【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 分別在 某某 市科技局和 某某 省科技廳立項(xiàng)。 以下面兩個(gè)項(xiàng)目介紹一下公司新產(chǎn)品研發(fā)情況： 1000MW 級(jí)超超臨界機(jī)組空冷系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)研究 一、研發(fā)的目的意義 從我國(guó)的能源生產(chǎn)布局來(lái)看，西、北部地區(qū)占據(jù)了我國(guó)大部分煤炭資源，但是這些富 煤地區(qū)，同時(shí)又是水資源極度缺乏的地區(qū)。因此，水資源嚴(yán)重地制約了這些富煤地區(qū)火電的發(fā)展。直接空冷技術(shù)，由于其突出的節(jié)水特點(diǎn)，能夠很好地解決這個(gè)瓶頸問(wèn)題。 根據(jù)初步分析，在 2020 年我國(guó)煤電裝機(jī)容量將新增 億千瓦，在全部發(fā)電量中占 70%左右，大型燃煤發(fā)電廠在相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)仍將是電力產(chǎn)業(yè)的主力軍。 此外，我國(guó)運(yùn)行的燃煤發(fā)電機(jī)組效率較低，平均發(fā)電效率在 35%左右，這大大浪費(fèi)稀缺的一次性能源。大型超超臨界發(fā)電機(jī)組的發(fā)電效率在 44%左右，可在很大程度上降低單位發(fā)電量的資源消耗。面對(duì)降低資源消耗和日益增長(zhǎng)的電力需求 ，發(fā)展大型超超臨界直接空冷機(jī)組是解決這個(gè)矛盾的最佳途徑。 二、研究的主要內(nèi)容及總體目標(biāo) 12 通過(guò)本項(xiàng)目的研發(fā)， 結(jié)合 依托工程，進(jìn)行自主開(kāi)發(fā)和科研攻關(guān)，提出并研究 1000MW 級(jí)超超臨界直接空冷機(jī)組的關(guān)鍵技術(shù)。開(kāi)發(fā)世界上最大的高效率空冷單元換熱器模塊，減小空冷塔體積，研制大型軸流風(fēng)機(jī)，以滿足1000MW級(jí)超超臨界空冷機(jī)組空冷島換熱的要求， 通過(guò)研發(fā)，完成世界首臺(tái)規(guī)模為 1000MW 級(jí)超超臨界機(jī)組直接空冷系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、制造及工業(yè)示范。 實(shí)現(xiàn)耗水量 ，較濕冷機(jī)組節(jié)水率 84%，供電煤耗比 600MW 亞臨界空 冷機(jī)組降低 1520 克 /kwh。機(jī)組可用率 95%。 形成具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的 1000MW 級(jí)空冷成套技術(shù)與關(guān)鍵設(shè) 備 ， 打破國(guó)際大型機(jī)組空冷技術(shù)對(duì)中國(guó)市場(chǎng)的壟斷，最終達(dá)到大型機(jī)組空冷技術(shù)國(guó)產(chǎn)化率達(dá)到 100%的目標(biāo)。 三、研究的創(chuàng)新點(diǎn)、主要技術(shù)難點(diǎn) ⑴ 自主開(kāi)發(fā) 1000MW 超超臨界空冷機(jī)組； ⑵ 實(shí)現(xiàn)直接空冷 米以上大直徑軸流風(fēng)機(jī)的國(guó)產(chǎn)化，并具備高效率、低噪聲等特點(diǎn)； ⑶ 研制出新一代空冷器散熱元件，使其擁有更強(qiáng)的換熱能力、更好的防凍性能、更加堅(jiān)固的結(jié)構(gòu)和更長(zhǎng)的使用壽命； ⑷ 對(duì)直冷空冷器進(jìn)行小樣熱工性能試驗(yàn)，獲得傳熱 系數(shù)、流阻系數(shù)等技術(shù)參數(shù)，進(jìn)行工業(yè)性試驗(yàn)，將試驗(yàn)數(shù)據(jù)與實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比。對(duì)影響直冷空冷器產(chǎn)品性能的因素進(jìn)行深入分析，并為優(yōu)化產(chǎn)品設(shè)計(jì)和改進(jìn)工藝方案提供實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，研究在保證傳熱性能的前提下，降低風(fēng)阻、節(jié)約風(fēng)機(jī)能耗。最終保證空冷器能在冬季低溫、夏季高溫下可靠、穩(wěn)定運(yùn)行。確定在不同條件下，各種冷卻元件的傳熱性能和阻力特性。 四、經(jīng)濟(jì)效益及社會(huì)效益 ⑴ 經(jīng)濟(jì)效益 此研制成功后，將實(shí)現(xiàn)大型空冷火電機(jī)組關(guān)鍵設(shè)備的國(guó)產(chǎn)化，按單機(jī) 13 1000MW 計(jì)算，每年將節(jié)約 1500 萬(wàn)立方米的水資源，可為經(jīng)濟(jì)相對(duì)落后且富煤缺水的西北等地區(qū)提供 新的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)點(diǎn)，并可緩解煤炭長(zhǎng)途運(yùn)輸?shù)膲毫Γ瑸槲覈?guó)經(jīng)濟(jì)快速、穩(wěn)定的發(fā)展提供較為充足的電力保證。同時(shí)，企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益也非?？捎^，預(yù)計(jì)每年可新增銷售收入 億元，實(shí)現(xiàn)利潤(rùn) 1575 萬(wàn)元，稅金 750 萬(wàn)元。 ⑵ 社會(huì)效益 我國(guó)是一個(gè)水資源缺乏的國(guó)家，而且北方產(chǎn)煤區(qū)更是干旱嚴(yán)重的缺水地區(qū)。在富煤缺水地區(qū)建設(shè)節(jié)水型的空冷電站，尤其是建立百萬(wàn)千瓦級(jí)的超超臨界空冷火電機(jī)組是解決水資源緊缺、緩解電廠建設(shè)資金短缺，發(fā)展電力事業(yè)的有力措施。例如在山西、內(nèi)蒙地區(qū)，降雨量很小，每年只有 300mm左右，水資源有限。如果用打井取地下水、工 業(yè)用水多了，將會(huì)影響農(nóng)業(yè)用水，甚至影響生活用水，且破壞生態(tài)平衡。 2臺(tái) 300MW 發(fā)電機(jī)組水冷電站一年耗水量達(dá) 1040 萬(wàn)噸，而 2 臺(tái) 300MW 空冷電站耗水不超過(guò) 260 萬(wàn)噸，節(jié)水效果非常好。近三年 20 多個(gè)新建火電廠，裝機(jī)容量達(dá) 2200 萬(wàn)千瓦，節(jié)水就有經(jīng)濟(jì)效益。 初步估算，目前國(guó)內(nèi)配以濕冷卻塔系統(tǒng)的電廠（ 1000MW 容量）的耗水量為 179。/s，而配以空冷裝備的冷卻系統(tǒng)的電廠（ 1000MW 容量）的耗水量為 m179。/s，采用空冷機(jī)組，可節(jié)約電站用水的四分之三以上，每臺(tái)1000MW空冷機(jī)組年可節(jié)水 1500 萬(wàn) 噸。 因此，發(fā)展超超臨界空冷機(jī)組技術(shù)，提高發(fā)電效率，節(jié)約煤炭資源，節(jié)約用水，是未來(lái)煤電發(fā)展的重要目標(biāo)，是實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的重要保障，是以燃煤為主的中國(guó)必須發(fā)展的、符合我國(guó)國(guó)情的煤電技術(shù)。 大型風(fēng)力發(fā)電機(jī)葉片設(shè)計(jì)制造關(guān)鍵技術(shù) 一、研發(fā)的目的意義 ⑴ 發(fā)展風(fēng)電是實(shí)施能源可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的重要措施，開(kāi)發(fā)大型風(fēng)力發(fā)電機(jī) 14 葉片是該重要措施的組成部分，是為國(guó)家能源戰(zhàn)略做貢獻(xiàn)。 ⑵ 中國(guó)有望成為全球最大的風(fēng)電市場(chǎng)，開(kāi)發(fā)大型風(fēng)力發(fā)電機(jī)葉片具有很大的社會(huì)經(jīng)濟(jì)價(jià)值和企業(yè)商業(yè)價(jià)值。 ⑶ 發(fā)展民族工業(yè)、打破外國(guó)公司的壟斷、保證國(guó)家能源安全、降 低風(fēng)電投資成本。 二、研究的主要內(nèi)容及總體目標(biāo) 主要研究?jī)?nèi)容： ⑴ 葉片氣動(dòng)結(jié)構(gòu)綜合優(yōu)化設(shè)計(jì)技術(shù) ⑵ 葉片根部設(shè)計(jì)與制造技術(shù) ⑶ 低溫環(huán)境下復(fù)合材料疲勞特性 ⑷ 葉片芯模制造技術(shù) ⑸ 大型葉片模具制造技術(shù) ⑹ 大型葉片真空注入成型數(shù)值模擬 預(yù)期達(dá)到的總體目標(biāo)： ⑴ 能自行設(shè)計(jì) 兆瓦級(jí)的大型風(fēng)電葉片 ⑵ 具備批量生產(chǎn) 兆瓦級(jí)的大型風(fēng)電葉片 三、研究的創(chuàng)新點(diǎn)、主要技術(shù)難點(diǎn) 創(chuàng)新點(diǎn)： ⑴ 在風(fēng)葉中應(yīng)用強(qiáng)芯氈、中空玻璃微球、玻纖碳纖混雜材料，使葉片減重5%10%。 ⑵ 風(fēng)葉半柔性結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 選用丙烯酸結(jié)構(gòu)膠 和優(yōu)化雙拼槽鋼鋪層結(jié)構(gòu)，使其在風(fēng)況變化時(shí)能夠改變它們的空氣動(dòng)力型面，從而改變空氣動(dòng)力特性和葉片的受力狀況，增加葉片運(yùn)行的可靠性和對(duì)風(fēng)的捕獲能力。 ⑶ 閉模真空浸透技術(shù)及樹脂注入成型數(shù)值模擬 15 ⑷ 研制出新一代的風(fēng)電葉片，使其擁有更高的效率，更低的噪音。更加堅(jiān)固的結(jié)構(gòu)和更長(zhǎng)久的使用壽命。 主要技術(shù)難點(diǎn)： ⑴ 葉片氣動(dòng)翼形設(shè)計(jì)。葉片氣動(dòng)翼形是風(fēng)機(jī)效率、噪音等決定性因素。 ⑵ 葉片鋪層，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。葉片鋪層，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是葉片成本，制作效率、決定性因素。葉片除了性能優(yōu)良外，更重要的是長(zhǎng)達(dá) 20 年的運(yùn)行中能抵抗臺(tái)風(fēng)，雷電、砂塵、高低 溫等各種苛刻環(huán)境的挑戰(zhàn)。 四、經(jīng)濟(jì)效益及社會(huì)效益 ⑴ 經(jīng)濟(jì)效益 發(fā)展風(fēng)電是發(fā)展民族工業(yè)、打破外國(guó)公司的壟斷、保證國(guó)家能源安全、降低風(fēng)電投資成本、實(shí)施能源可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的重要措施，開(kāi)發(fā)大型風(fēng)力發(fā)電機(jī)葉片是該重要措施的組成部分，是為國(guó)家能源戰(zhàn)略做貢獻(xiàn)。中國(guó)有望成為全球最大的風(fēng)電市場(chǎng)，開(kāi)發(fā)大型風(fēng)力發(fā)電機(jī)葉片具有很大的社會(huì)經(jīng)濟(jì)價(jià)值和企業(yè)商業(yè)價(jià)值。預(yù)計(jì)每年可新增銷售收入 億元，實(shí)現(xiàn)利潤(rùn) 2700萬(wàn)元，稅金 1263 萬(wàn)元。 ⑵ 社會(huì)效益 風(fēng)能是最具活力的清潔可再生能源，它成本低廉，使用清潔，并且取之不盡，也沒(méi)有包括碳排放等 環(huán)境成本。在目前能源危機(jī)加深和環(huán)保意識(shí)增強(qiáng)的背景下，風(fēng)能資源開(kāi)始受到普遍關(guān)注。風(fēng)力發(fā)電是風(fēng)能利用的主要形式，是利用自然風(fēng)能來(lái)節(jié)約有限的水、煤等資源的重要舉措，它既節(jié)能、又環(huán)保，也是目前可再生能源中技術(shù)最成熟、最具有規(guī)?；_(kāi)發(fā)條件和商業(yè)化發(fā)展前景的發(fā)電方式之一。 工藝攻關(guān)： 2020 年，公司充分利用科技人員，在科技攻關(guān)上作了很多工作如“單排管直接空冷系統(tǒng)的研制”列入 某某 市科技工關(guān)計(jì)劃。該項(xiàng)目的研制已獲 16 國(guó)家實(shí)用新型專利。單排管直冷系統(tǒng)空冷器的研制工藝在國(guó)內(nèi)首創(chuàng)。由于單排管焊接工藝采用釬焊、焊接合格率達(dá)到 99%，經(jīng)拉伸器對(duì)翅片進(jìn)行拉伸試驗(yàn)不小于 15kg，單排管換熱器的傳熱系數(shù)基本和雙排管相似，但阻力降低 20— 30%。滿足了各類空冷電站的設(shè)計(jì)需求，保證空冷系統(tǒng)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，提高空冷系統(tǒng)的熱循環(huán)效率。而單排管直接空冷系統(tǒng)，目前在國(guó)內(nèi)為首創(chuàng)，和國(guó)外同類產(chǎn)品相比，在扁管成型和翅片焊接上具有獨(dú)創(chuàng)的特點(diǎn)，在熱工性能上不低于同類產(chǎn)品水平。 今后，每年我國(guó)都將有 20 臺(tái)火電機(jī)組投入運(yùn)行，如采用直 冷系統(tǒng)可解決水的蒸發(fā)損失，以一座 600MW 火電機(jī)組為例，年耗水量 1500 萬(wàn)立方米，而直接空冷的用水量?jī)H為 3%，同時(shí)可減少排放和費(fèi)熱對(duì)環(huán)境的污染，還能防止化工廢氣和汽物相遇時(shí)產(chǎn)生的化學(xué)腐蝕。為此，該項(xiàng)目還打破了國(guó)外常年壟斷，實(shí)現(xiàn)了國(guó)產(chǎn)化，意義重大其社會(huì)效益顯著。 通過(guò)此項(xiàng)目研制，將為我公司形成年產(chǎn) 2X600MW 單排管直接空冷系統(tǒng)的生產(chǎn)能力，并在近兩年形成年產(chǎn) 3600MW 的生產(chǎn)能力，年產(chǎn) 8 億、利稅 1億。 自主開(kāi)發(fā)、引進(jìn)技術(shù)消化吸收、產(chǎn)學(xué)研合作、企業(yè)間技術(shù)合作 企業(yè)是技術(shù)創(chuàng)新的主體，企業(yè)的技術(shù)創(chuàng)新能力既是自身 壯大的根本動(dòng)力，也是提升競(jìng)爭(zhēng)力的重要因素。雖然近幾年公司通過(guò)實(shí)施技術(shù)改造和技術(shù)創(chuàng)新項(xiàng)目，對(duì)產(chǎn)品研發(fā)和技術(shù)創(chuàng)新進(jìn)行了很多資金投入，但還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，我公司從“十一五”開(kāi)始在加大研發(fā)資金的投入，在開(kāi)發(fā)新產(chǎn)品上很下工夫，要充分利用市場(chǎng)機(jī)制，拓寬技術(shù)合作領(lǐng)域，廣泛開(kāi)發(fā)多種形式的產(chǎn)學(xué)研聯(lián)合，