限公司董事長呂和武說。

我們通過和浙江大學合作,大大提高了公司的技術水平,樹立了良好的口碑,成功在新三板掛牌上市。浙江中泰環保股份有限公司總經理屠天云說。

據悉,該成果在全國十多個省市的1000兆瓦、600兆瓦、300兆瓦等不同等級的燃煤機組及中小熱電機組上實現了規模化應用,累計裝機容量超過1億千瓦。與此同時,研發團隊也推進了關鍵技術裝備的標準化工作,牽頭研究制定國家和行業標準9項,參與制定國家和行業標準6項,推動了行業的科技進步及產業發展,支撐了國家超低排放戰略實施。

為伍,攻堅克難樂在其中

“27年來,其實我就做了一件事。自從1990年在導師岑可法院士指導下進入煤炭清潔利用研究領域,高翔始終堅持在這一領域開展研究,他說,支撐自己工作的動力是希望為國家做事情的理想。

把實驗室的研究成果應用到實際中,會遇到各種難題,團隊總在第一時間想方設法去破解。2013年春節前夕,廣東五沙電廠進入了檢修期,機組暫時不工作了,只有短短20多天的停機時間給團隊完成催化劑再生改性的工作。時間緊,任務重,高翔組織團隊把研發的專有設備運到現場,一停機就開始工作,每天兩班倒,一直干到正月十五。這么緊的工期,他們都能把事情做成,這個團隊非常能干。五沙熱電設備部部長龐曉坤說。

在電廠爬梯子幾乎是每位團隊成員都干過的事。無論是40多米高的設備測試平臺,還是70多米高的煙囪測試平臺,只要有監測需要,大家都會克服恐高心理爬上去。有一年夏天,氣溫接近40攝氏度,他們穿著工裝,戴著安全帽,拿上三四米長的測試槍,背上幾十斤重的設備爬上去,在上面一待就是好幾個小時,下來后衣服上都是鹽漬。嘉華電廠設備部主任錢曉峰對此仍記憶猶新。

這樣一支與為伍的研究隊伍,數十年如一日,始終充滿激情與活力。在一次次的錘煉中,團隊自身也得到了很好的發展,培養了長江學者、國家杰青萬人計劃、浙江省特級專家等一大批高層次人才,打造了一支高水平的科研隊伍。


《中國教育報》2018年1月9日03版


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