浙大成功研發(fā)燃燒過程檢測(cè)和優(yōu)化技術(shù) 獲省科技進(jìn)步一等獎(jiǎng)

　　導(dǎo)讀：燃煤發(fā)電離不開鍋爐。這種巨人般的大型燃燒設(shè)備吞下成噸的化石燃料，其燃燒產(chǎn)生的能量為我國(guó)提供了近80%的電力。浙江大學(xué)副校長(zhǎng)、教育部長(zhǎng)江學(xué)者特聘教授、省特級(jí)專家嚴(yán)建華領(lǐng)導(dǎo)的交叉學(xué)科團(tuán)隊(duì)成功研發(fā)出一套為鍋爐做“CT”的技術(shù)，使人們可以準(zhǔn)確觀測(cè)鍋爐內(nèi)部復(fù)雜的燃燒過程，并偶合到燃燒控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)運(yùn)行優(yōu)化調(diào)整，燃燒由此變得更加安全、清潔、高效。該成果3月23日獲得2015年度省科技進(jìn)步獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)。
　　
　　一座發(fā)電功率為100萬(wàn)千瓦的發(fā)電鍋爐，其大小相當(dāng)于一座25層高、每層面積500平方米的樓房，爐膛里面充滿了風(fēng)煤劇烈混合的高溫氣固兩相流，熊熊燃燒反應(yīng)的高溫兩相流溫度高達(dá)1000多攝氏度。嚴(yán)建華說，過去很長(zhǎng)一段時(shí)間，鍋爐內(nèi)部的燃燒過程幾乎是一個(gè)“黑箱”，即便能夠在個(gè)別位置實(shí)現(xiàn)單點(diǎn)溫度或濃度測(cè)量，其結(jié)果也不能代表燃燒過程全貌，不啻是“盲人摸象”。
　　
　　搞清楚鍋爐內(nèi)部的燃燒狀況為什么重要？在這個(gè)問題上我們有過血的教訓(xùn)。1993年，北侖電廠一座當(dāng)時(shí)國(guó)內(nèi)最大容量的進(jìn)口鍋爐發(fā)生爆炸，造成23人死亡，機(jī)組停運(yùn)130多天，少發(fā)電近14億度。嚴(yán)建華當(dāng)時(shí)是一個(gè)博士畢業(yè)不久的年輕學(xué)者，參與了事故原因調(diào)查。專家們發(fā)現(xiàn)，這座鍋爐爐膛的燃燒狀況已經(jīng)發(fā)生了變化，卻沒能被及時(shí)檢測(cè)到。
　　
　　生產(chǎn)生活需要源源不斷的電力，鍋爐不可能頻繁停機(jī)檢修，能不能研發(fā)出實(shí)時(shí)檢測(cè)燃燒過程的方法？北侖電廠事故成為嚴(yán)建華課題組近20多年來(lái)致力于燃燒過程研究的起點(diǎn)。課題組提出的方法是，把特殊的攝像裝備裝在一個(gè)口徑很窄的測(cè)槍里，伸到鍋爐里面，拍下火焰的圖像，并在不同爐膛斷面布置若干測(cè)點(diǎn)。“盡可能多角度地收集火焰圖像，再將圖像代表的意義還原成參數(shù)、函數(shù)，最終建立燃燒的三維數(shù)學(xué)重建模型?！眹?yán)建華說，這就像給鍋爐這個(gè)巨人做了“CT”。
　　
　　這個(gè)主意一開始聽起來(lái)有點(diǎn)兒天方夜譚。最初試驗(yàn)時(shí)，圖像測(cè)槍進(jìn)入鍋爐就被高溫?zé)龎牧?。?yán)建華帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)反復(fù)嘗試不同材料，尋找各種冷卻和除塵的方法?！半姀S驗(yàn)證試驗(yàn)正值盛夏，站在電廠鍋爐外，溫度高達(dá)40℃以上，連續(xù)試驗(yàn)下來(lái)汗流浹背?！弊罱K研究團(tuán)隊(duì)成功解決了穩(wěn)定可靠獲取火焰圖像的問題。
　　
　　接下來(lái)還有設(shè)備推廣的問題。團(tuán)隊(duì)成員一趟一趟地跑到電廠去，“跑細(xì)了腿，磨破了嘴”，說服一個(gè)個(gè)電廠采用這項(xiàng)新技術(shù)。
　　
　　如今，這項(xiàng)技術(shù)已經(jīng)發(fā)展得頗為成熟，從內(nèi)蒙古草原到南海之濱，許多大型燃煤發(fā)電企業(yè)已采用這一技術(shù)，實(shí)時(shí)掌握了鍋爐內(nèi)三維溫度分布、燃燒狀況、污染物排放情況，結(jié)合先進(jìn)的燃燒模型預(yù)測(cè)控制，機(jī)組運(yùn)行更安全了。值得一提的是，因?yàn)殄仩t燃燒可以持續(xù)處在最佳狀態(tài)，發(fā)電煤耗和污染物排放都下降了。
　　
　　比煤燃燒更復(fù)雜的是生活垃圾、污泥和危險(xiǎn)廢棄物的燃燒。嚴(yán)建華團(tuán)隊(duì)的技術(shù)還應(yīng)用在我省多家企業(yè)的廢棄物焚燒鍋爐上，有效提高了環(huán)保性能和機(jī)組燃燒效率，確保了系統(tǒng)運(yùn)行在最佳工作狀態(tài)，為破解垃圾圍城之困和水環(huán)境治理中的污泥處理難題做出重要貢獻(xiàn)。
　　
　　據(jù)了解，該項(xiàng)目在多年的研究歷程中培養(yǎng)了近10位博士研究生和20位碩士研究生，先后發(fā)表論文75篇。近三年為企業(yè)新增直接銷售收入30.68億元，新增利潤(rùn)4.02億元。