DOCX《推荐国家科技进步奖项目公示》

推荐国家科技进步奖项目公示 项目名称 600MW超临界循环流化床锅炉技术开发、研制与工程示范 推荐单位 中国电机工程学会 推荐单位意见: 我单位认真审阅了该项目推荐书及附件材料,确认全部材料真实有效,相关栏目均符合国家科学技术奖励工作办公室的填写要求.

按照要求,我单位和项目完成单位都已对该项目的拟推荐情况进行了公示,目前无异议. 项目团队在863和科技支撑计划支持下,国际上率先开展超临界CFB的研究开发,经过十余年的攻关,独立建构了超临界CFB锅炉整套设计理论,搭建了超临界CFB锅炉关键技术体系,将CFB燃烧室侧特性的认识从0维或1维发展到3维;

发明了系列的关键部件创新结构,研制了世界上容量最大、参数最高的600MW超临界CFB锅炉;

创建了系统集成技术和运行技术,建设了世界首台600MW超临界CFB示范工程.项目申请专利100余项,包括授权发明专利33项,发表论文234篇.科技成果鉴定认为,该项目完全自主开发,关键技术创新性显著,达到国际领先水平.该项目是世界首创,推动了CFB燃烧技术的国际进步,被国际能源署认为是CFB燃烧技术发展的里程碑,是洁净煤燃烧技术领域中国对世界的贡献,提高了我国CFB的国际竞争力,开始出口国外,扭转了我国大型燃煤锅炉技术长期依赖技术引进的局面.关键技术用于350MW开发,形成批量订单.带动了产业技术进步和升级,新增销售额近百亿,经济效益显著. 对照国家科学技术进步奖授奖条件,推荐该项目申报2016年度国家科学技术进步奖一等奖.

一、项目简介: 项目属动力与电气科学技术领域. 煤炭是我国的主要能源,其中低热值燃料超过30%.实践表明,因燃料适应性和低成本污染控制优势,循环流化床(CFB)燃烧发电成为低热值燃料利用的最佳选择,得到迅速发展.为进一步提高效率,在国家

863、科技支撑计划支持下,项目组在国际上率先开展了超临界CFB锅炉研发,经过十余年联合攻关,完成了世界首台600MW超临界CFB锅炉工程示范的创新实践,性能全面超过国外同期开发的460MW超临界CFB锅炉,取得了系列原创性成果:

1、独立建构了超临界CFB锅炉整套设计理论,搭建了超临界CFB锅炉关键技术体系:发现了超高炉膛物料浓度纵向分布和超大床面物料浓度横向分布规律,建立了物料浓度三维分布模型,开发了超临界CFB条件下管内超临界水换热系数和流动阻力关联式;

耦合这些模型获得了CFB水冷壁的热流分布;

揭示了CFB双床翻动、同床波动和多循环回路并联流动静态不均匀性、动态不稳定性机理,提出了相应的控制方法,解决了超大床面的流化稳定性和均匀性问题,将CFB燃烧室侧特性的认识从0维或1维发展到3维.揭示了快速床中NOx生成与控制的独特机制,提出了CFB深度低氮排放技术.

2、发明了系列的关键部件创新结构,研制了世界上容量最大、参数最高的600MW超临界CFB锅炉:开发了超临界CFB锅炉整体布置技术、性能计算技术;

发明了平行流外置换热器、炉膛出口非均匀布置、低质量流速一次上升垂直水冷壁、非连续双面受热水冷壁等创新结构,第一次实现了CFB上的低质量流速垂直管水冷壁的正响应特性;

开发了超临界CFB全逆流热力流程,解决了低温燃烧的汽温问题;

采用6个非对称汽冷旋风分离器和外置换热器的单炉膛双布风板H型布置,实现了容量跨越;

开发了相应的创新结构的制造工艺.

3、创建了系统集成技术和运行技术,建设了世界首台600MW超临界CFB示范工程:研制了系列的性能优异的成套辅机,形成了辅机选型技术及辅机设计制造技术;

提出了 即燃碳 理论并应用于控制模型,解决了CFB锅炉热惯性大的问题,实现了汽温的精准控制和负荷自动调节;

基于机理模型,开发了600MW超临界CFB机组仿真机;

开发了无刚性梁支撑的双面受热水冷壁无定位安装、双床大床面弱流化点火等安装调试技术;

创建了600MW超临界CFB锅炉安全运行技术体系. 锅炉运行最大连续蒸发量1903t/h,热效率91.52%,锅炉原始排放浓度NOx为112mg/m

3、SO2为192mg/m3(脱硫效率97.12%,Ca/S为2.07),THA下综合厂用电率 5.57%,各项指标均优于国外. 项目获授权发明专利33项、实用新型70项、软件著作权6项;

发表论文234篇(EI 148篇、SCI 60篇、ISTP 18篇). 项目系国际首创,实现了CFB锅炉从亚临界到超临界的参数突破、300MW到600MW的容量跨越,国际能源署认为是国际CFB燃烧技术发展的里程碑,是洁净煤燃烧技术领域中国对世界的贡献,提高了我国CFB锅炉的国际竞争力. 电机工程学会和机械工业联合会的科技成果鉴定认为:该项目成果完全自主开发,关键技术创新性显著,研究成果达到国际领先水平. 关键技术推广用于350MW超临界CFB.产品全面占领国内市场,开始走向海外,全球市场占有率超过90%,新增销售额近百亿.

二、客观评价: (1) 国家高技术研究发展计划(863)超临界循环流化床锅炉(2002AA529100)课题验收意见 .课题进行了不同容量的循环流化床锅炉研究测试,获得了传热模型以及物料浓度分布模型,建立了循环流化床锅炉燃烧侧热流密度分布模型和换热床模型;

建立了子质量流速垂直管全水冷壁的水动力计算模型,.专家组一致同意通过验收. (2) 国家科技支撑计划超临界循环流化床(2006BAA03B00)项目验收意见 ……项目完成了600MWe 超临界流化床锅炉的本体设计、关键技术、制造、辅机与辅助系统、仿真平台和运行调试等技术研究,建设完成了我国首台世界最大容量600MWe 超临界循环流化床锅炉工程示范,并通过了168 连续运行考核 ;

项目 ………形成了一批具有自主知识产权的原创性成果………,专家组一致同意通过验收 . (3) 白马600MW超临界CFB 锅炉性能测试结论 锅炉效率≥91.52%,高于保证值91.01%. 锅炉各工况水动力安全可靠,转态过程自然平稳. 各种运行工况下均无超温现象发生,壁温偏差小于设计值. 锅炉稳定投入石灰石脱硫情况下,二氧化硫排放浓度为192.04 mg/m3,氮氧化物排放浓度111.94mg/m3,完全达到锅炉性能保证值要求. (4) 白马600MW超临界CFB 机组性能测试结论 THA 工况下的综合厂用电率为 5.57%,修正后供电标准煤耗为301.6g/kWh. (5) 与当前国内外同类技术的比较 该项目是与国际上同步开展的.目前世界上该项目之外投运的超临界CFB锅炉只有一台,容量为460MW,由美国Foster Wheeler开发,安装在波兰Lagisza电厂.与之相比,该项目完成的实际运行性能参数全面优于Lagisza的460MW的水平. (6) 600MW 超临界循环流化床锅炉关键技术研究与应用科研成果鉴定意见 2014年12月19日,中国机械工业联合会和中国电机工程学会在北京联合组织召开了《600MW超临界循环流化床锅炉技术开发、研制与工程示范》科技成果鉴定会.以秦裕琨院士、黄其励院士、彭苏萍院士为首的鉴定委员会对该科技成果给予了高度评价: 取得了系列原创性成果…….该项目成果完全自主开发,关键技术创新性显著、设备系统设计合理、制造质量优良、运行安全稳定.研究成果达到国际领先水平. (7) 国际评价 国际能源署关于循环流化床燃烧发展动态的年度报告《Developments in circulatingfluidized bed combustion》(ISBN 978-92-9029-539-6)中,将该项目完成的600MW作为国际CFB技术发展的里程碑事件,反映出这是中国在洁净煤燃烧技术领域对世界的贡献. (8) 获得奖励 项目的创新点包括关键技术、锅炉研制和示范工程三部分,各部分分别获得教育部及行业协会一等奖:《600MW超临界循环流化床锅炉关键技术研究与应用》2015年获高等学校科技进步一等奖;

《600MW超临界循环流化床锅炉研制》2015年获中国机械工业科技进步一等奖;

《600MW超临界循环流化床锅炉技术开发与工程示范》2015年获中国电力科学技术一等奖.

三、推广应用情况: 该项目成功地实现了CFB锅炉从亚临界到超临界的参数突破和300到600MW的容量跨越,是目前世界上投运的最大容量和最高参数的CFB锅炉. 该项目的成功,为解决我国电力生产和绿色煤炭中低热值燃料的高效清洁利用问题提供了条件,改善了煤炭生产地区的劣质燃料堆弃污染和产业升级,推动了锅炉制造厂的产业结构调整和优化升级,提高企业和相关行业竞争能力,实现行业技术跨越,显著促进行业技术进步. 白马600MW 超临界循环流化床锅炉工程应用后,又签订了2台660MW 超临界CFB锅炉设备合同,还有多个国内的600MW 等级项目正在前期工作中. 该项目的创新性成果已经推广用于350MW等级超临界CFB的设计,已经形成350MW 等级超临界循环流化床锅炉订单超过50台. 该项目是世界上唯一运行的600MW超临界循环流化床锅炉,目前正在进行出口到罗马尼亚、克罗地亚等国的前期工作,开始走向世界.

四、主要知识产权证明目录: 知识产 权类别 知识产权具体名称 授权号 授权日期 证书 编号 权利人 发明人 发明专利 循环流化床锅炉 ZL201110031308.9 2011-01-28

1420831 东方电气集团东方锅炉股份有限公司 聂立,苏虎,巩李明,黄敏,霍锁善,杨虎,杨雪芬,周棋 发明专利 一种三旋风分离器的循环流化床锅炉炉膛结构 ZL201210123470.8 2014-07-16

1441518 清华大学 吕俊复,仇晓龙,杨海瑞,吴玉新,张海 实用新型 超临界CFB锅炉床温控制系统 ZL201420587066.0 2014-12-31

4042863 神华集团有限责任公司、神华国能集团有限公司、四川白马循环流化床示范电站有限责任公司 倪政平、凌文、周嗣林、吴玉平、杨柳、王治金、苏波 发明专利 裤衩腿结构的流化床锅炉一次风调节方法 ZL200910088898.1 2009-07-21

751946 清华大学 杨海瑞,张攀,刘建民,张海,黄宣 发明专利 一种循环流化床锅炉 ZL201310340922.2 2015-11-11

1834928 东方电气集团东方锅炉股份有限公司 宋刚,龚留升,郭强,冉雒,汪小继,吴朝刚 发明专利 有效控制外置换热器物料倒流的布风装置 ZL201310349882.8 2015-09-23

1800084 东方电气集团东方锅炉股份有限公司 宋刚,郭强,周棋, 孟庆松,林山虎, 聂立,苏虎,郑兴胜, 杨虎,黄敏,周旭 发明专利 循环流化床中隔墙夹心多级二次风供风装置 ZL200910152757.1 2010-03-03

728076 浙江大学 程乐鸣,王勤辉,方梦祥,施正伦,周劲松,余春江,王树荣,高翔,骆仲泱,倪明江,岑可法 发明专利 一种石灰石粉仓 ZL201110080688.5 2013-01-23

1127961 西南电力设计院 王仕能,陈卫国,许华,申克,易礼容,秦学,万屹,党楠 发明专利 循环流化床锅炉炉墙耐火混凝土浇筑结构及浇筑方法 ZL201010557141.5 2013-06-10

1235466 四川电力建设三公司 李俊、杨清茂、黄德学 软件著作权 60万超临界循环流化床电站仿真系统 2013SR051674 2010-10-30

567435 四川白马循环流化床示范电站有限责任公司 四川白马循环流化床示范电站有限责任公司

五、主要完成人情况:(摘自 主要完成人情况表 中的部分内容,公示姓名、排名、行政职务、技术职称、工作单位、完成单位、对项目技术创造性贡献) 姓名 排名 行政 职务 技术职称 工作单位 完成单位 对成果创造性贡献 吕俊复

1 无 教授 清华大学 清华大学

863、科技支撑计划关于超临界CFB课题负责人,主持关键技术开发,对创新点

1、

2、3有创造性贡献. 徐鹏

2 总经理 高级工程师 东方锅炉 东方锅炉 白马600MW超临界循环流化锅炉研制的总负责人,对创新点

1、

2、3有创造性贡献. 胡昌华

3 主任 教授级高工 国能白马 国能白马 主持了600MW超临界CFB锅炉工程技术研究和示范工程建设,对创新点

1、

2、3有创造性贡献. 凌文

4 总经理 教授、院士 神华集团 神华集团 主持600MW超临界CFB锅炉运行技术研发和性能完善,对创新点

1、

2、3有创造性贡献. 聂立

5 副总 教授级高工 东方锅炉 东方锅炉 白马600MW超临界CFB研制技术负责人,对创新点

1、

2、3有创造性贡献. 苏虎

6 副部长 教授级高工 东方锅炉 东方锅炉 负责锅炉设计,对创新点

2、3有突出贡献. 马怀新

7 组长 教授级高工 发改委专家组 发改委专家组 主持总体方案论证,对创新点

2、3有突出贡献. 杨海瑞

8 无 教授 清华大学 清华大学 提出物料平衡机制及控制,对创新点

1、3有突出贡献 刘吉臻

9 校长 教授、院士 华北电力大学 华北电力大学 提出了即燃碳的概念和软测量方法,对创新点

1、3有突出贡献. 陈英

10 总工 教授级高工 神华国能 神华国能 主持调试、运行优化,对创新点

1、3有突出贡献. 胡修奎

11 副总经理 高级工程师 东方锅炉 东方锅炉 锅炉研制技术负责人,对创新点

1、2有重要贡献. 郑兴胜

12 主任 高级工程师 东方锅炉 东方锅炉 主持锅炉启动、研究测试,对创新点

2、3有重要贡献. 李政

13 主任 教授 清华大学 清华大学 组织超临界CFB模型开发,对创新点

1、3有重要贡献. 杨冬

14 无 教授 西安交通大学 西安交通大学 提出了水冷壁设计技术,对创新点

1、2有重要贡献. 岳光溪

15 无 教授、院士 清华大学 清华大学 发改委专家组副组长、科技部专家组组长,超临界CFB最早倡导者,对创新点1~3均有重要贡献. 神华集团:神华集团有限责任公司,东方锅炉:东方电气集团东方锅炉股份有限公司 神华国能:神华国能集团有限公司,国能白马:四川白马循环流化床示范电站有限责任公司 发改委专家组:国家发展和改革委员会自主研发超临界600MW循环流化床锅炉专家组

六、主要完成单位及创新推广贡献: 主要完成单位 创新推广贡献 神华集团有限责任公司 联合清华大学、东方锅炉等单位开展了超临界CFB锅炉的技术可行性研究和方案设计研究等前期攻关,负责600MW超临界循环流化床锅炉关........