日前，廣東電網(wǎng)有限責(zé)任公司電力科學(xué)研究院李德波博士主持的“火電廠超級(jí)排放系統(tǒng)優(yōu)化技術(shù)研究及工程實(shí)踐”項(xiàng)目，獲得了廣東省科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)。

該項(xiàng)目針對(duì)我國燃煤電站大氣污染治理的嚴(yán)峻形勢以及國家日益嚴(yán)格的環(huán)保要求，研發(fā)了污染物超低排放的系統(tǒng)優(yōu)化技術(shù)、污染物超低排放協(xié)同控制關(guān)鍵技術(shù)路線，并首次提出了基于濕法FGD技術(shù)的循環(huán)流化床鍋爐超低排放技術(shù)路線；項(xiàng)目運(yùn)用計(jì)算流體力學(xué)方法，采用ANSYS FLUENT、CFX等計(jì)算軟件進(jìn)行火電廠煤粉燃燒及污染物生成過程、SCR復(fù)雜反應(yīng)過程高效數(shù)值模擬計(jì)算；通過脫硝系統(tǒng)熱工控制優(yōu)化技術(shù)研究，結(jié)合鍋爐燃燒過程大規(guī)模數(shù)值仿真計(jì)算的理論研究成果，開展了大量的鍋爐燃燒優(yōu)化現(xiàn)場試驗(yàn)研究，成功實(shí)現(xiàn)了污染物長期穩(wěn)定的超低排放。通過上述關(guān)鍵技術(shù)理論研究及工程實(shí)踐，在燃煤電廠超低排放等關(guān)鍵技術(shù)方面取得了實(shí)質(zhì)性突破。目前，超低排放系統(tǒng)優(yōu)化技術(shù)在金灣電廠、華潤南沙熱電廠等燃煤機(jī)組上得到了成功應(yīng)用，并通過國家環(huán)保部超低排放示范驗(yàn)收，取得了顯著環(huán)保和經(jīng)濟(jì)效益。

李德波博士喜獲廣東省科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)

安世亞太公司技術(shù)團(tuán)隊(duì)與廣東電網(wǎng)電科院李德波博士團(tuán)隊(duì)自2012年開始，就開展了長期緊密的技術(shù)合作，定期互派人員駐場學(xué)習(xí)交流，分析應(yīng)對(duì)諸多仿真技術(shù)應(yīng)用實(shí)際問題。李德波博士注重理論知識(shí)與工程實(shí)踐密切結(jié)合，在煤粉燃燒UDF二次開發(fā)有較深的技術(shù)積累,授權(quán)了多項(xiàng)軟件著作權(quán)。作為項(xiàng)目負(fù)責(zé)人，他承擔(dān)了神華集團(tuán)、華能集團(tuán)、華潤集團(tuán)、廣東粵電集團(tuán)等多個(gè)發(fā)電集團(tuán)鍋爐及環(huán)保系統(tǒng)數(shù)值仿真項(xiàng)目，在電站鍋爐燃燒優(yōu)化、低氮燃燒器改造數(shù)值仿真設(shè)計(jì)優(yōu)化、基于CFD技術(shù)的超低排放下環(huán)保設(shè)施改造及優(yōu)化運(yùn)行，SCR/SNCR脫硝優(yōu)化運(yùn)行、濕法脫硫塔流場優(yōu)化數(shù)值仿真技術(shù)工程應(yīng)用方面具有較強(qiáng)的技術(shù)積累，取得了一大批工程創(chuàng)新技術(shù)成果，解決了一些發(fā)電廠面臨的重大技術(shù)難題。

“火電廠超級(jí)排放系統(tǒng)優(yōu)化技術(shù)研究及工程實(shí)踐”項(xiàng)目中，安世亞太公司廣州技術(shù)團(tuán)隊(duì)在網(wǎng)格處理、UDF控制、計(jì)算設(shè)置等環(huán)節(jié)參與技術(shù)支持，我們深感榮幸。本科研項(xiàng)目成果，對(duì)我國全面實(shí)施燃煤電廠超低排放和節(jié)能改造工作起到了引領(lǐng)和推動(dòng)作用，具有廣闊的市場應(yīng)用前景，可以直接推廣應(yīng)用到工業(yè)鍋爐、鋼鐵、石油、化工、造紙等行業(yè)煙氣污染物處理，對(duì)于我國大氣環(huán)境整體改善，降低霧霾天氣發(fā)生的次數(shù)，具有十分重要的工程應(yīng)用價(jià)值。

【李德波博士簡介】

李德波，廣東電網(wǎng)有限責(zé)任公司電力科學(xué)研究院高級(jí)工程師、工學(xué)博士，廣東電網(wǎng)電科院高性能數(shù)值計(jì)算中心負(fù)責(zé)人，廣東省多臺(tái)百萬超超臨界機(jī)組現(xiàn)場調(diào)試鍋爐專業(yè)負(fù)責(zé)人，選擇性催化還原反應(yīng)（SCR）脫硝系統(tǒng)調(diào)試項(xiàng)目經(jīng)理。精通ANSYS FLUENT、CFX等流體力學(xué)數(shù)值仿真軟件，長期開展煤粉燃燒高級(jí)數(shù)值仿真，大規(guī)模并行計(jì)算方法和程序開發(fā)等方面的研究。2015年以第一作者出版專著《大型電站鍋爐系統(tǒng)數(shù)值模擬技術(shù)與工程實(shí)踐》。

【項(xiàng)目信息】

針對(duì)我國燃煤電站大氣污染治理的嚴(yán)峻形勢以及國家日益嚴(yán)格的環(huán)保要求，廣東電網(wǎng)有限責(zé)任公司電力科學(xué)研究院（以下簡稱“電科院”）主要研究了物氮氧化物（NOx）、二氧化硫（SO2）及粉塵實(shí)現(xiàn)超低排放的系統(tǒng)優(yōu)化技術(shù)。研發(fā)了污染物超低排放協(xié)同控制關(guān)鍵技術(shù)路線，首次提出了基于濕法FGD技術(shù)的循環(huán)流化床鍋爐超低排放技術(shù)路線；運(yùn)用計(jì)算流體力學(xué)方法，采用ANSYS FLUENT、CFX等計(jì)算軟件進(jìn)行火電廠煤粉燃燒及污染物生成過程、SCR復(fù)雜反應(yīng)過程高效數(shù)值模擬計(jì)算，進(jìn)行了SCR流場和噴氨優(yōu)化以及提高SCR入口煙溫的各種措施的研究，大幅提高了SCR的脫硝率和使用壽命，實(shí)現(xiàn)SCR系統(tǒng)的全負(fù)荷投運(yùn)；進(jìn)行了脫硝系統(tǒng)熱工控制優(yōu)化技術(shù)研究，結(jié)合鍋爐燃燒過程大規(guī)模數(shù)值仿真計(jì)算的理論研究成果，開展了大量的鍋爐燃燒優(yōu)化現(xiàn)場試驗(yàn)研究，成功實(shí)現(xiàn)了NOx污染物長期穩(wěn)定的超低排放，形成了鍋爐低氮燃燒、脫硝系統(tǒng)熱工優(yōu)化控制、鍋爐低氮與脫硝技術(shù)耦合的關(guān)鍵核心技術(shù)。通過上述關(guān)鍵技術(shù)理論研究及工程實(shí)踐，在燃煤電廠超低排放等關(guān)鍵技術(shù)方面取得了實(shí)質(zhì)性突破，形成燃煤電廠煙氣超低排放的清潔環(huán)保島，為建設(shè)清潔燃煤電廠奠定了堅(jiān)實(shí)的理論與工程應(yīng)用技術(shù)基礎(chǔ)。超低排放系統(tǒng)優(yōu)化技術(shù)在金灣電廠、華潤南沙熱電廠等燃煤機(jī)組上成功應(yīng)用，并通過國家環(huán)保部超低排放示范驗(yàn)收，取得了顯著環(huán)保和經(jīng)濟(jì)效益。

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圖1爐膛出口NOx濃度偏高

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圖2超低排放改造后NOx濃度動(dòng)態(tài)超標(biāo)

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圖3數(shù)值模擬得到的大型電站鍋爐溫度場分布

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圖4數(shù)值模擬得到的SCR脫硝系統(tǒng)流場、飛灰沉積規(guī)律

圖5氮氧化物動(dòng)態(tài)超標(biāo)技術(shù)難題成功解決

項(xiàng)目創(chuàng)新點(diǎn)包括：

（1）開發(fā)了適應(yīng)不同燃料特性、不同鍋爐類型的污染物減排工藝計(jì)算模型，實(shí)現(xiàn)了高效、低成本的燃煤機(jī)組超低排放優(yōu)化技術(shù)路線；

（2）開發(fā)了基于新型焦炭低氮燃燒模型和SCR復(fù)雜催化反應(yīng)級(jí)別數(shù)值模擬的鍋爐低氮燃燒和SCR控制的整體優(yōu)化技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了NOx長期穩(wěn)定的超低排放，脫硝系統(tǒng)超低排放投運(yùn)時(shí)間增加30%；

（3）通過吸收塔流場優(yōu)化、噴淋層改造、除霧器設(shè)計(jì)改進(jìn)，構(gòu)建了具有高效協(xié)同除塵功能的吸收塔，實(shí)現(xiàn)了不采用濕式電除塵器，吸收塔出口粉塵濃度達(dá)到超低排放的要求；

（4）開發(fā)了低壓撞擊分離器和高溫預(yù)處理系統(tǒng)相結(jié)合的SO2、粉塵取樣方法，解決了高濕度、低濃度環(huán)境下SO2、粉塵無法穩(wěn)定測量的問題。

采用本科研項(xiàng)目成果，氮氧化物排放量每年降低1542.37t，二氧化硫排放量降低2694.19t,粉塵排放量降低264.24t,脫硝效率達(dá)到85.94％，脫硫效率達(dá)到98.44％，電除塵效率達(dá)到99.6％，實(shí)現(xiàn)了廣東省火電廠經(jīng)濟(jì)效益、社會(huì)效益和環(huán)境效益的有效統(tǒng)一。

2015年12月國家頒布了《全面實(shí)施燃煤電廠超低排放和節(jié)能改造工作方案》，將東部地區(qū)2020年前完成的超低排放改造任務(wù)提前至2017年完成。李德波博士主持的項(xiàng)目成果對(duì)實(shí)現(xiàn)該目標(biāo)起到了引領(lǐng)和推動(dòng)作用，具有廣闊的市場應(yīng)用前景，具有十分重要的工程應(yīng)用價(jià)值。