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浙大研發燃燒過程檢測和優化技術榮獲進步一等獎

2016-03-24來源:環球破碎機網

  環球破碎機網訊  03月24日 (浙江日報記者曾福泉通訊員周煒)燃煤發電離不開鍋爐。這種巨人般的大型燃燒設備吞下成噸的化石燃料,其燃燒產生的能量為我國提供了近80%的電力。浙江大學副校長、教育部長江學者特聘教授、省特級專家嚴建華領導的交叉學科團隊成功研發出一套為鍋爐做“CT”的技術,使人們可以準確觀測鍋爐內部復雜的燃燒過程,并偶合到燃燒控制系統實現運行優化調整,燃燒由此變得更加安全、清潔、高效。該成果23日獲得2015年度省科技進步獎一等獎。

  一座發電功率為100萬千瓦的發電鍋爐,其大小相當于一座25層高、每層面積500平方米的樓房,爐膛里面充滿了風煤劇烈混合的高溫氣固兩相流,熊熊燃燒反應的高溫兩相流溫度高達1000多攝氏度。嚴建華說,過去很長一段時間,鍋爐內部的燃燒過程幾乎是一個“黑箱”,即便能夠在個別位置實現單點溫度或濃度測量,其結果也不能代表燃燒過程全貌,不啻是“盲人摸象”。
  搞清楚鍋爐內部的燃燒狀況為什么重要?在這個問題上我們有過血的教訓。1993年,北侖電廠一座當時國內最大容量的進口鍋爐發生爆炸,造成23人死亡,機組停運130多天,少發電近14億度。嚴建華當時是一個博士畢業不久的年輕學者,參與了事故原因調查。專家們發現,這座鍋爐爐膛的燃燒狀況已經發生了變化,卻沒能被及時檢測到。
  生產生活需要源源不斷的電力,鍋爐不可能頻繁停機檢修,能不能研發出實時檢測燃燒過程的方法?北侖電廠事故成為嚴建華課題組近20多年來致力于燃燒過程研究的起點。課題組提出的方法是,把特殊的攝像裝備裝在一個口徑很窄的測槍里,伸到鍋爐里面,拍下火焰的圖像,并在不同爐膛斷面布置若干測點。“盡可能多角度地收集火焰圖像,再將圖像代表的意義還原成參數、函數,最終建立燃燒的三維數學重建模型。”嚴建華說,這就像給鍋爐這個巨人做了“CT”。
  這個主意一開始聽起來有點兒天方夜譚。最初試驗時,圖像測槍進入鍋爐就被高溫燒壞了。嚴建華帶領團隊反復嘗試不同材料,尋找各種冷卻和除塵的方法。“電廠驗證試驗正值盛夏,站在電廠鍋爐外,溫度高達40℃以上,連續試驗下來汗流浹背。”最終研究團隊成功解決了穩定可靠獲取火焰圖像的問題。
  接下來還有設備推廣的問題。團隊成員一趟一趟地跑到電廠去,“跑細了腿,磨破了嘴”,說服一個個電廠采用這項新技術。
  如今,這項技術已經發展得頗為成熟,從內蒙古草原到南海之濱,許多大型燃煤發電企業已采用這一技術,實時掌握了鍋爐內三維溫度分布、燃燒狀況、污染物排放情況,結合先進的燃燒模型預測控制,機組運行更安全了。值得一提的是,因為鍋爐燃燒可以持續處在最佳狀態,發電煤耗和污染物排放都下降了。
  比煤燃燒更復雜的是生活垃圾、污泥和危險廢棄物的燃燒。嚴建華團隊的技術還應用在我省多家企業的廢棄物焚燒鍋爐上,有效提高了環保性能和機組燃燒效率,確保了系統運行在最佳工作狀態,為破解垃圾圍城之困和水環境治理中的污泥處理難題做出重要貢獻。
  據了解,該項目在多年的研究歷程中培養了近10位博士研究生和20位碩士研究生,先后發表論文75篇。近三年為企業新增直接銷售收入30.68億元,新增利潤4.02億元。

文關鍵詞:

焚燒鍋爐

責任編輯:宋欣
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