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由于我國(guó)現(xiàn)在投運(yùn)的機(jī)組其經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)比起國(guó)外先進(jìn)機(jī)組還有很大差距，因此，除了對(duì)經(jīng)濟(jì)性差的老機(jī)組進(jìn)行淘汰和改進(jìn)外，加強(qiáng)對(duì)在役鍋爐的優(yōu)化設(shè)計(jì)研究等工作也是一種改變落后狀態(tài)行之有效的方法。

1、項(xiàng)目概述 由于我國(guó)現(xiàn)在投運(yùn)的機(jī)組其經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)比起國(guó)外先進(jìn)機(jī)組還有很大差距，因此，除了對(duì)經(jīng)濟(jì)性差的老機(jī)組進(jìn)行淘汰和改進(jìn)外，加強(qiáng)對(duì)在役鍋爐的優(yōu)化設(shè)計(jì)研究等工作也是一種改變落后狀態(tài)行之有效的方法。 2、技術(shù)創(chuàng)新點(diǎn) (1)理論上的創(chuàng)新點(diǎn) 項(xiàng)目組在結(jié)合多種算法的同時(shí)，提出了修正系數(shù)這一重要調(diào)整參數(shù)，從而使得熱力計(jì)算能夠針對(duì)某特定鍋爐進(jìn)行準(zhǔn)確預(yù)測(cè)。大大提高了計(jì)算的可靠性和準(zhǔn)確性。 (2)方法上的創(chuàng)新點(diǎn) 針對(duì)大型煤粉鍋爐存在的實(shí)際問(wèn)題，項(xiàng)目組首次提出了截短分隔屏增加省煤器的優(yōu)化改造方案。改造方案可以同時(shí)解決過(guò)熱器減溫水過(guò)量和二次汽欠溫的問(wèn)題。通過(guò)截短分隔屏，減少了過(guò)熱蒸汽系統(tǒng)吸熱量，從而降低了過(guò)熱系統(tǒng)減溫水，同時(shí)使得高溫再熱器的入口煙氣溫度升高，從而解決了再熱器欠溫的問(wèn)題。在該方案的基礎(chǔ)上，增加尾部省煤器受熱面，進(jìn)一步降低了過(guò)熱系統(tǒng)減溫水量，同時(shí)抑制了排煙溫度由于截屏而升高這一隱患。完滿解決了鍋爐存在的問(wèn)題，大大提升了機(jī)組運(yùn)行的安全性和經(jīng)濟(jì)性。 3、同類技術(shù)產(chǎn)品或成果比較 項(xiàng)目組采用熱力校核計(jì)算和數(shù)值模擬相結(jié)合的方式對(duì)鍋爐改造效果進(jìn)行了全面評(píng)估。目前，同時(shí)采用這兩種方式的對(duì)鍋爐改造進(jìn)行預(yù)測(cè)評(píng)估的報(bào)道比較少見(jiàn)。熱力計(jì)算和數(shù)值模擬兩個(gè)手段相輔相成，結(jié)合起來(lái)可以為電廠提供全面的優(yōu)化改造預(yù)測(cè)信息。熱力計(jì)算著重于鍋爐內(nèi)輻射受熱面和對(duì)流受熱面的換熱情況，但無(wú)法反映改造對(duì)爐內(nèi)流場(chǎng)和溫度場(chǎng)乃至組分場(chǎng)的影響，數(shù)值計(jì)算可以在熱力計(jì)算的基礎(chǔ)上對(duì)爐內(nèi)場(chǎng)的信息進(jìn)行預(yù)測(cè)。在鍋爐熱力校核計(jì)算準(zhǔn)確性方面，關(guān)鍵是計(jì)算所采用的半經(jīng)驗(yàn)公式的可靠性和準(zhǔn)確性。數(shù)值計(jì)算方面關(guān)鍵是所采用的計(jì)算模型的可靠性、準(zhǔn)確性及使用計(jì)算網(wǎng)格的合理性。方法創(chuàng)新點(diǎn)主要是提出新穎的切實(shí)有效可行的受熱面改造方案，經(jīng)過(guò)一處改造，同時(shí)解決多個(gè)問(wèn)題，降低了改造成本，提高了改造效率。 4、能為產(chǎn)業(yè)解決的關(guān)鍵技術(shù) 關(guān)鍵技術(shù)有兩個(gè)方面：熱力校核計(jì)算制訂優(yōu)化受熱面改造的合理方案；預(yù)測(cè)改造方案實(shí)施后的鍋爐爐內(nèi)燃燒工況、流動(dòng)工況及經(jīng)濟(jì)效益。 5、已應(yīng)用的成功案例 項(xiàng)目組已經(jīng)積累了多年經(jīng)驗(yàn)，目前已經(jīng)成功應(yīng)用的案例主要有： （1）內(nèi)蒙古大唐國(guó)際托克托發(fā)電有限責(zé)任公司的1#、3#鍋爐對(duì)流受熱面優(yōu)化改造； （2）河北大唐王灘發(fā)電廠1#、2#爐受熱面的優(yōu)化改造； （3）大唐韓城第二發(fā)電廠有限責(zé)任公司的二期3號(hào)鍋爐對(duì)流受熱面優(yōu)化改造。 應(yīng)用范圍： 主要應(yīng)用于我國(guó)大容量煤粉鍋爐以及循環(huán)流化床鍋爐的受熱面優(yōu)化改造。針對(duì)各個(gè)不同改造方案進(jìn)行熱力校核計(jì)算，根據(jù)對(duì)計(jì)算結(jié)果的分析對(duì)比，為電廠提供合理可行的改造方案，以期解決電廠鍋爐運(yùn)行中所出現(xiàn)的安全隱患問(wèn)題及經(jīng)濟(jì)性較低的問(wèn)題。

我國(guó)資源量超過(guò) 40% 的優(yōu)質(zhì)西北侏羅紀(jì)煤惰質(zhì)組分含量高，造成此類煤的粘結(jié)性、成漿性能、液化性能整體下降，極大地增加了煤的高效潔凈利用難度。本成果的核心是進(jìn)行煤炭的分質(zhì)加工利用，一方面開(kāi)發(fā)了新型煤巖分選技術(shù)實(shí)現(xiàn)煤巖組分的高效分離，另一方面針對(duì)不同煤巖組分開(kāi)發(fā)了多聯(lián)產(chǎn)高效轉(zhuǎn)化技術(shù)。成果來(lái)源于陜西省科技攻關(guān)項(xiàng)目，前期獲得了陜西省教育廳專項(xiàng)基金和中國(guó)博士后科學(xué)基金的支持，已有一部分工作申請(qǐng)國(guó)家發(fā)明專利，摸索出煤炭分質(zhì)利用的新技術(shù)，取得了良好的技術(shù)經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。

石油焦的揮發(fā)份（5～10％），碳含量約在85％以上，具有較高的熱值（～31000kj/kg），是可利用的廉價(jià)燃料資源。采用在煤粉鍋爐中摻燒一定比例的石油焦，不僅可利用這一廉價(jià)資源，而且鍋爐飛灰具有一定固硫作用，對(duì)降低燃焦SO2排放污染也有益處。/line石油焦高碳且極難燃盡、物料粘性大、流動(dòng)性和可磨性差等特點(diǎn)，在摻燒中也會(huì)給電站鍋爐機(jī)組的各生產(chǎn)環(huán)節(jié)帶來(lái)一些問(wèn)題。本技術(shù)可確保電站鍋爐在摻燒石油焦條件下運(yùn)行的安全性和經(jīng)濟(jì)性。系統(tǒng)技術(shù)包括：煤與石油焦混合粉制備和輸送技術(shù)、煤與石油焦混合粉燃燒優(yōu)化技術(shù)、煤與石油焦混燃煙氣腐蝕預(yù)防技術(shù)、煤與石油焦混燃粉塵靜電收塵技術(shù)。

國(guó)煤多、油少，發(fā)展基于煤的C1化工，開(kāi)拓化工原料多樣化的工藝路線，符合國(guó)家能源 發(fā)展戰(zhàn)略，具有十分重要的意義和經(jīng)濟(jì)價(jià)值。在此背景下，羰基合成技術(shù)近年來(lái)取得了長(zhǎng)足發(fā) 展，繼孟山都公司成功地開(kāi)發(fā)甲醇羰基合成醋酸工業(yè)技術(shù)并大規(guī)模工業(yè)化后，羰基合成技術(shù)成 為C1化工中技術(shù)和應(yīng)用的熱點(diǎn)。 醋酸乙烯是世界上產(chǎn)量最大的50種化工原料之一，工業(yè)生產(chǎn)技術(shù)主要有乙烯法和乙炔法， 目前乙烯法占總生產(chǎn)能力的72%以上。乙烯法的原料是乙烯、醋酸和氧氣，由于原油價(jià)格一直 上漲，乙烯法的生產(chǎn)成本不斷增加，為降低生產(chǎn)成本，醋酸乙烯的工藝路線向以煤為原料的C1 化學(xué)方向轉(zhuǎn)變。 本項(xiàng)目提出了以煤或天然氣為原料合成醋酸乙烯的工藝路線，煤或天然氣→合成氣→甲 醇→二甲醚→醋酸乙烯，該工藝路線不再依賴原油為原料，而以煤或天然氣為基礎(chǔ)，降低了成 本，同時(shí)還能副產(chǎn)醋酸、醋酐。本項(xiàng)目關(guān)鍵技術(shù)是二甲醚與合成氣羰基合成醋酸乙烯的催化反 應(yīng)體系、催化劑配方、制備方法和反應(yīng)器設(shè)計(jì)等。

隨著全球能源短缺、環(huán)境污染問(wèn)題的日益嚴(yán)重，各個(gè)國(guó)家都在加緊可再生能源的開(kāi)發(fā)和利用。風(fēng)力發(fā)電是目前最經(jīng)濟(jì)、最清潔、最容易實(shí)現(xiàn)大規(guī)模生產(chǎn)的。隨著科技水平的發(fā)展，大功率的風(fēng)力發(fā)電機(jī)在我國(guó)逐漸推出，而它們基本都是原型機(jī)，未經(jīng)時(shí)間考驗(yàn)。通過(guò)風(fēng)力機(jī)塔架的三維有限元強(qiáng)度、振動(dòng)與疲勞壽命分析，可以保障機(jī)組的安全運(yùn)行。 本項(xiàng)目采用三維非線性有限元方法，考慮風(fēng)力機(jī)塔架在各種工況下的載荷，計(jì)算分析風(fēng)力機(jī)塔架的強(qiáng)度、振動(dòng)和疲勞壽命。

本實(shí)用新型公開(kāi)了一種測(cè)量煤巖松動(dòng)圈厚度的裝置，包括拉繩式位移傳感器、支撐件以及固定件，使用時(shí)，所述固定件固定在鉆孔的煤巖深部，所述支撐件包括連接桿以及保護(hù)殼，所述連接桿伸入鉆孔的下端，所述保護(hù)殼固定在所述連接桿的底部并位于巷道內(nèi)，所述連接桿為空心結(jié)構(gòu)且與所述保護(hù)殼相連通，所述拉繩式位移傳感器固定在所述保護(hù)殼內(nèi)，所述拉繩式位移傳感器的拉繩穿過(guò)所述連接桿與所述固定件連接。與傳統(tǒng)的鉆孔攝像、超聲波、地質(zhì)雷達(dá)、地震波等測(cè)試裝置比較，本實(shí)用新型測(cè)量煤巖松動(dòng)圈厚度的裝置對(duì)深部煤巖軟弱松動(dòng)圈厚度觀測(cè)有很好適用性，

依托機(jī)械工業(yè)上海共性技術(shù)研究院準(zhǔn)東煤高效利用技術(shù)協(xié)同創(chuàng)新平臺(tái)， 本團(tuán)隊(duì)深入系統(tǒng)研究了準(zhǔn)東煤燃燒特性、灰熔融特性及燃燒過(guò)程中結(jié)渣、沾污機(jī) 理:通過(guò)對(duì)幾十種典型準(zhǔn)東煤進(jìn)行分析測(cè)試，獲得全面系統(tǒng)的準(zhǔn)東煤煤質(zhì)分析數(shù) 據(jù)以及準(zhǔn)東煤中 Ca、 Na、K 的賦存形式以及遷移特性;建立了適合準(zhǔn)東煤灰熔 融特性的判別指標(biāo)，利用量子化學(xué)計(jì)算等手段，從微觀層面揭示了準(zhǔn)東煤結(jié)渣沾 污機(jī)理;研發(fā)出高效抗沾污、結(jié)渣添加劑，在添加量為 5% 時(shí)，可以大幅度減輕 準(zhǔn)東煤結(jié)渣的傾向。在準(zhǔn)東煤燃燒機(jī)理方面形成了鮮明的研究特色，獲得授權(quán)

本發(fā)明公開(kāi)了一種煤粉低 NOx 富氧燃燒裝置，包括爐膛、氧氣罐、氧化劑噴嘴、中心噴嘴、蒸氣噴嘴和蒸氣發(fā)生器，中心噴嘴安裝在爐膛的一側(cè)；一次風(fēng)管道的側(cè)壁通過(guò)一次蒸氣進(jìn)氣管道與蒸氣發(fā)生器的出口連接；氧化劑噴嘴安裝在爐膛上與中心噴嘴相同的一側(cè)；氧化劑噴嘴的出口伸入爐膛內(nèi)，其進(jìn)口連接二次風(fēng)管道，二次風(fēng)管道通過(guò)二次蒸氣進(jìn)氣管道與所述的一次蒸氣進(jìn)氣管道連接，二次風(fēng)管道的側(cè)壁通過(guò)氧氣進(jìn)氣管與氧氣罐連接；蒸氣噴嘴安裝在爐膛上與中心噴

成果介紹 成果名稱：多元耦合燃料（生物質(zhì)/垃圾/高硫煤/高鈉煤）發(fā)電關(guān)鍵設(shè)備防腐蝕感應(yīng)熔焊與噴射復(fù)合涂層技術(shù) 成果參與單位：江蘇科環(huán)新材料有限公司、深圳能源環(huán)保股份有限公司、上海康恒環(huán)境股份有限公司 成果完成人：曲作鵬 知識(shí)產(chǎn)權(quán)情況：已申請(qǐng)專利87項(xiàng)，其中已授權(quán)發(fā)明專利17項(xiàng)，已授權(quán)實(shí)用新型專利27項(xiàng) 針對(duì)我國(guó)新能源與環(huán)保科技的重大戰(zhàn)略，以解決垃圾與生物質(zhì)發(fā)電鍋爐高溫防腐的實(shí)際需求為目標(biāo)，本項(xiàng)目擬搭建應(yīng)用于生物質(zhì)與垃圾電站鍋爐腐蝕防護(hù)的高頻感應(yīng)熔焊系統(tǒng)技術(shù)平臺(tái)，在多元耦合燃料（生物質(zhì)/垃圾/高硫煤/高鈉煤）發(fā)電關(guān)鍵設(shè)備等受熱面，開(kāi)發(fā)完成鎳基自熔合金高溫涂層的技術(shù)體系，包括涂層材料與工藝，形成針對(duì)各類客戶群體的系列解決方案。 隨著近年來(lái)我國(guó)生物質(zhì)和垃圾電站的迅猛發(fā)展，鍋爐高溫腐蝕問(wèn)題日益突出，傳統(tǒng)熱噴涂技術(shù)由于易脫落、孔隙率高而應(yīng)用受限，前期用得較普遍的Inconel625合金堆焊，也逐漸暴露出由稀釋率高引起的高溫防腐性能受限等問(wèn)題。因此，開(kāi)發(fā)新型高溫防腐涂層技術(shù)已迫在眉睫。本項(xiàng)目在國(guó)家“十三五”重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃等項(xiàng)目的支持下，經(jīng)過(guò)十余年的集智攻關(guān)，于2019年初研發(fā)成功了高頻感應(yīng)熔焊高溫腐蝕防護(hù)涂層技術(shù)，取得了系列創(chuàng)新性成果：首次在國(guó)內(nèi)構(gòu)建了生物質(zhì)與垃圾電站鍋爐高頻感應(yīng)熔焊系統(tǒng)技術(shù)平臺(tái)，開(kāi)發(fā)了在水冷壁管排表面制備耐鎳基自熔合金高溫薄涂層的技術(shù)體系，解決了城市垃圾與生物質(zhì)電站鍋爐高溫腐蝕防護(hù)的技術(shù)瓶頸，打破了發(fā)達(dá)國(guó)家的技術(shù)封鎖，形成了系列針對(duì)城市垃圾與生物質(zhì)焚燒發(fā)電鍋爐高溫防腐的不同客戶群體的解決方案。 我國(guó)西部特別是新疆地區(qū)的高硫高鈉鹽等高腐蝕性煤在燃燒過(guò)程中產(chǎn)生高濃度硫化物和鈉鹽等腐蝕性氣體，造成水冷壁、過(guò)熱器受熱面的高溫腐蝕、尾部煙道空氣預(yù)熱器低溫腐蝕和受熱面結(jié)焦等，特別是對(duì)燃燒器區(qū)域水冷壁管來(lái)說(shuō)，如果沒(méi)有防護(hù)涂層只能使用1—2年。傳統(tǒng)的熱噴涂，由于結(jié)合強(qiáng)度低孔隙率高，很少應(yīng)用；普通高頻感應(yīng)熔焊雖然有效，但壽命難以超過(guò)5年；目前用得最多的是堆焊高溫合金，但一般五年后就逐漸會(huì)發(fā)生涂層脫落和管壁減薄甚至爆管的現(xiàn)象，非計(jì)劃停爐維修給企業(yè)造成了極大的經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)。針對(duì)我國(guó)西北地區(qū)高硫高鈉鹽燃煤發(fā)電鍋爐受熱面對(duì)高溫防腐的迫切需求，本項(xiàng)目擬開(kāi)發(fā)感應(yīng)熔焊與超音速噴射復(fù)合金屬陶瓷涂層技術(shù)，從服役壽命、使用性能到性價(jià)比等方面都優(yōu)于堆焊，以期徹底終結(jié)困擾我國(guó)燃煤行業(yè)多年的高腐蝕性氣體對(duì)鍋爐管道造成的嚴(yán)重腐蝕的防護(hù)難題。 創(chuàng)新點(diǎn) 1、首次在國(guó)內(nèi)構(gòu)建垃圾電站鍋爐高頻感應(yīng)熔焊系統(tǒng)技術(shù)平臺(tái)，自主開(kāi)發(fā)了在水冷壁管排表面制備耐高溫涂層的防腐技術(shù)體系，打破了發(fā)達(dá)國(guó)家對(duì)核心技術(shù)的封鎖，突破了垃圾電站鍋爐涂層防護(hù)系統(tǒng)核心技術(shù)瓶頸，形成了整體防腐的焚燒解決方案。 2、首次在國(guó)際上成功研發(fā)鎳基自熔合金與金屬陶瓷梯度復(fù)合涂層的防護(hù)技術(shù)，發(fā)明了基于重熔與噴射一體化的高溫全域防腐全套技術(shù)，鍋爐的高溫腐蝕防護(hù)性能與服役壽命顯著提升。 3、創(chuàng)新鍋爐管道鑲嵌陶瓷瓦的長(zhǎng)效防護(hù)方法，發(fā)明了多項(xiàng)陶瓷高效低成本加工技術(shù)，填補(bǔ)了國(guó)際上硬脆材料特種加工技術(shù)的空白，突破了垃圾焚燒發(fā)電鍋爐高頻感應(yīng)熔焊系統(tǒng)核心技術(shù)瓶頸。 市場(chǎng)前景 磨損與腐蝕是工業(yè)生產(chǎn)中的共性問(wèn)題，全世界能源消耗的1/3-1/2在摩擦上，每年各種機(jī)械零件失效的一半以上由于磨損，每年因金屬磨損、腐蝕造成的直接經(jīng)濟(jì)損失約達(dá)７萬(wàn)億美元。垃圾焚燒電站鍋爐受熱面腐蝕問(wèn)題，非常普遍，其腐蝕機(jī)理主要是所焚燒的垃圾中含有Cl,S以及堿金屬等元素，造成Cl，S化合氣體腐蝕和低熔點(diǎn)堿金屬鹽熔融腐蝕。據(jù)“十三五”規(guī)劃，2020年焚燒處理能力占無(wú)害化處理比例50%，預(yù)計(jì)復(fù)合增長(zhǎng)率不低于20%，垃圾焚燒規(guī)模呈快速增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)，截至2018年，中國(guó)已運(yùn)行的垃圾焚燒廠約為380座，處理能力約為37萬(wàn)噸/日，中國(guó)在建的垃圾焚燒廠約為200～250座，處理能力約為20～25萬(wàn)噸/日，中國(guó)垃圾處理“起步晚、起點(diǎn)低、發(fā)展快”，垃圾焚燒發(fā)展極快，2025年行業(yè)總規(guī)模估計(jì)超過(guò)100萬(wàn)噸/日，垃圾焚燒發(fā)電站超過(guò)2000家。余熱鍋爐高溫防腐蝕涂層市場(chǎng)規(guī)模100億以上，年增長(zhǎng)率在20%以上，且防腐蝕涂層是消耗品，平均3—5年為一個(gè)周期。 另外，該技術(shù)不僅可以用于垃圾焚燒電廠，團(tuán)隊(duì)在農(nóng)機(jī)刀片耐磨、水泥建材行業(yè)耐磨、機(jī)械重工表面硬化耐磨處理、鋼軌耐磨涂層、高端球閥防腐、燃?xì)廨啓C(jī)熱障涂層、海上風(fēng)電鹽霧腐蝕、軍工等領(lǐng)域的新產(chǎn)品、新技術(shù)也逐步成熟，走向規(guī)模化應(yīng)用市場(chǎng)。 應(yīng)用案例 深圳能源環(huán)保公司寶安老虎坑垃圾焚燒發(fā)電廠4號(hào)、5號(hào)、6號(hào)鍋爐項(xiàng)目，工程地址：深圳市寶安區(qū)松崗鎮(zhèn)老虎坑，業(yè)主單位：深能環(huán)保寶安垃圾焚燒發(fā)電廠。 獲獎(jiǎng)情況 2021年中國(guó)商業(yè)聯(lián)合會(huì)科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng) 一等獎(jiǎng) 2021年河北省科技技術(shù)獎(jiǎng) 二等獎(jiǎng) 2019年CCTV中國(guó)十大創(chuàng)業(yè)榜樣 2019年第八屆中國(guó)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽 優(yōu)秀企業(yè)獎(jiǎng) 2019年第七屆創(chuàng)業(yè)江蘇科技創(chuàng)業(yè)大賽 三等獎(jiǎng) 2019年“創(chuàng)客中國(guó)”江蘇省中小企業(yè)創(chuàng)新大賽 優(yōu)勝獎(jiǎng) 2019年 淮安市第四屆企業(yè)科技創(chuàng)新大賽 一等獎(jiǎng)