1、项目概述 由于我国现在投运的机组其经济性指标比起国外先进机组还有很大差距，因此，除了对经济性差的老机组进行淘汰和改进外，加强对在役锅炉的优化设计研究等工作也是一种改变落后状态行之有效的方法。 2、技术创新点 (1)理论上的创新点 项目组在结合多种算法的同时，提出了修正系数这一重要调整参数，从而使得热力计算能够针对某特定锅炉进行准确预测。大大提高了计算的可靠性和准确性。 (2)方法上的创新点 针对大型煤粉锅炉存在的实际问题，项目组首次提出了截短分隔屏增加省煤器的优化改造方案。改造方案可以同时解决过热器减温水过量和二次汽欠温的问题。通过截短分隔屏，减少了过热蒸汽系统吸热量，从而降低了过热系统减温水，同时使得高温再热器的入口烟气温度升高，从而解决了再热器欠温的问题。在该方案的基础上，增加尾部省煤器受热面，进一步降低了过热系统减温水量，同时抑制了排烟温度由于截屏而升高这一隐患。完满解决了锅炉存在的问题，大大提升了机组运行的安全性和经济性。 3、同类技术产品或成果比较 项目组采用热力校核计算和数值模拟相结合的方式对锅炉改造效果进行了全面评估。目前，同时采用这两种方式的对锅炉改造进行预测评估的报道比较少见。热力计算和数值模拟两个手段相辅相成，结合起来可以为电厂提供全面的优化改造预测信息。热力计算着重于锅炉内辐射受热面和对流受热面的换热情况，但无法反映改造对炉内流场和温度场乃至组分场的影响，数值计算可以在热力计算的基础上对炉内场的信息进行预测。在锅炉热力校核计算准确性方面，关键是计算所采用的半经验公式的可靠性和准确性。数值计算方面关键是所采用的计算模型的可靠性、准确性及使用计算网格的合理性。方法创新点主要是提出新颖的切实有效可行的受热面改造方案，经过一处改造，同时解决多个问题，降低了改造成本，提高了改造效率。 4、能为产业解决的关键技术 关键技术有两个方面：热力校核计算制订优化受热面改造的合理方案；预测改造方案实施后的锅炉炉内燃烧工况、流动工况及经济效益。 5、已应用的成功案例 项目组已经积累了多年经验，目前已经成功应用的案例主要有： （1）内蒙古大唐国际托克托发电有限责任公司的1#、3#锅炉对流受热面优化改造； （2）河北大唐王滩发电厂1#、2#炉受热面的优化改造； （3）大唐韩城第二发电厂有限责任公司的二期3号锅炉对流受热面优化改造。 应用范围： 主要应用于我国大容量煤粉锅炉以及循环流化床锅炉的受热面优化改造。针对各个不同改造方案进行热力校核计算，根据对计算结果的分析对比，为电厂提供合理可行的改造方案，以期解决电厂锅炉运行中所出现的安全隐患问题及经济性较低的问题。

我国资源量超过 40% 的优质西北侏罗纪煤惰质组分含量高，造成此类煤的粘结性、成浆性能、液化性能整体下降，极大地增加了煤的高效洁净利用难度。本成果的核心是进行煤炭的分质加工利用，一方面开发了新型煤岩分选技术实现煤岩组分的高效分离，另一方面针对不同煤岩组分开发了多联产高效转化技术。成果来源于陕西省科技攻关项目，前期获得了陕西省教育厅专项基金和中国博士后科学基金的支持，已有一部分工作申请国家发明专利，摸索出煤炭分质利用的新技术，取得了良好的技术经济和社会效益。

石油焦的挥发份（5～10％），碳含量约在85％以上，具有较高的热值（～31000kj/kg），是可利用的廉价燃料资源。采用在煤粉锅炉中掺烧一定比例的石油焦，不仅可利用这一廉价资源，而且锅炉飞灰具有一定固硫作用，对降低燃焦SO2排放污染也有益处。/line石油焦高碳且极难燃尽、物料粘性大、流动性和可磨性差等特点，在掺烧中也会给电站锅炉机组的各生产环节带来一些问题。本技术可确保电站锅炉在掺烧石油焦条件下运行的安全性和经济性。系统技术包括：煤与石油焦混合粉制备和输送技术、煤与石油焦混合粉燃烧优化技术、煤与石油焦混燃烟气腐蚀预防技术、煤与石油焦混燃粉尘静电收尘技术。

国煤多、油少，发展基于煤的C1化工，开拓化工原料多样化的工艺路线，符合国家能源 发展战略，具有十分重要的意义和经济价值。在此背景下，羰基合成技术近年来取得了长足发 展，继孟山都公司成功地开发甲醇羰基合成醋酸工业技术并大规模工业化后，羰基合成技术成 为C1化工中技术和应用的热点。 醋酸乙烯是世界上产量最大的50种化工原料之一，工业生产技术主要有乙烯法和乙炔法， 目前乙烯法占总生产能力的72%以上。乙烯法的原料是乙烯、醋酸和氧气，由于原油价格一直 上涨，乙烯法的生产成本不断增加，为降低生产成本，醋酸乙烯的工艺路线向以煤为原料的C1 化学方向转变。 本项目提出了以煤或天然气为原料合成醋酸乙烯的工艺路线，煤或天然气→合成气→甲 醇→二甲醚→醋酸乙烯，该工艺路线不再依赖原油为原料，而以煤或天然气为基础，降低了成 本，同时还能副产醋酸、醋酐。本项目关键技术是二甲醚与合成气羰基合成醋酸乙烯的催化反 应体系、催化剂配方、制备方法和反应器设计等。

随着全球能源短缺、环境污染问题的日益严重，各个国家都在加紧可再生能源的开发和利用。风力发电是目前最经济、最清洁、最容易实现大规模生产的。随着科技水平的发展，大功率的风力发电机在我国逐渐推出，而它们基本都是原型机，未经时间考验。通过风力机塔架的三维有限元强度、振动与疲劳寿命分析，可以保障机组的安全运行。 本项目采用三维非线性有限元方法，考虑风力机塔架在各种工况下的载荷，计算分析风力机塔架的强度、振动和疲劳寿命。

本实用新型公开了一种测量煤岩松动圈厚度的装置，包括拉绳式位移传感器、支撑件以及固定件，使用时，所述固定件固定在钻孔的煤岩深部，所述支撑件包括连接杆以及保护壳，所述连接杆伸入钻孔的下端，所述保护壳固定在所述连接杆的底部并位于巷道内，所述连接杆为空心结构且与所述保护壳相连通，所述拉绳式位移传感器固定在所述保护壳内，所述拉绳式位移传感器的拉绳穿过所述连接杆与所述固定件连接。与传统的钻孔摄像、超声波、地质雷达、地震波等测试装置比较，本实用新型测量煤岩松动圈厚度的装置对深部煤岩软弱松动圈厚度观测有很好适用性，

依托机械工业上海共性技术研究院准东煤高效利用技术协同创新平台， 本团队深入系统研究了准东煤燃烧特性、灰熔融特性及燃烧过程中结渣、沾污机 理:通过对几十种典型准东煤进行分析测试，获得全面系统的准东煤煤质分析数 据以及准东煤中 Ca、 Na、K 的赋存形式以及迁移特性;建立了适合准东煤灰熔 融特性的判别指标，利用量子化学计算等手段，从微观层面揭示了准东煤结渣沾 污机理;研发出高效抗沾污、结渣添加剂，在添加量为 5% 时，可以大幅度减轻 准东煤结渣的倾向。在准东煤燃烧机理方面形成了鲜明的研究特色，获得授权

本发明公开了一种煤粉低 NOx 富氧燃烧装置，包括炉膛、氧气罐、氧化剂喷嘴、中心喷嘴、蒸气喷嘴和蒸气发生器，中心喷嘴安装在炉膛的一侧；一次风管道的侧壁通过一次蒸气进气管道与蒸气发生器的出口连接；氧化剂喷嘴安装在炉膛上与中心喷嘴相同的一侧；氧化剂喷嘴的出口伸入炉膛内，其进口连接二次风管道，二次风管道通过二次蒸气进气管道与所述的一次蒸气进气管道连接，二次风管道的侧壁通过氧气进气管与氧气罐连接；蒸气喷嘴安装在炉膛上与中心喷

厚板焊接作为我国核电、船舶、石化等领域重大装备的关键制造技术，对低热输入、高效率、高质量的新型焊接方法升级需求极其迫切。窄间隙焊接技术因采用窄且深的坡口，在厚板焊接时具有效率高、填充量少、热输入小、变形小等优势，在提高焊接效率和焊接质量等方面具有重要应用前景。目前，该类技术在国外核电、船舶等行业广泛应用，技术较为成熟。而我国窄间隙焊接技术研究起步较晚，在大厚板核心焊接设备、工艺及材料均受制于人，尤其针对我国国防重点企业，存在“卡脖子”风险。高端焊接装备依赖于进口，价格高昂。国外主要生产厂家包括法国宝利苏迪、日本日立公司、美国电弧机器等，国内生产厂家华恒、唐山开元等依赖于国外企业的专利授权。 国际和国内现有技术一般采用钨极摆动、陶瓷片约束、横向交变磁场等控制电弧周期性地在两侧壁之间燃烧，存在装置复杂、母材被磁化或间隙较大等缺点。为解决窄间隙焊接侧壁熔合的难题，课题组另辟蹊径，创新性地提出了一种具有完全自主知识产权的“厚板超窄间隙旋转电弧焊接技术及成套装备”新技术。该技术突破了现有窄间隙钨极氩弧焊接（NG-GTAW，narrow-gap gas tungsten arc welding）工艺的局限性，已实现壁厚50 mm超窄间隙焊接，能够更为可靠、简便地解决侧壁未熔合缺陷问题。相对于国内外的现有技术，该技术形成的旋转电弧能够有效改善电弧热量及压力的均匀性，在保证熔敷金属质量均匀的同时避免熔深过大，具备高质量、高效率的突出优势，达到国际先进水平，已在国防、核电、QT等工业领域推广应用。同时，研究团队自主设计研发了面向核电、石化、船舶等装备的大厚板非轴对称旋转钨极超窄间隙GTAW成套装备（图1），可实现板厚超过150 mm、窄间隙5 mm——9 mm的厚壁材料高质量自动化焊接。 图1 大厚板非轴对称旋转钨极超窄间隙GTAW成套装备 该设备特别适用于厚壁不锈钢焊接、钛合金、980高强钢、9Ni钢等特种材料，在核电、军工、石化等领域具有广泛的应用前景。目前处于国际先进水平的宝利苏迪公司生产的单套设备售价高达380万元，国产设备售价也达到150——200万元水平。而自主设计研发的设备单套成本仅约30万元，能够产生巨大的经济效益。

成果介绍 成果名称：多元耦合燃料（生物质/垃圾/高硫煤/高钠煤）发电关键设备防腐蚀感应熔焊与喷射复合涂层技术 成果参与单位：江苏科环新材料有限公司、深圳能源环保股份有限公司、上海康恒环境股份有限公司 成果完成人：曲作鹏 知识产权情况：已申请专利87项，其中已授权发明专利17项，已授权实用新型专利27项 针对我国新能源与环保科技的重大战略，以解决垃圾与生物质发电锅炉高温防腐的实际需求为目标，本项目拟搭建应用于生物质与垃圾电站锅炉腐蚀防护的高频感应熔焊系统技术平台，在多元耦合燃料（生物质/垃圾/高硫煤/高钠煤）发电关键设备等受热面，开发完成镍基自熔合金高温涂层的技术体系，包括涂层材料与工艺，形成针对各类客户群体的系列解决方案。 随着近年来我国生物质和垃圾电站的迅猛发展，锅炉高温腐蚀问题日益突出，传统热喷涂技术由于易脱落、孔隙率高而应用受限，前期用得较普遍的Inconel625合金堆焊，也逐渐暴露出由稀释率高引起的高温防腐性能受限等问题。因此，开发新型高温防腐涂层技术已迫在眉睫。本项目在国家“十三五”重点研发计划等项目的支持下，经过十余年的集智攻关，于2019年初研发成功了高频感应熔焊高温腐蚀防护涂层技术，取得了系列创新性成果：首次在国内构建了生物质与垃圾电站锅炉高频感应熔焊系统技术平台，开发了在水冷壁管排表面制备耐镍基自熔合金高温薄涂层的技术体系，解决了城市垃圾与生物质电站锅炉高温腐蚀防护的技术瓶颈，打破了发达国家的技术封锁，形成了系列针对城市垃圾与生物质焚烧发电锅炉高温防腐的不同客户群体的解决方案。 我国西部特别是新疆地区的高硫高钠盐等高腐蚀性煤在燃烧过程中产生高浓度硫化物和钠盐等腐蚀性气体，造成水冷壁、过热器受热面的高温腐蚀、尾部烟道空气预热器低温腐蚀和受热面结焦等，特别是对燃烧器区域水冷壁管来说，如果没有防护涂层只能使用1—2年。传统的热喷涂，由于结合强度低孔隙率高，很少应用；普通高频感应熔焊虽然有效，但寿命难以超过5年；目前用得最多的是堆焊高温合金，但一般五年后就逐渐会发生涂层脱落和管壁减薄甚至爆管的现象，非计划停炉维修给企业造成了极大的经济负担。针对我国西北地区高硫高钠盐燃煤发电锅炉受热面对高温防腐的迫切需求，本项目拟开发感应熔焊与超音速喷射复合金属陶瓷涂层技术，从服役寿命、使用性能到性价比等方面都优于堆焊，以期彻底终结困扰我国燃煤行业多年的高腐蚀性气体对锅炉管道造成的严重腐蚀的防护难题。 创新点 1、首次在国内构建垃圾电站锅炉高频感应熔焊系统技术平台，自主开发了在水冷壁管排表面制备耐高温涂层的防腐技术体系，打破了发达国家对核心技术的封锁，突破了垃圾电站锅炉涂层防护系统核心技术瓶颈，形成了整体防腐的焚烧解决方案。 2、首次在国际上成功研发镍基自熔合金与金属陶瓷梯度复合涂层的防护技术，发明了基于重熔与喷射一体化的高温全域防腐全套技术，锅炉的高温腐蚀防护性能与服役寿命显著提升。 3、创新锅炉管道镶嵌陶瓷瓦的长效防护方法，发明了多项陶瓷高效低成本加工技术，填补了国际上硬脆材料特种加工技术的空白，突破了垃圾焚烧发电锅炉高频感应熔焊系统核心技术瓶颈。 市场前景 磨损与腐蚀是工业生产中的共性问题，全世界能源消耗的1/3-1/2在摩擦上，每年各种机械零件失效的一半以上由于磨损，每年因金属磨损、腐蚀造成的直接经济损失约达７万亿美元。垃圾焚烧电站锅炉受热面腐蚀问题，非常普遍，其腐蚀机理主要是所焚烧的垃圾中含有Cl,S以及碱金属等元素，造成Cl，S化合气体腐蚀和低熔点碱金属盐熔融腐蚀。据“十三五”规划，2020年焚烧处理能力占无害化处理比例50%，预计复合增长率不低于20%，垃圾焚烧规模呈快速增长态势，截至2018年，中国已运行的垃圾焚烧厂约为380座，处理能力约为37万吨/日，中国在建的垃圾焚烧厂约为200～250座，处理能力约为20～25万吨/日，中国垃圾处理“起步晚、起点低、发展快”，垃圾焚烧发展极快，2025年行业总规模估计超过100万吨/日，垃圾焚烧发电站超过2000家。余热锅炉高温防腐蚀涂层市场规模100亿以上，年增长率在20%以上，且防腐蚀涂层是消耗品，平均3—5年为一个周期。 另外，该技术不仅可以用于垃圾焚烧电厂，团队在农机刀片耐磨、水泥建材行业耐磨、机械重工表面硬化耐磨处理、钢轨耐磨涂层、高端球阀防腐、燃气轮机热障涂层、海上风电盐雾腐蚀、军工等领域的新产品、新技术也逐步成熟，走向规模化应用市场。 应用案例 深圳能源环保公司宝安老虎坑垃圾焚烧发电厂4号、5号、6号锅炉项目，工程地址：深圳市宝安区松岗镇老虎坑，业主单位：深能环保宝安垃圾焚烧发电厂。 获奖情况 2021年中国商业联合会科学技术奖 一等奖 2021年河北省科技技术奖 二等奖 2019年CCTV中国十大创业榜样 2019年第八届中国创新创业大赛 优秀企业奖 2019年第七届创业江苏科技创业大赛 三等奖 2019年“创客中国”江苏省中小企业创新大赛 优胜奖 2019年 淮安市第四届企业科技创新大赛 一等奖