《燃煤机组双套管粉体输送与干式排渣关键技术及应用》

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灰渣作为中国工业领域排放量最大的固体废弃物,仅电厂每年的排出量就达数亿吨,传统处理方式多是凭借水力将其冲到灰场存放,系统庞杂、灰场占地大,灰渣利用率低,并存在污染水体和土壤等严重弊端,构成对生态和环境的双重破坏。亟需发明一种干式处理技术,既能保持灰渣活性,又能密闭输送避免扬尘,实现灰渣资源性利用。项目团队历经12年,通过一系列关键技术研究,以灰渣干式处理技术为重大突破,以高浓度灰气紊流输灰与风冷机械排渣为运行方式,研发出双套管粉体输送与干式排渣节能环保技术,全套核心技术及装备具有完全自主知识产权,填补了国内外多项技术空白。

创新点如下:

建立了高浓度灰气紊流数学物理模型,揭示了管内粉体流动规律,提出了双套管管内粉体沉积-扰动自平衡输送与防堵方法,攻克了常规粉体输送距离短、能耗高、磨损大、易堵塞等技术难题。

建立了高温炉渣风冷换热数学物理模型,揭示了炉渣风冷温度与锅炉效率变化的关系,提出了高温炉渣风冷换热、热量回收、智能控风方法,攻克了大块高温炉焦热态破碎、大倾角钢带输送、细渣返流以及冷却风量精确控制等难题。

在双套管密相粉体气力输送与风冷干式排渣创新技术的基础上,建立了干式灰渣输送系统业务模型、系统架构、控制设备等完整的技术标准体系,创建了国内外最大的粉体气力输送实验平台,制定了行业技术标准及性能验收试验规程,可完全替代常规的除灰与排渣系统,解决了常规灰渣输送耗水、耗电、占地、污染环境等问题。

研制出干式灰渣处理技术系列核心设备,实现了干式灰渣处理系统自愈、互动、优化、低耗及高效运行,整体能耗降低30%。开发了散料气力输送直接装船技术并成功应用,解决了散料装船“污染、占地、计量精度低”等难题。

该项目获省部级奖励7项,获授权国内发明专利24项、国外发明专利9项;发表论文118篇,其中SCI/EI检索52篇;制定行业标准5部,电力建设工法2项;获国家重点新产品2项,并入选首都蓝天行动科技示范工程。相比国内外同类技术,具有能耗低、可靠性高、输送距离长及维护成本低等优点,经院士专家组成的鉴定委员会认为项目成果总体达到国际领先水平。

截至2017年底,该项目共获得直接经济效益40亿元。成果已应用于国内860台套发电机组、炼铁高炉等项目中,火电业绩约占全国总装机容量的1/3,拥有国内外1000MW级大型燃煤发电机组灰渣输送项目数量最多、距离最长、出力最大的投运业绩。已投运工程每年可节水6.3亿立方米,节电10.2亿度,减排二氧化碳27万吨,社会效益显著。并紧跟国家“一带一路”战略步伐,成功出口至俄罗斯、印尼、土耳其、巴基斯坦等10个国家50多套工程项目中,提升了中国在相关领域的国际影响力。

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