从7000万到7个亿

介绍

  “节能减排”是国家首要的能源战略，是应对能源资源约束和环境气候平均状态随时间的变化挑战的必然选择。西安交通大学凭借在能源动力科学与技术领域的优势，长期以来致力于能源动力、能源环境等领域的基础理论研究和应用技术开发，不仅在相关理论研究方面取得了一系列成果，而且“节能减排”的科研成果与企业的产学研合作促进企业形成了新的技术经济增长点，产生了显著的经济效益与社会效益。

  青岛达能环保设备股份有限公司（以下简称青岛达能）是一家从事除渣系统配套设备系列新产品的研发、生产及销售的国家高新技术企业。2013和2014年，在不少企业深受宏观经济影响，苦于寻找订单的时候，青岛达能却完全是另外一种状态，他们生产的烟气深度冷却器深受市场青睐，5年间产值由7000万跃升到7个亿，这其中究竟有何奥秘呢？

  烟气深度冷却器也称为低温省煤器，是一种应用于火电厂的烟气余热回收设备，安装在除尘器前后的烟道中，回收烟气热量加热系统凝结水，排挤汽轮机抽汽，不但可以提高机组效率，降低煤耗，还可提高除尘效率，减少污染物排放。而为青岛达能这一产品提供技术上的支持的正是西安交大能源与动力工程学院赵钦新教授所领衔的研究团队。

  赵钦新教授从事锅炉技术探讨研究20余年，他带领研究团队与青岛达能通过产学研合作，经过6年的持续攻关，共同研制开发了“火电厂烟气深度冷却增效减排技术”，首创了“烟气深度冷却器”概念，在烟气深度冷却增效减排技术领域形成专利群，并通过设计、制造，形成系列专利产品。该专利群以独特的火电厂余热回收增效减排系统为核心，实现了系统均匀流动，强化传热，换热器积灰、磨损、低温腐蚀和泄露防控及系统集成关键技术创新，可将火电厂电站锅炉排烟温度降低到硫酸露点之下，深度回收烟气余热，每度电可节约2g标准煤左右，在环保方面有利于降低SO3和PM2.5排放。

  在烟气深度冷却器的核心部件——换热器传热元件结构选型上，青岛达能原本选择了成本低而且生产效率高的螺旋翅片管型，这个看似明智的选择，市场却并不买账。它容易积灰，耐磨寿命也不好，抗侵蚀的能力也差一些，市场直接把价值100多万的螺旋翅片管生产线送进了废品库。赵钦新教授研究团队经过理论分析和反复的外部工作特性比对试验，发现H型翅片管在抗积灰和抗磨损方面具有先天的优势，最终将螺旋翅片管型换成了市场上从未有过的H型翅片管型，解决了换热结构积灰、磨损、低温腐蚀以及积灰腐蚀耦合作用和泄露防控技术难题，用H型翅片管成功完成了华能集团宁夏大坝电厂的第一个示范工程，开创了我国烟气冷却器采用H型翅片管作为换热器的先河。

  研究团队凭借深厚的理论基础和前期863项目的研究成果，相继完成了烟气深度冷却器产品及系统的设计研发，并和企业一起完成了市场推广和工程应用，赵钦新教授及其研究团队并没有就此满足，因为从理论设计到工程应用，中间缺少了有明确的目的性的关键研发技术，为了使研发产品的长周期安全高效可靠运行，还一定要解决产品在运行过程中易发生的积灰、磨损、低温腐蚀和泄漏等关键难题，为此他们在“十二五”科技支撑计划课题的支持下，通过深入研究发明了一种烟气低温腐蚀和抗老化性能研究实验装置, 该装置可不停炉随插随用, 解决了换热器管低温腐蚀在线监测和离线检测的难题，利用该装置首次在我国600MW和1000MW机组上完成了6种钢材、表面渗层和表面涂层的现场低温腐蚀实验，建立了积灰与酸结露的热流固耦合模型，提出有限腐蚀速率设计及腐蚀防控技术，解决了积灰和低温腐蚀耦合引致堵塞、爆管停炉的重大技术难题，实现了烟气深度冷却器实时长周期安全高效运行。

  经历了基础理论、关键技术和工程应用的全面历练，赵钦新教授的研究团队也在企业工程应用的过程中受到了启发，深刻理解了“科学、技术及工程（Science、technology & Engineering）”三种层次的内在联系。赵钦新教授深有感触地说：“科学、技术及工程存在着不可分割的内在联系，三者相互支撑并协调发展，这是和青岛达能合作给我们的重要启示，这样的合作是双赢的。”2013年，烟气深度冷技术进一步得到中国电力工程顾问集团中南电力设计院“新型烟气余热回收换热器研制开发”项目和华能集团“燃煤电厂烟气协同治理关键技术探讨研究（2013-2014）”项目的大力支持。

  目前，“火电厂烟气深度冷却增效减排技术”的关键核心技术已获得6项国家发明专利、6项实用新型专利和1项计算机软件著作权，赵钦新教授以5项余热利用专利发明人荣获2014年第八届中国发明协会颁发的发明创业奖。青岛达能生产的专利产品“YSL-350型锅炉烟气深度冷却器”获国家四部委联合颁发的国家重点新产品证书，“火电厂烟气深度冷却器”获2012年度山东省节能奖，“低温除尘锅炉烟气深度冷却器”获2012年第七届中国非公有制企业新兴起的产业博览会创新成果金奖。

  高校与企业联手，才能真正的完成创新驱动发展的宏伟战略。西安交大将进一步发挥在能源利用与节能减排方面的技术优势，为企业创新驱动和国家的能源开发与利用做出贡献。