“作為企業(yè)里的國家重點實驗室,煤基清潔能源國家重點實驗室在進行科研的同時,以滿足企業(yè)發(fā)展的科技需求為目標,形成了‘從工業(yè)來到工業(yè)去’‘從基礎(chǔ)研究到示范工程’的特色研究方式。”華能集團清潔能源技術(shù)研究院院長、實驗室主任許世森這樣總結(jié)該實驗室的“特色”。
在接受記者采訪時他表示,華能集團高度重視實驗室的建設(shè)工作,聘請了國際一流的實驗室設(shè)計團隊,按照國際一流的標準進行現(xiàn)代化實驗室的建設(shè)工作,通過設(shè)立科技項目的方式,對實驗室工作進行支持,保證每年的科技經(jīng)費投入等。
科技日報:煤基清潔能源國家重點實驗室如何獲得如此巨大的成功?
許世森:這是由于實驗室在技術(shù)轉(zhuǎn)化、合作交流以及實驗室經(jīng)費投入方面具有明顯的優(yōu)勢。
技術(shù)轉(zhuǎn)化方面,得益于實驗室長期工作的積累,目前實現(xiàn)了多項技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化。如實驗室開發(fā)的大型循環(huán)流化床鍋爐防磨技術(shù),在近50臺300兆瓦(MW)循環(huán)流化床(CFB)鍋爐上獲得成功應用,占國內(nèi)已投運300MW CFB鍋爐的85%以上。開發(fā)的DSB低氮煤粉燃燒器,已經(jīng)在9臺300MW及2臺600MW鍋爐上成功運用,還有27臺鍋爐正在改造施工中。實驗室開發(fā)的電袋除塵器技術(shù)已經(jīng)在3臺300MW及2臺660MW鍋爐上成功應用等。
合作交流方面,實驗室依托單位中國華能集團公司是二氧化碳捕集、利用與封存(CCUS)產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟的第一任理事長單位,實驗室承擔了多項國家重點國際科技合作項目,負責和參與“中-澳清潔煤技術(shù)合作項目”、“中-意CCS技術(shù)合作項目”和“中-美清潔能源聯(lián)合研究中心-清潔煤技術(shù)合作項目”。與國際知名研發(fā)機構(gòu)和能源企業(yè)進行了廣泛深入的交流與合作。
實驗室參與了“中美清潔能源聯(lián)合研究”“中國-歐盟CO2捕集與封存合作項目”“中英煤炭利用近零排放項目”,與國家能源局、澳大利亞資源、環(huán)境與旅游部簽署了關(guān)于在我國進行燃煤電廠100萬噸/年二氧化碳捕集可行性研究的協(xié)議。與美國南方電力公司就燃燒前二氧化碳捕集技術(shù)開發(fā)與測試達成初步合作意向,與美國杜克能源公司提交中美綠色合作伙伴申請,與美國勞倫斯利弗莫爾國家實驗室就頁巖氣開發(fā)簽訂了相關(guān)協(xié)議,與美國賓州州立大學、肯塔基大學就未來在煤炭清潔利用領(lǐng)域進行合作研究達成合作意向,與挪威石油公司和意大利電力公司合作進行CCS項目技術(shù)研究。通過國際合作,提升了自身水平,擴大了實驗室在清潔能源技術(shù)方面的國際影響力。
此外,華能集團高度重視實驗室的建設(shè)工作,聘請了國際一流的實驗室設(shè)計團隊,按照國際一流的標準進行現(xiàn)代化實驗室的建設(shè)工作,通過設(shè)立科技項目的方式,對實驗室工作進行支持,保證每年的科技經(jīng)費投入等。
科技日報:與一般實驗室相比,煤基清潔能源國家重點實驗室有何特點?
許世森:作為企業(yè)里的國家重點實驗室,煤基清潔能源國家重點實驗室在進行科研的同時,以滿足企業(yè)發(fā)展的科技需求為目標,形成了“從工業(yè)來到工業(yè)去”“從基礎(chǔ)研究到示范工程”的特色研究方式。
以低氮氧化物燃燒器為例,實驗室在電廠鍋爐實際運行分析研究的基礎(chǔ)上,提出了低氮氧化物燃燒器的開發(fā)目標,隨后進行了實驗室的基礎(chǔ)試驗研究、低氮燃燒理論分析,開發(fā)相應的技術(shù)并進行集成,再利用華能集團下屬的電廠進行工程示范,實現(xiàn)技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化。
借助依托單位的平臺,進行工業(yè)性試驗研究,也是實驗室的重要特色。實驗室從1997年開始進行兩段式干煤粉加壓氣化技術(shù)的開發(fā),在2005年時建成36噸/天的工業(yè)示范裝置,經(jīng)過逐級放大,最終在天津IGCC示范電站建成2000噸/天的兩段式干煤粉加壓氣化裝置。利用此平臺,在電廠進行商業(yè)運行之前,實驗室開展了運行測試,對各項技術(shù)指標進行了驗證,對運行控制方法進行了優(yōu)化,使裝置在商業(yè)運行階段達到比較好的狀態(tài)。
同樣的特色也體現(xiàn)在二氧化碳減排技術(shù)開發(fā)方面。實驗室利用建成的3000噸/年以及12萬噸/年的二氧化碳捕集裝置,開展了運行參數(shù)對捕集性能影響的研究,對不同的煙氣預處理方法進行對比分析,并將實驗室測試出性能優(yōu)越的吸收劑應用到3000噸/年捕集裝置上,進行實際吸收性能的測試檢驗。
科技日報:在煤的清潔燃燒技術(shù)方面,實驗室還做了哪些工作?
許世森:實驗室還開展了大型循環(huán)流化床技術(shù)(CFB)、燃煤超超臨界發(fā)電技術(shù)等研發(fā)和實踐。
研究涵蓋了循環(huán)流化床鍋爐主機設(shè)備(鍋爐)的技術(shù)開發(fā)、技術(shù)咨詢與服務、循環(huán)流化床鍋爐輔機產(chǎn)品開發(fā)、輔機系統(tǒng)工程技改、流態(tài)化相關(guān)產(chǎn)品技術(shù)開發(fā)、發(fā)電廠節(jié)能減排技術(shù)、燃煤發(fā)電廠污染物排放控制等領(lǐng)域。
從“六五”開始,在國家項目的持續(xù)支持下,實驗室研發(fā)團隊自主開發(fā)了100MW、200MW和330MW循環(huán)流化床鍋爐機組,均作為國內(nèi)首臺示范機組投入運行,開發(fā)了高效爐內(nèi)脫硫技術(shù)、高效SNCR脫硝技術(shù)、流化床輕度氣化褐煤提質(zhì)技術(shù)、循環(huán)流化床鍋爐新型外置換熱器、中心供風系統(tǒng)、高效循環(huán)灰控制及排放系統(tǒng)、煤泥及電石渣干燥技術(shù)、主動多階爐內(nèi)防磨綜合治理技術(shù)、FAC型流化床式冷渣器、新型防漏渣風帽等新技術(shù),完成了全國百余臺鍋爐的啟動調(diào)試、優(yōu)化調(diào)整、性能考核、設(shè)備消缺、系統(tǒng)診斷和技術(shù)改造等在內(nèi)的各種技術(shù)咨詢服務工作,為我國循環(huán)流化床鍋爐技術(shù)進步和機組安全建設(shè)、經(jīng)濟運行做出了貢獻,同時也取得了出色的工程化及產(chǎn)業(yè)化成果。
另外,實驗室建設(shè)有世界先進、國內(nèi)領(lǐng)先的循環(huán)流化床技術(shù)開發(fā)試驗室,其中包括爐膛凈高度世界最高、世界上容量最大的循環(huán)流化床燃燒試驗臺。
為解決我國儲量巨大的低質(zhì)、特殊燃料利用的突出問題,實驗室將繼續(xù)在該技術(shù)方向開展深入研究。