我国能源领域若干重大科技进展

我国能源领域若干重大科技进展分析（一）摘要：能源领域的规划与计划工作一直受到国家各级政府部门的高度重视。广大科技专家积极踊跃的参与这项工作。自1999年以来至今国家有关的综合部门和研究机构部分头组织了不少的研究课题，发表了许多的专题文献，为我国的"十五"计划和中长期规划中的能源产业发展献计献策。由于能源技术发展的投入大、周期长，因此能源科技规划与计划工作尤其显得重要，并影响国家重大工程的发展决策。关键字：能源领域科技政策技术发展在研究新世纪未来的能源科技发展中，一个重要倾向是以国际发表的前沿科技问题作为我们规划工作的参考系。对于后进的发展中国家，这种思路和方法无疑是正确的。但是，我们认为，更为重要的是要看到并重视我们已经成功发展和正在努力开拓着的能源技术项目和技术方向，这是我们能源产业未来发展的坚实基础。这也应该成为我们规划工作的重要的参考系。"我国能源领域若干重大科技进展"就是从技术层次上介绍和阐述我国近年来在能源领域所取得的重大科技成果与其进展，并把它们和我国能源发展战略相联系。我们特予以发表介绍给读者。国家科技政策的宗旨是培育技术创新，和促进它们进入市场。能源领域的技术创新对于繁荣经济，改善环境质量和保障国家安全十分重要。我国在向社会主义市场经济的过渡中大多数企业和地方的技术创新能力还十分薄弱，尤其是面对具有资金投入大、创新周期长的能源技术创新特点，更需要国家制订统一和稳定的能源科技发展战略与规划，以迎接21世纪的挑战。该项研究的总体思路是，在讨论能源科技总体发展战略之前，从技术层次上回顾和评价我国能源领域所取得的重大科技成果和其进展。先从清洁煤技术开始，之后研究分析核能，再后讨论可再生能源。对每项技术，主要从国际比较上确定它达到的水平和创新点，对他已经（或可能）进入的市场状况进行比较准确的分析，进而与我国能源发展战略的有关问题联系起来。最后进行综合，从整体上讨论中国21世纪的能源科技发展战略。一、煤气化的研究与开发技术名称新型（多喷嘴对置）水煤浆气化炉。技术指标：有效气成分：CO＋H2～83%；碳转化率：＞98%；比氧耗：～380Nm3O2/1000Nm3（CO＋H2）；比煤耗～550kg煤／1000Nm3（CO+H2）；产气率：-2.2Nm3干气/kg煤；生产处理能力：～22t煤／天（煤种：北宿、落陵、井亭、级索混合煤）。技术比较：在相同的煤种和煤浆浓度下，与鲁南Texaco水煤浆气化炉（工业生产或中试装置）相比，有效气成分高1.5～2个百分点，碳转化率高2～3个百分点，节氧、节煤～7%。专利：发明专利"多嘴对置式水煤浆或煤粉气化炉及其应用"（ZL98110616.1）、"带有旋流器的三通道组合式水煤浆气化喷嘴"（ZL95111750.5）。应用领域：煤化工、煤气化联合循环发电、煤基清洁燃料等。技术开发阶段：新型水煤浆气化炉开发的应用基础研究，以及中试装置的设计、建造和考核运行。完成单位：华东理工大学洁净煤技术研究所，兖矿鲁南化肥厂（水煤浆气化及煤化工国家工程研究中心），中国天辰化学工程公司。项目来源：国家"九五"科技攻关项目。经费：国家拨款1500万元。煤气化技术是煤炭洁净、高效和综合利用的基础技术和关键技术，具?quot;龙头"地位。它可以生产合成气，生产合成氨、烯烃等化工产品，也可以生产液体燃料，如甲醇、F－T合成燃料、二甲醚等，还可生产燃料气用于发电和供热（如通过IGCC）及城市煤气等。合成气也是分离生产氢气的气源。以煤气化为源头的技术系统最终可能做到空气污染物可以忽略不计，净CO2排放为零或接近零。因此，结合我国国情，以煤气化为基础的煤炭转化和深加工的多联产技术路线应作为发展我国洁净煤技术的基本路线。1气流床煤气化技术弃煤气化技侨术有多种话，但是近宪十多年以远来疤IGC卸C耀示范电站克的商业化岸运行表明蜡，气流床觉气化炉的逝性能优良洗。国际上厅已经实现左了用纲于北200础0末～葵250敌0忆吨煤／天奇生产处理滴能力、净泻电功率盐～衰250M谢W耽的商业化垒气流床煤洒气化技术惜。气流床获已成为碳专转化率福高、煤种前与粒度的福适应性好具和大型化技煤气化的检前沿主流抢技术营。询Texa个c虎o陕水煤浆气案化炉宵和沃Shel黄l出干煤粉气拍化炉是其枕中的典型忌代表。民2险裂煤气化技辱术的学习假过程仆自置8致0绳年代末以国来，我国决引进命了笛Texa辈c俩o僻水煤浆气撑化装馒置滥4蒜套，单炉绒最大日处因理量嚼为估82亚0绑吨煤，用政于生产化于肥和甲醇脆，已经积阴累了丰富阁的设计、喂建造和运冒行经验。孔正是在学苦习消化吸捧收引进国稳外技术的府基础上，好经丹过曲1隔0轮多年的持孙续研究开铅发，进于万200看0蜂年创造性南地建成了顿日处况理候2脑2毒吨煤的新电型水煤浆败气化炉中诸试装置，性成功地通子过了考核仔运行五。挺惨3教率新型水煤卫浆气化炉筝的创新性底研究工作纺深入地分疮析了气流司床中高温添高压下煤育的气化反吉应动力学互，认识了珍该气化过会程控制的俯关键因素他是传热传卖质速率。恢为此开发羊了水煤浆稼多喷嘴对革置气化装岔置，利用回喷嘴对置沈形成的撞泛击流加强好和优化气奸化过程，肯由此取得申了在相同拼工艺条件氏下各项技遣术指标均馋普遍忧底干谋Texa傍c乒o欣的成果。燕这一科技匙成果具有烧自主知识屠产权，是掌我国煤气稻化技术进样入国际先收进行列的末一个里程贝碑。它的找直接经济泉效益仅节惹约专利费盏一项就十神分显著。腥对于日处夏理纱200给0传吨普的尾Texa岔c兽o倒气化装置成来说，其屋专利费冰约叮80盛0充万美元。甘4速讨支持我国赔煤气化自鼠主技术发曾展紫与固定床研和流化床盆气化炉比常较，气流常床在较短蚂时间内发驳展到商业侵化最大规灯模的气化醋炉，其单稻炉容量大候大超过前卡两种炉型仗，可见后姑者相对易食于放大。迈研究工作花对此进行节了深入分叫析与验证换工作。华沾东理工大犹学洁净煤箱技术研究宜所在大型歉冷模实验震装置上的祥科学严谨荣和创造性舒的实验与土理论分析观工作，以随及在兖矿岔鲁南化肥魔厂成功进取行的中试班装置的试瓜验和考核献运行，支奔持华东理配工大学和辱兖矿集团辞公司提出高日处理虫煤羊100稍0兽吨水煤浆穿气化工业阵化示范装脉置烂的船"暗十凡五雅"悲项目建议石，这将成晶为目前国泰内最大、脾国际一流滤的气化装他置。首二、先进亲煤粉燃烧母器的工业粒化生产访技术名称缠：水平浓滨缩煤粉燃孔烧器、水震平浓淡风桨煤粉燃烧卵器、双通待道煤粉燃之烧器、智贵能化低负帜荷稳燃并低越NO盟x确煤粉燃烧照系统等先添进煤粉燃探烧器。库技术特性辩：低负荷诱稳燃，一锯般可结在挪5惭0去％（或更纪低）额定销电负荷断钢油下稳燃跃，节约燃配料油，提散高负荷调搏节性能；戏低迟NO除x绿排放，比荒改造前低聋知退50遵%滑～秘59剩%胡和甜20极%哑～明25樱%座；提高燃风烧效率，呈节约燃料列。腿技术比较协：美国能张源部在联盘邦清洁煤丘技术计划畏中研究开凶发毅的拨"考低卫NO筑x桶同心火燃怒系饭统扶"朱（串LNCF有ST虽M肝）比原有纯锅炉燃烧屡器少排水放乏37蜓%绘，如果同霜时采用加少装空气喷薪嘴形成顶卷部风区的抖技术，可肝平均减螺排泛45馅%吹的上NO僻x血。在较大妥容量陡（厚10貌0咸～耍605M间W鞭e铁）不同炉到型满负荷补工况下，信低端NO悉x洋燃烧器（交包括采用楚顶部风技险术）可减猜排六NOx3资7武%迹～悲69丹%界。旋专利：实刮用新型专勒利乎"揪一种浓缩垄煤粉燃烧排器员"理（储ZL9胜2224籍103.估1件）娘、佣"督浓淡风煤侄粉燃烧拾器估"培（旨ZL9毛6245原179.店7址）扫、浩"廉着火点位普置可调的帆双通道通询用煤粉燃木烧停器宜"梨（廊ZL9抱5220崇802.兄4漏）扑、旅"冷带腰部风约的双一次栋风通道煤完粉主燃烧馆器枯"什（摸ZL9笨6222屯825.硬7序）竹、史"弦自动可调衬叶栅煤粉哈分配练器健"现（抵ZL0冬0211银364.南3垦）。无应用领域珠：旧锅炉敌改造和新绵锅炉设计绕制造。卡技术开发钳阶段：工幅业化生产团。秀完成单位升：哈尔滨眨工业大学故能源科学杰与工程学离院，清华掩大学工程所力学系，竖国家电站盯燃烧工程积技术研究劝中心。挺项目来源董：国燕家羞"岁九茂五摧"不科技攻关厘项目。复经费：国耳家拨贯款谅68滨0改万元。险1睡.孕产业化前隙景十分广锋阔湖秩截蹄止捐199厌9婚年底，采尤用震100M丧W掏以上机组宾的水平浓久缩煤粉燃左烧器和水慰平浓淡风欺煤粉燃烧寨器共窑计已2代3序台，双通匙道煤粉燃舟烧器已先易后应用贿于烂8锈0江多台的锅钉炉改造，冈智能化煤埋粉燃烧系唯统已婶在皱7阔台大机组焰（泉200M鄙W求和盛600M盗W匆）上采用哗；采用先苦进燃烧器赤的机组容效量终在野1040于0M零W违以上。其恐经济效益意和环境效熄益十分可妄观。野国家电站耕燃烧工程后技术研究减中心填的减"史智能化煤跑粉燃烧系水统发"券成套化技撒术产品已志达到年肿产周2000他M煮W延机组容量且的规模，稳在国家支糊持下，建亦立傻了币"他大型燃煤挥锅炉燃烧加制粉系统批工业示范多生产壮线馋"翁。该成套训技术设备负尤其适于乔采用风扇价磨煤机直搭吹式制粉情系统道的摘200M减W磨机组。清共华大学研渠制的双通狸道煤粉燃踏烧器已为娘哈尔滨锅妹炉厂正式报确定为四电角切圆燃杏烧低挥发艺份煤粉锅外炉的定型射设计，获敢得《国家禁重点新产欲品》证书豪，截咽止掀200拳0筝年末已经董签定采用仿双通道燃墓烧器止的粱300M满W筛锅秘炉各1与4灯台。先进冰燃烧器的垦产业化前盒景十分可仁观。摇2配.概美国芹低环NO丸x障燃烧器销认售额突阴破临1饼0桂亿美元钥美国能源伶部今唱年把3店月公布，拿联邦政府趴清洁煤技洒术计划项铲目律"逢低腐NO锤x洁同心火燃榴系钟统吴"虏（狼LNCF熄ST辈M选）的销售谜额已突闭破满1冻0厦亿美元。生与原有的何锅炉燃烧税器相比申，壤NO厉x质排放减州少笨3稼7缺％，如把沸它贫和盼"抱顶部风跪（呼OF轿A所）过"货清洁煤技迈术计划中崭的另一示花范技术联华合使用的横话堤，援NO陷x赞排放可平恳均减温少锁45夕%增左右。科根眨据陷199锣0伤年公布的乘清洁空气脖法修正案鸟，要求燃热煤电站安帜装污染控邪制设备以竿减浴少跑NO冒x制排放。今丑天，美国寄已染有洞5600念0M唉W治机组安装咱了这类燃填烧器。美速国还勾有荒42怪3申个电厂的题锅炉适于梯采用这种享新技术。温该先进燃研烧器束在勤199松2暖年首次安赛装试验，魔能源部支择付项目经滤费抛86草0历万美元翠的楼49中%痛，包括试免验运绢行步1府9下个月。繁直秤到疼8坛0旧年代中期堂，蹦低限NO毕x插燃烧器还躁是一项研扁究改进中就的技术，挖没有在全雹尺寸商业织化规模上托得以验证前。在政府喷联合产业担界推出的屋清洁煤技跌术示范计拳划的推动楚下，这项撞低裂NO应x竞燃烧器技尺术跨进了弯商业化的届门槛。在纳一系列的狠竞争下，越能源部选叹中掉在贷4众种美国最互常使用的辰炉型上示筝范语低沃NO谊x象燃烧器插的预4光个示范项据目。试验殃结果表明崇，对于较竭大容量项（恰10逼0灭～补605M灰W舍e永）不同炉慢型满负荷锐工况下，薯可减妹排挠NOx欲37责%律～夏69勇%漠。袜今天，牢近烂75剩%少的美国燃志煤电厂都章安装了圈低恐NO烟x胶燃烧器。凭这不仅净涉化了空气纺，而且为毅消费者带演来经济效效益。据美筑国能源部未估计，如公果采用其很他政NO贷x颤减排技术钥的话，其扎费用至少碍要高禽出舅1楼0父倍，因此注，这项新孙技术为消狱费者节省过了一笔相不当可观的马电费。赛3桂.腔大型锅炉无煤粉燃烧稳器的国际己比较防为解决大衔型锅炉的辟安全、稳充定和连续旷运行，并魔降认低辫NO仇x考排放，我卸国期自约"面八绢五燥"竞以来，在叨国家科技多攻关计划沃中持续地店开展了电葡站锅炉高艇技术煤粉墓燃烧器的集研发和产队业化工作叶。美轮国跑199损2伙年在联邦捆政府清洁伶煤技术计竿划中示范驶电站锅炉酒先进煤粉液燃烧器并协迅速加以假推广。牢我国由于鹅煤种繁多浇，煤质复化杂，尤其只是高水份贱、高灰份完、低挥发毅份等劣质蹄煤也都用谜于电站锅钥炉，为此高开发了较堪多种类的社燃烧器。驾美国电站里锅炉燃用头的煤质好传，先进燃嫂烧器开发村的主要目革的是降歪低求NO烧x捆排放，开邪发的燃烧现器技术较丢为单一。氧国家在燃杏烧器的投绩入绒除景"也九范五僚"颠科技攻关弓计坝划逮68警0怨万元外，内尚应包燕括坚"莫八处五醋"席攻关计划筒中电"85-糟20-0岂2阴大型锅炉钞煤粉燃烧追器研奏究委"42存0丸万元（主机要用于燃笨烧器的研姨发和现场兼试验工作从），总茂计跳110燃0辩万元至。迫199斩2叔年美国能喘源部对清熊洁煤技术约计划缎低洒NO吹x痕燃烧器示云范项目拨惊款柔421.拣4橡万美元，隐高于我国露政府拨款重。而且美老国企业要猎相应投垃入宇86朗0万万美元红的坏5衬1牧％，中国众研发机构承额外投入纠则很少。洪因此美国订对电站锅粪炉先进燃榆烧器的总杠投入远远渗高于我国岂。萍