DOCX《推荐国家技术发明奖项目公示》

推荐国家技术发明奖项目公示 项目名称 全热回收的天然气高效供热技术及应用 推荐单位 北京市 项目简介: 城镇采暖关乎百姓民生,北方城镇采暖能耗占建筑总能耗约40%.

我国北方城镇冬季采暖是造成雾霾的重要原因,随着天然气清洁供热的推广,其存在的严寒期供热保障、仍排放NOx、经济成本高等问题愈加突出,亟需提高天然气供热效率、降低污染物排放.对此,长期以来,国内外一直没有大的技术进展.该技术在国家863计划、北京市科技计划等项目支持下,经过理论分析、关键设备研制、系统集成、工程试验与示范等一系列研究工作,取得了供热领域的重大突破.针对三种燃气供热方式,发明了全热回收的高效供热新流程,解决了燃气供热存在的突出问题,实现了供热能耗大幅降低.主要发明点包括: 发明点1:针对燃气锅炉,发明了直接接触式换热与吸收式热泵结合的烟气全热回收方法,解决了热网水加热过程中温差损失大、烟气余热深度回收困难、传统烟气换热器体积大、易腐蚀的难题.实现烟气温度降到20℃,供热效率提高10%以上,实现热回收、减排与节水一体化,使排烟NOx浓度降低10%以上. 发明点2:针对分布式热电冷联供系统,发明了利用发电机烟气和高温水作驱动回收自身低温段烟气全热的新流程,解决了动力装置排烟与水换热温差损失大、烟气余热深度回收困难的问题,在输入燃气量不变、输出电力不变的前提下,系统输出热量增加30%,综合效率提高15个百分点,超过95%. 发明点3:针对大型燃气热电联产,发明了源网一体化的烟气-乏汽余热协同回收新流程,解决了系统供热能力不足、燃气消耗量大的问题.在输入燃气量不变、输出电力基本不变的前提下,输出热量可提高40%,综合效率(以低位发热量为基准)可提高17个百分点,达到100%. 装备开发与产业化:构建新流程下系统集成设计与运行支撑体系,研制出4个系列烟气余热回收机组、换热塔等关键装备,完成生产线建设,授权或委托多家国内外知名企业生产加工,形成产业化规模,带动产业链发展.累计经济效益约5.98亿元,累计利润0.64亿元. 工程应用:已迅速在北京、山西、山东、天津、贵州等7000万O的供热工程中实施.在不增加能耗情况下利用余热增加供热面积1200万O,年节约天然气1.24亿m3,减少大气污染排放,并产生巨大经济效益.作为节能关键技术,列入国家发改委《国家重点节能低碳技术推广目录》 (2015年35号)和科技部《节能减排与低碳技术成果转化推广清单(第二批)》(2015). 已授权发明专利19项,实用新型专利10项,发表SCI/EI论文42篇,出版专著两部,并正在编写地方和行业产品标准两项.教育部鉴定 该成果大幅度降低天然气供热系统能耗,是天然气供热领域的一项重大自主技术创新.预计2020年全面应用,仅北京市每年减少天然气消耗20亿立方米,相应的供热能耗和NOx排放量均降低超过13%,对大气污染治理、缓解冬季雾霾和实现天然气供热节能减排具有重大意义,达国际领先水平 . 在2015年11月的巴黎气候变化大会上,该成果作为中国节能减排重大自主创新技术的代表向世界展出.获2016年北京市科学技术奖一等奖. 客观评价: 技术总体水平 1) 2016年3月教育部成果鉴定认为 该成果使传统燃气锅炉和燃气热电联产工艺发生了重大改变,大幅度降低天然气供热系统能耗,是天然气供热领域的一项重大自主技术创新. 预计2020年全面应用这一技术,仅北京市每年可减少天然气消耗20亿m?,相应的供热能耗和NOx排放量均降低超过13%,对于大气污染治理、缓解冬季雾霾和实现天然气供热节能减排具有重大意义,项目成果达到了国际领先水平 .(附件2-1) 2)2007年,教育部组织召开 区域性天然气热电冷联供系统应用研究与示范 成果鉴定会,认为该技术 在世界上首次提出利用热泵回收烟气冷凝热的热泵型热电冷联供新流程,并在实际工程中得到应用,可以显著提高能源利用效率和经济性 达到国际领先水平 .(附件2-2) 3)2015年3月,北京市科委组织对 喷淋式燃气锅炉烟气余热回收利用一体化设备开发与示范工程建设 课题验收.由倪维斗院士等组成的验收专家组认为该技术 首次提出了直接接触式换热与吸收式热泵相结合深度回收利用烟气余热的新工艺,并成功应用于城市供热工程中 .(附件2-3) 4) 2016年6月,大型燃气蒸汽联合循环热电机组烟气余热深度回收工程示范经行业学会-中国电机工程学会组织评价.由秦玉琨院士等组成的专家组评价 研究成果突破传统燃气热电联产工艺限制,是天然气供热领域一项重大自主技术创新,节能减排和经济社会效益显著,达到国际领先水平 .(附件2-4) 5)该技术示范工程 燃气锅炉余热回收项目--总后锅炉房示范工程 被中国工程院咨询项目《中国建筑节能年度发展研究报告(2015)》评为 北方城镇供热节能最佳实践案例 ,评价为 将喷淋换热与吸收式热泵完美结合,解决天然气供热中的烟气余热高效回收和换热腐蚀问题 .(附件2-5) 6)2016年3月,中国制冷学会委员会对该技术核心产品――烟气余热回收专用热泵和换热塔进行评审,认为 产品总体达到国际先进水平,其中三级发生三级冷凝与两次吸收系统达到国际领先水平,对低品位余热的回收利用具有重要的价值,产业化前景广阔 .(附件2-

6、附件2-7) 7)2016年3月,中国节能协会组织召开了 基于喷淋换热的烟气余热回收与减排一体化技术 项目鉴定会,这是该技术思路在燃煤热电厂中的推广应用,专家组评价认为 基于喷淋换热的烟气余热回收与减排一体化技术具有独创性,是对燃煤锅炉烟气尾部处理工艺的重大变革.同时实现燃煤低温烟气的深度余热回收和烟气污染物的再次减排,亦属首创. 该技术 实现了余热回收技术与原有湿法脱硫工艺的有机结合,显著增加系统供热能力、显著减少SO2,;

并可减少NOx和粉尘的排放;

通过回收凝结水,有效缓解了湿法脱硫失水量大的问题;

实现余热回收、污染物减排、节水的三重效果 .(附件2-8) 第三方技术指标(供热能效提升及减排指标) 1)总体技术指标: 1)针对天然气锅炉,首次提出了利用高温烟气驱动的吸收式全热回收新流程,深度回收烟气余热,实现了烟气温度降低到20℃以下,燃气锅炉供热效率提高10%以上;

2)针对分布式热电冷联供系统,首次提出了热泵型燃气热电(冷)联供新流程,在输入燃气量不变,输出电力不变的前提下,输出热量提高30%以上,系统的综合效率(以低位发热量为基准)提高15个百分点以上,超过95%;

3)针对燃气-蒸汽联合循环热电厂,首次提出了源网一体化的烟气-乏汽余热协同回收新流程,可以使烟气温度降低到20℃,在输入燃气量不变,输出电力不变的前提下,输出热量提高40%以上,系统的综合效率(以低位发热量为基准)可提高17个百分点以上,超过100%.该技术换热的同时可降低烟气污染排放,实现了余热回收与减排一体化,氮氧化物排放浓度降低10%以上 .(附件2-1) 2)针对燃气锅炉,北京市科委课题验收意见评价该技术 将燃气锅炉排烟温度降到25℃,提高锅炉效率10%以上 ;

国家建筑节能质量监督检验中心检测实际项目 锅炉热功率替代率为11.3% .(附件2-

3、2-9) 3) 针对燃气热电冷联供系统,中国建筑科学研究院检测热电冷联供系统 冬季供热效率提高值达到34.67%,系统综合效率达到95% (附件2-10). 4)针对燃气热电厂,中国电机工程学会评价该技术 供暖期可使烟气温度降低到接近20℃,在输入燃气量不变,输出电力不变的条件下,输出热量提高40% ,系统的综合能源利用效率(以低位发热量为基准)可提高15个百分点左右,同时实现了烟气冷凝水的回收利用,并可降低烟气NOX排放浓度15%以上 ;

华北电科院检测实际项目 出口NOx浓度较入口降低16% .(附件2-

4、2-11) 应用推广 1) 节能环保产业是国家战略性新兴产业之首,2015年该技术列为国家发改委《国家重点节能低碳技术推广目录》 (2015年35号)(附件2-12).并推动国家发改委、住建部联合发布《余热暖民工程实施方案》的通知. 2)2015年该技术列为科技部《节能减排与低碳技术成果转化推广清单(第二批)》(2015)(附件2-13). 3)2015年11月的巴黎气候变化大会上,该技术成果作为中国自主节能减排技术的代表向世界展出(附件2-14). 4)地方政府出台措施推广该技术,其中:北京市发改委发文(京发改规[2013]10号)明确十三五全面推广普及天然气供热的烟气余热深度利用,将其作为重点任务(附件2-15);

2016年,该技术列入《北京市 十三五 时期能源发展规划》(附件2-16);

并在石家庄市、银川市政府编制的供热规划中推广应用该技术(附件2-

17、2-18). 其他 1) 已获得授权发明专利19项,授权实用新型专利10项;

发表论文90余篇,其中SCI/EI 42篇,围绕该技术,目前已出版专著《天然气热电冷联供技术及应用》和《西气东输天然气合理应用方式研究》两部(附件5-

14、15). 2) 2016年,荣获北京市科学技术奖(技术发明类)一等奖. 推广应用情况: 产业化:北京华源泰盟节能设备有限公司对设备进行产业化,已累计实现烟气余热回收设备销售额4.08亿元,并在保定市满城经济开发区选址建厂,设计生产能力800台/年(预计年产值 2亿元).同时,提供设计图纸和技术指导,授权或委托烟台荏原空调设备有限公司、洛阳双瑞特种装备有限公司等多家国际知名制造厂家,使专用设备迅速实现了大规模产业化.(附件 3-1~附件3-3) 工程应用:2011年在北京市金泰丽富家园小区建成首个燃气锅炉房烟气余热回收示范工程,对吸收式热泵大规模应用于烟气余热回收工程具有重要的借鉴意义;

2014 年在北京京能未来燃气热电有限公司建成燃气热电烟气余热深度回收示范工程,标志着该技术在大型燃气热电联产集中供热系统的成功推广;

自2011年始,该技术已在北京、天津、山西、山东、贵州等地区实施多个工程,涉及供热面积7000万O,余热新增供热面积超过1200万O,年节约天然气1.24亿立方米,减少大气污染排放同时产生巨大经济效益.(附件 3-4~附件3-13) 主要知识产权证明目录: 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、对本项目技术创造性贡献) 排序 姓名 行政职务 技术职称 工作单位、完成单位 主要贡献

1 付林 无 教授 清华大学 项目负责人,对第

1、

2、3发明点做出创造性贡献,提出了全热回收的天然气高效清洁供热技术及对应不同系统的全热回收流程,研制了关键设备,指导整个项目发明、研发与实践过程.

2 隋晓峰 总经理 高工 北京源深节能技术有限责任公司 对本项目第

1 和第3发明点的转化和实施过程做出了创造性的贡献,承担了换热塔技术研发及示范工程的项目管理,为新技术从理论构想到工程应用做出了重要贡献.

3 赵玺灵 无 教授级高工 清华大学 对第

1、

2、3发明点做出了创造性的贡献,提出了烟气和乏汽协同系统,并开展高温烟气驱动的吸收式全热回收新流程及利用发电机高温排烟作为驱动热源回收自身排放的低温烟气全热的流程的优化集成研究,指导并参与了多个示范工程的建设、调试及运行.

4 梅东升 安全与科技环保部主任 高工 北京能源集团有限责任公死 对本项目第

1 和第3发明点的转化和实施过程做出了创造性的贡献,负责示范工程建设的组织协调.

5 张世钢 无 教授级高工 北京清华同衡规划设计研究院有限公司 对第

1、

2、3发明点做出了创造性的贡献,在该项技术研究中相继研发了适用于燃气锅炉的直接接触式换热塔和烟气全热回收吸收式热泵,适用于热电........