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中国华电科研总院科技创新工作纪实

日期:2016-03-22    来源:中国电力报

国际电力网

2016
03/22
14:18
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关键词: 华电集团 十三五规划 企业创新

这是崇尚科技的时代,这是需要创新的时代,我们生活在一个伟大的变革时代。

今年是“十三五”规划的开局之年,正在进行的全国“两会”上,“创新”成为一个热门话题。创新是引领发展的第一动力,已经摆在国家发展全局的核心位置。电力行业的科技创新情况怎么样?带着疑问,记者近日走访了中国华电集团科学技术研究总院。

作为中国华电集团公司的“中央研究院”,华电科研总院笃行创新,短短几年,已经取得了一批引人注目的科技成果并成功地进行了示范应用。华电科研总院的“科技故事”是中国华电贯彻落实国家创新驱动战略的生动缩影,也是电力行业以科技创新推动产业发展的真实写照。

谋划篇 肩负创新使命——应运而生

科技是国家强盛之基,创新是民族进步之魂。党的十八大以来,“大众创业、万众创新”在华夏大地蓬勃兴起,创新驱动发展战略在大江南北落地生根,科技创新已成为提高社会生产力和综合国力的战略支撑。

在新一轮能源技术革命兴起之时,推动能源“四个革命、一个合作”是我国能源工作的总遵循。“创新、协调、绿色、开放、共享”的发展理念,把能源技术创新摆在了重要位置,其引领作用已经成为推动整个能源革命的强大动力。

面对国家政策方向与能源发展大势,中国华电审时度势,借势而为。中国华电集团公司董事长、党组书记李庆奎强调:“要自觉肩负起作为中央企业在改革创新中的主体地位和重要作用,实施科技强企战略,始终把创新摆在公司做强做优做大的核心位置,贯穿于公司改革发展的全过程。”中国华电集团公司董事、党组成员、总经理程念高指出:“要大力推进科技创新,深化科技体制改革,构建‘面向集团、服务主业、产研结合’的科技创新体系,进一步提高集团公司科技创新能力。”2011年,中国华电组建了自己的“中央研究院”,华电科研总院应运而生。

肩负自主创新、争夺能源技术制高点、提升集团公司核心竞争力的重任,华电科研总院定位于集团公司相关产业的研发中心,紧紧围绕“超低能耗、超低排放”这一战略方向,开展能源领域基础机理、关键技术、核心装备的研究。通过科技创新,解决集团公司发电、煤炭、科工和新兴产业的技术难题,为集团公司发展提供技术服务和支撑。

时代赋予华电科研总院新的机遇,时代呼唤强大的科技创新力量。华电科研总院在集团公司产业转型升级、建设“六个华电”(价值华电、绿色华电、创新华电、阳光华电、法治华电、幸福华电)、建成“三化一流”(现代化、市场化、国际化,世界一流)能源集团进程中发挥了越来越重要的作用。

践行篇 深耕能源科技——扬帆起航

风乍起,吹皱一池春水。

站在科技创新的潮头,带着对未来深耕能源科技的光荣与梦想,华电科研总院紧紧围绕集团公司主业,布局了内部科研机构,成立了“一院四中心”,即华电技术经济研究院、中国华电智能能源研究中心、中国华电多相流分离技术研究及应用中心、中国华电煤炭清洁利用技术研发中心、中国华电页岩气开发利用研究中心,研发范围涉及能源技术经济、分布式能源、煤炭清洁高效利用、污染物排放控制、页岩气开发利用、清洁能源等领域。

“盖有非常之功,必待非常之人。”创新的时代离不开人才创新,高起点的科研团队建设成为摆在华电科研总院面前的首要命题。在全面分析科技领域各学科与能源产业发展贴合度的基础上,华电科研总院通过中组部、国务院国资委搭建的引才平台,在集团公司的大力支持下,先后从美国、挪威、加拿大引进了陈耀斌、彭维明、刘清侠等多名国家“千人计划”专家,他们在智能控制与自动化、多相流分离、煤炭与化工研究领域有很深的造诣,研究成果颇丰,在国际上享有很高知名度。为了发挥专家的领军作用,华电科研总院聘请陈耀斌、彭维明、刘清侠分别担任智能中心、多相流中心、煤炭中心主任职务,并为他们组建了专业齐全、梯度合理的科研团队。科研团队中既有国内一流院校的博士,又有国际知名大学的学者;既有具备优秀科技素质的研发人员,也有从一线“挖”来的,现场检修、运行经验丰富的电力企业专业主任、专业工程师、首席技师。科研及技术支撑人员中硕士研究生及以上学历的超过了90%。

科研队伍建设是基础,科研基础设施建设同样重要。科研设施如同工匠手中的刻刀,再精湛的技艺也要靠得心应手的工具才能展现。从建院至今,华电科研总院的科研基础设施建设实现了“从无到有”到“从有到精”的跨越发展。为加深和促进多相流分离机理、复杂系统控制及智能优化理论、煤炭理化反应机理等科学原理的研究,推动一系列关键技术与核心装备的研发工作,华电科研总院先后建成了分布式能源系统数字模拟智能优化控制技术实验室、多相流分离物理模型实验室、催化材料实验室等,并建成了高性能计算中心。该计算中心计算系统双精度浮点计算能力达到17.3万亿次/秒,可为集团公司内外提供大规模计算服务。同时,为促进研究成果的快速落地、高效转化,华电科研总院还与发电企业合作设立了“中国华电高新技术应用示范基地”,逐步形成了由研究中心、实验室、示范基地共同构建的技术研发和成果转化体系。

华电科研总院人扬帆起航,在创新前行的路上,涌现出了众多感人事迹。彭维明博士曾是挪威阿克工程公司专家级工程师,并兼职卑尔根大学教授、博士生导师,在挪威已经拿到1.2倍的工资,这是挪威法律允许的最高工资系数。但他毅然放弃了国外的优厚待遇,投身祖国的能源科技事业。同样,陈耀斌、刘清侠两位教授也在国外拥有十分优越的研发、教学条件并享受非常优厚的待遇,但这些都没拦住他们为祖国科技创新、技术进步做贡献的脚步。

在实施长沙电厂示范项目时,为使研发出来的新设备能够更好地满足设计要求,首席技师马治安钻到分离器里,在狭小的空间内蜷缩着身体进行调试。分离器里面温度很高并且满是煤粉,人出来时就只能看到两眼的白色;在贵州桐梓电厂进行炉前脱灰脱硫技术研究时,薛方明博士妻子临产在即,但现场试验也到了关键阶段,为了确保项目能够按照进度顺利进行,最终他选择了留在项目现场完成试验。面对困难,华电科研总院人没有叫苦、没有喊累,他们以强烈的责任心和饱满的工作热情,忘我地工作着。从这一件件感人的事迹中,记者深深地感受到了华电科研总院人对创新梦想的执着、深耕能源科技的实干精神。

突破篇 成果示范应用——捷报频传

五年如一日,华电科研总院人辛勤付出,科技研发硕果累累,十多个示范项目成功应用。既在煤炭、火电等传统能源领域,又涉及分布式、清洁能源等新领域;既有机理研究带来的技术突破,又有“跨界”借鉴的创造性应用;既对火电等“重资产”进行节能减排改进,又以“轻资产”对接能源互联网、大数据、智能化。记者历时两周,奔赴内蒙古、山东、上海等地,对华电科研总院部分科研成果的示范项目进行了实地走访,深切感受到华电科研总院“科技故事”的生动与精彩。

初春的塞外碧空万里,记者在华电内蒙古能源有限公司卓资发电分公司厂区,亲眼目睹了华电科研总院燃煤电厂磨煤机石子煤分离技术示范应用工程。石子煤是磨煤机在运行过程中排出的没有被磨碎的黄铁矿及被夹带的矸石和煤粒,既污染环境又浪费了煤资源。卓资发电分公司副总经理张立民告诉记者,该公司过去对石子煤问题颇费脑筋。“现在,华电科研总院煤炭中心利用干法分选技术将‘石子’与‘煤’分离开,不但石子煤的污染问题解决了,还从中回收了大量的精煤,一举两得。”他说。该项目第一次将矿物干法分选技术应用于电厂,可使精煤回收率达到15%~18%,硫分降低60%以上,并申请了国家发明专利保护,是“跨界”借鉴取得研究成果的一个示例。“我们在燃煤电厂宽温度窗口SCR脱硝催化剂等一批关键技术研发上也取得了重要进展。”华电科研总院煤炭中心的一位工作人员告诉记者。“事实上,华电科研总院在煤炭清洁利用领域的研发成果不止于此,已经申报的专利就有27项,其中已授权12项,发明专利7项。”他补充道。

看完了煤炭,那传统火电的节能减排呢?记者走访了山东潍坊、章丘两个华电科研总院成果应用示范项目。2015年,华电科研总院成功进行了华电潍坊发电有限公司4号机组E磨粗粉分离器改造。“该机组以往需要6台磨煤机才能带满负荷运行,由于优化后的分离器效率大大提高,现在满负荷运行需要磨煤机台数可以减少2台。经我们初步测算,现在的煤粉细度值比改造前低12%左右。由于煤粉细度大幅降低,大渣飞灰含碳量降低、锅炉效率提高,NOX也会降低。”潍坊发电公司总工程师冯霖对该项目颇为赞赏。除了提高效率、降低排放之外,该项目还带来了更多的效益。潍坊发电公司工程师曲杰告诉记者:“分离器软性物质堵塞问题得到解决,分离器清理周期由原来的6天延长为超过一个月,减少了清理费用和清理杂物的安全问题,也减少了启、停磨的次数,节省了一大笔费用。经济效益、社会效益和安全性都得到了提高。”这让记者对“小小”的分离器刮目相看。“那是多相流分离机理研究获得突破后带动关键技术、核心装备实现的一次质的飞跃!我们的高效分离器是用先进的多相流分离机理作为指导,针对不同系统量身定制开发的。”一位华电科研总院多相流中心的工作人员告诉记者。记者了解到,旋风分离器可以应用于电力、石油、化工、水泥等众多领域。除了火电厂制粉系统外,在华电章丘发电有限公司,记者看到了高效分离器应用于尾部烟气净化系统,进行末端的尘、雾去除,烟尘排放浓度远低于超净排放标准、进一步降低60%~80%以上,达到了超超净排放水平。此外,华电科研总院多相流中心的高效分离技术还在河北鹿华、湖南长沙等多家电厂进行了示范应用,制粉系统在能耗大幅降低的基础上,出力提高25%左右,技术指标先进,经济、社会、环境效益显著,成效是革命性的。值得一提的是,2014年,该中心利用先进的多相流分离机理,解决了河北石家庄鹿泉金隅水泥厂水泥磨选粉机系统出力不足的难题,在降低压降的同时,提高产量25%,解了水泥厂的燃眉之急。为此水泥厂专门发来了感谢信。

煤炭、火电之后,该清洁能源了。页岩气作为一种清洁、高效的能源资源,在我国蕴藏丰富,技术可采资源量居世界前列,是中国华电清洁能源发展的重要方向。华电科研总院页岩气中心与产业公司紧密合作,围绕新兴产业发展战略与规划、油气基础性与前瞻性技术、LNG通道、市场与技术经济等方面,有的放矢地开展各项研究工作。仅2015年,该中心先后完成了省部级研究课题22项,并在国内外核心期刊发表了一系列论文。有关研究成果为产业公司提供了有力的技术支撑。

上海的初春乍暖还寒,蓝天白云让人心旷神怡。最后一站记者来到了上海华电闵行能源有限公司莘庄工业区分布式能源站现场,这是中国华电燃气分布式能源站的一个典型代表。“热电冷三联供,能量梯级利用”,既清洁又高效,大大提高了能源转化利用效率。华电科研总院以复杂系统智能优化理论为指导,开发了一套多目标、多任务的实时智能决策优化系统(iDOS),对设备的运行情况进行分析、评估、管理和发布,优化能源站的运行,为能源站装上了“智慧”的大脑。“我们开发的这套分布式能源智能优化系统软件,能够实现从数据采集到监测、分析、诊断、优化、控制等全部功能,其系统优化控制内容可以概括为‘一定、两优化’,即在满足一定负荷需求的条件下,优化两种蒸汽的去向及分配量,使全厂的经济效益达到最佳。”华电科研总院智能中心的一位工作人员告诉记者。“我们注重用户用能信息的收集,下一步将进行大数据分析,开展基于分布式能源的能源互联网、智慧能源关键技术研究。”他接着说。记者还了解到,除了这个项目之外,针对上海科技大学、国家会展中心(上海)等分布式能源站的智能优化示范项目也正在实施之中。

采访到这里,华电科研总院的四个研发中心令人印象深刻,“那技术经济研究院呢?”记者问。“技经院负责集团公司各产业板块的技经评审咨询,仅2015年,就完成火电、水电、风电、光伏、煤炭、工程技术等各专业技术经济咨询服务333项,这其中既有国内项目,还涉及国外项目。像中国华电这样拥有庞大‘重资产’的能源集团,多年来积累了各类项目非常齐全的基础数据。为了不让这些宝贵的数据躺在档案袋里睡觉,技经院用科学的方法对其进行提炼和分析,对集团公司‘重资产’进行分析研究,形成咨询建议——‘软资产’,为集团公司的战略决策提供参考,也为科研工作提供了方向指引。”一位技经院的工作人员这样说。

是啊,咨询建议是“软资产”,科技创新成果也是“软资产”。正是这些“软资产”与产业的“重资产”对接,促进了“重资产”的提质增效、转型升级,使“重资产”焕发出更大活力。记者感叹道。

回首五年来走过的创新发展之路,华电科研总院从筹建之初的几个人,到如今百人以上的科研队伍和较为完善的研发试验平台;从2012年仅2个科技项目,到目前承担了集团公司重点科技项目、国家和地方政府科技项目、示范及横向项目等30余项,各层级研究课题40余项;从2014年首次获得1项著作权,到现在已申请专利47项,获得授权26项,这其中有苦辣酸甜,更有收获的喜悦!

五年的创新发展之路对一个科研单位来说还很短,但华电科研总院人坚信,山重水复、曲径通幽,沿着这条创新发展之路砥砺前行,必将收获“超低能耗、超低排放”的峻秀美景和丰硕果实。中国华电集团公司党组成员、副总经理兼华电科研总院院长邓建玲深有感触地说到:“科技创新永无止境,产业发展离不开科技支撑,技术研发和科技创新是集团公司转变发展方式、促进产业升级、实施节能减排和提升企业核心竞争力的重要手段和唯一出路。”

华电科研总院的“科技故事”是中国华电创新驱动发展的一个侧影,是电力行业创新浪潮中的一朵浪花,通过这朵绚丽多彩的浪花,我们看到了折射出来的这个时代创新的七彩光芒!诚如习近平总书记在中国科学院第十七次院士大会、中国工程院第十二次院士大会上指出的,“科技创新,就像撬动地球的杠杆,总能创造令人意想不到的奇迹。”

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