提高解耦燃燒工業鍋爐節能環保性能的推廣應用研究

? ? 項目簡介：

（工業鍋爐現狀）

? ? ?中國科學院過程工程研究所針對各種工業鍋爐燃煤設備效率低、污染重的問題，開發了具有自主知識產權的“解耦燃燒技術”。解耦燃燒技術優化燃料的熱解、氣化和燃燒過程，利用燃料自身產生的熱解氣、氣化氣和半焦，通過控制燃燒過程和條件來解除污染物排放之間的耦合關系，實現同時降低NOx、CO和煙塵等污染物的排放，并且顯著提高燃燒效率。特別是下點火方式的成功，實現了工業鍋爐領域燃燒方式的一次重大變革，為工業鍋爐的節能減排開辟了新的道路，也為工業鍋爐性能的全面提高帶來了新的潛力。鍋爐燃用型煤可以降低Q4損失5-8%，同時減少粉塵的排放，還可以通過在型煤中添加固硫劑降低SO2的生成，更重要的是使用型煤可以使解耦燃燒的節能減排性能得到更有效地發揮。此外，燃用生物質可以達到CO2的零排放和低硫、低氮排放。因此，以生物質顆粒和型煤作為解耦燃燒的燃料可望獲得優異的節能減排效果。
? ? 技術特點：
? ? ?鍋爐實際運行效率比設計期望值低10-15%，說明測試與運行狀態存在很大的差距。據考察，除了調試運行水平的差距和設備老化失修，最主要的問題是傳統的燃燒方式不能通過燃燒過程控制污染物的生成和不重視對燃料的選擇。歐洲國家在煤炭使用上一直沿用這樣的傳統做法：原煤進行選擇，顆粒適中的塊煤給層燃鍋爐用、煤末他用。我國對鏈條鍋爐燃用煤的要求與美國相比也存在很大差別，尤其在灰分、灰熔點和顆粒尺寸方面的差距非常大：灰分6-9%（我國≤25%）；灰熔點≥1482℃（我國≥1250℃）；顆粒尺寸6-20mm、其中＜6mm的不超過8%（我國6-26mm、其中＜6mm不超過25%。所以歐美國家的層燃鍋爐運行效率很高、污染物排放也控制的很好。這說明燃料的化學和物理性質越簡單、燃燒過程越好控制、節能環保效果越好。比如，爐排爐燒型煤比燒原煤好，顆粒對層燃爐運行的影響很重要。若鏈條爐排運行時間長、磨損較嚴重后產生通風截面不均勻時，不僅漏煤嚴重、而且極易短路躥火，大量半焦被推出爐外，Q4損失達到15%-20%，這是運行效率低下的主要原因。由于工業鍋爐平均容量小、造價低、系統簡單，不可能配置造價較高、結構比較復雜的煙氣處理設備，所以污染物實際排放量高的情況得不到很好的控制。

（高污染）

? ? 合作情況：
? ? ?通過與石家莊市石換換熱環保有限公司合作，制造新型解耦燃燒鍋爐或對河北省現有運行狀況不佳、低效率、高污染的較大型工業鍋爐進行改造，進而在全國推廣應用。項目主要研究內容包括以下三個方面：（i）前端設置解耦燃燒室的鏈條爐排鍋爐的研究以及傳統工業鏈條爐的解耦燃燒改造優化措施研究； (ii) 應用于解耦燃燒的優質低價型煤的制作和研究；(iii) 適用于解耦燃燒的生物質顆粒的制作與研究。

? ? 投資效益：
? ? ?解耦燃燒設備在企業原有產品基礎上增加一個種類，不需要額外增加設備投資和場地。如果企業年生產和改造總功率為140.0MW的解耦燃燒鍋爐，年銷售額約為700-1000萬元。按照產品的毛利潤為40％（毛利率中純利潤和上繳利稅大約各占50%，以下同），那么毛利潤約為280-400萬元。140.0MW的鍋爐年運行大約需要21.6萬噸燃煤（煤的熱值按20.9MJ/kg、鍋爐效率80%、年運行300天）。如果這些鍋爐一半燃用型煤、一半燃用生物質，則年需要型煤10.8萬噸（熱值20.9MJ/kg）、生物質15.4萬噸（熱值14.65MJ/kg）。型煤價格800元/噸、生物質560元/噸，毛利率按照20%，則型煤和生物質產品年毛利率為1.72億元。

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電動汽車電氣驅動技術

? ? 項目簡介：
? ? ?1、交流異步電機及其驅動系統100/160kW交流異步電機驅動系統，采用先進的全數字矢量控制，用高速DSP實現復雜控制策略，首次應用于純電動大巴車上，已于2005年6月投入北京121路公交示范線運營。該系統經過空載和滿載運行，情況良好。除此之外，較小功率等級的20/60kW、40/80kW電機驅動系統也已在純電動轎車和中巴車上得到應用。2、永磁同步電機及其驅動系統10/28kW永磁同步電機驅動系統采用全數字矢量控制，在EQ7200HEV混合動力轎車上獲得應用。技術上在高轉矩密度的永磁磁阻電機、數字化矢量控制技術、CAN總線通訊、系統集成等方面有所突破。系統具有高效電動/發電特性，凸現出混合動力驅動系統的節能優勢，整車已經過了約4萬公里的道路試驗。3、大功率直流－直流變換器電工所承擔中科院創新重大項目“大功率質子交換膜燃料電池發動機及氫源技術”的研究工作，目前已研制出45kW、75kW和150kW 不同功率等級的直流－直流變換器，采用數字控制技術，方便靈活，系統轉換效率可達到96%～98%，功率密度高，動態響應速度快。

? ? 技術特點：
? ? ?本技術采用軟化學、氣化、玻化方法合成空心玻璃微珠，并已完成了中試放量工作。該工藝具有原料來源廣泛、產品粒度均勻可調、產品質量好、成本低、耗能低、環境友好等特點。本技術填補了國內空白，技術水平居于國內領先。

? ? 應用領域：
? ? ?電動車生產企業

? ? 合作情況：
? ? ?本項目已經與某企業開展合作，項目已經完成中試。目前尋求產業化合作伙伴。
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