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清华大学能动系:循环流化床技术的突围之路

北极星电力网新闻中心  来源:清华大学    2018/1/9 12:49:51  我要投稿  

北极星火力发电网讯:项目名称:600兆瓦(MW)超临界循环流化床锅炉技术开发、研制与工程示范

主要完成人:吕俊复、徐鹏、肖创英、胡昌华、聂立、苏虎、马怀新、陈英、刘吉臻、杨海瑞、胡修奎、郑兴胜、李星华、杨冬、岳光溪

项目介绍:项目属动力电气与民核领域。超临界循环流化床具有高效低污染双重优势,我国有重大需求。项目研究团队系统突破了超临界循环流化床从300兆瓦亚临界自然循环跨越到600兆瓦超临界强制流动带来的巨大的理论及工程挑战,揭示了超临界循环流化床的原理,构建了超临界循环流化床锅炉设计理论和关键技术体系,研制了世界上容量最大、参数最高的600兆瓦超临界超临界循环流化床锅炉,建成了世界首台600兆瓦超临界超临界循环流化床锅炉示范工程。

——清华大学能源与动力工程系吕俊复教授等完成的“600兆瓦超临界循环流化床锅炉技术开发、研制与工程示范”项目获2017年度国家科技进步奖一等奖。

吕俊复近照

煤炭为中国经济发展提供了基础能源,与此同时,其燃烧污染也束缚了社会的健康发展。在清华,有这样一支团队,他们数十年如一日,致力于清洁煤燃烧技术的创新与突破,用自己的肩膀扛起了中国循环流化床燃烧技术的发展之旗。

团队领头人叫吕俊复,一位上世纪60年代出生,在循环流化床领域兢兢业业、勤勉攻关20余年的智慧学者。“我们拥有一支优秀的团队,他们不仅有坚定的信念和科学的研究方法,而且优势互补、各尽所能,有紧密的合作,也有良性的竞争,这是取得成绩的重要保障。”

在四川白马电厂,世界首台600兆瓦超临界循环流化床正在通过168小时运行

2018年1月,在人民大会堂举行的国家科学技术奖励大会上,吕俊复和他的团队完成的“600兆瓦超临界循环流化床锅炉技术开发、研制与工程示范”项目获得国家科技进步奖一等奖。该项目在没有国际先例的条件下,系统地突破了超临界循环流化床容量跨域和参数提高带来的巨大理论及工程挑战,构建了超临界循环流化床锅炉设计理论和关键技术体系,研制出世界上容量最大、参数最高的600兆瓦超临界循环流化床锅炉,标志着我国在循环流化床燃烧技术领域走在了国际前列,在世界循环流化床锅炉发展史上烙下浓重一笔。

坚实根基 使命铸就

我国是燃煤大国,一次能源将近70%来自煤炭,而这个局面在相当长的历史阶段无法根本改变。煤炭洗选、按质利用是控制燃煤引发的粉尘和气体污染物(主要是二氧化硫和氮氧化物)的有效途径,洗选产生的低热值部分占到总量的20%以上,而这20%重量的劣质燃料富集了80%以上的灰分和硫分,因而劣质煤高效清洁规模化经济利用十分迫切,而循环流化床燃烧发电正是解决这一问题的最佳选择。

循环流化床技术是洁净煤燃烧技术的一种,它把化工里的流态化技术转移到燃烧领域使用,这一技术的煤种适应性特别宽,各种劣质煤都能烧。更重要的是,这一技术在燃烧过程中无需外部干涉,只依靠自身就能无成本实现氮氧化物排放量低值,并且可以通过在燃烧室中直接放入石灰石的方式脱去燃烧产生的二氧化硫,与在锅炉后尾部烟气净化技术相比,相对简单,成本低,还起到了节水的作用。

在河曲电厂,基于项目成果拓展开发的350兆瓦超临界循环流化床

清华大学是我国流化床燃烧技术开发的先行者。自上世纪80年代起,清华大学团队便紧跟国际发展前沿,开始致力于循环流化床燃烧技术的自主研究。在张绪祎教授、岳光溪院士等一代代科研工作者的不懈努力下,一系列由清华自主研究的技术与成果相继推出,至本世纪初期,以清华大学为代表的中国循环流化床燃烧技术逐渐从“学生角色”转变为主流。其中的代表性成果,系列亚临界以及下参数循环流化床锅炉的成功运行,标着中国循环流化床技术成为了世界引领者。

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