日前，廣東電網有限責任公司電力科學研究院李德波博士主持的“火電廠超級排放系統優(yōu)化技術研究及工程實踐”項目，獲得了廣東省科技進步二等獎。

該項目針對我國燃煤電站大氣污染治理的嚴峻形勢以及國家日益嚴格的環(huán)保要求，研發(fā)了污染物超低排放的系統優(yōu)化技術、污染物超低排放協同控制關鍵技術路線，并首次提出了基于濕法FGD技術的循環(huán)流化床鍋爐超低排放技術路線；項目運用計算流體力學方法，采用ANSYS FLUENT、CFX等計算軟件進行火電廠煤粉燃燒及污染物生成過程、SCR復雜反應過程高效數值模擬計算；通過脫硝系統熱工控制優(yōu)化技術研究，結合鍋爐燃燒過程大規(guī)模數值仿真計算的理論研究成果，開展了大量的鍋爐燃燒優(yōu)化現場試驗研究，成功實現了污染物長期穩(wěn)定的超低排放。通過上述關鍵技術理論研究及工程實踐，在燃煤電廠超低排放等關鍵技術方面取得了實質性突破。目前，超低排放系統優(yōu)化技術在金灣電廠、華潤南沙熱電廠等燃煤機組上得到了成功應用，并通過國家環(huán)保部超低排放示范驗收，取得了顯著環(huán)保和經濟效益。

李德波博士喜獲廣東省科技進步二等獎

安世亞太公司技術團隊與廣東電網電科院李德波博士團隊自2012年開始，就開展了長期緊密的技術合作，定期互派人員駐場學習交流，分析應對諸多仿真技術應用實際問題。李德波博士注重理論知識與工程實踐密切結合，在煤粉燃燒UDF二次開發(fā)有較深的技術積累,授權了多項軟件著作權。作為項目負責人，他承擔了神華集團、華能集團、華潤集團、廣東粵電集團等多個發(fā)電集團鍋爐及環(huán)保系統數值仿真項目，在電站鍋爐燃燒優(yōu)化、低氮燃燒器改造數值仿真設計優(yōu)化、基于CFD技術的超低排放下環(huán)保設施改造及優(yōu)化運行，SCR/SNCR脫硝優(yōu)化運行、濕法脫硫塔流場優(yōu)化數值仿真技術工程應用方面具有較強的技術積累，取得了一大批工程創(chuàng)新技術成果，解決了一些發(fā)電廠面臨的重大技術難題。

“火電廠超級排放系統優(yōu)化技術研究及工程實踐”項目中，安世亞太公司廣州技術團隊在網格處理、UDF控制、計算設置等環(huán)節(jié)參與技術支持，我們深感榮幸。本科研項目成果，對我國全面實施燃煤電廠超低排放和節(jié)能改造工作起到了引領和推動作用，具有廣闊的市場應用前景，可以直接推廣應用到工業(yè)鍋爐、鋼鐵、石油、化工、造紙等行業(yè)煙氣污染物處理，對于我國大氣環(huán)境整體改善，降低霧霾天氣發(fā)生的次數，具有十分重要的工程應用價值。

【李德波博士簡介】

李德波，廣東電網有限責任公司電力科學研究院高級工程師、工學博士，廣東電網電科院高性能數值計算中心負責人，廣東省多臺百萬超超臨界機組現場調試鍋爐專業(yè)負責人，選擇性催化還原反應（SCR）脫硝系統調試項目經理。精通ANSYS FLUENT、CFX等流體力學數值仿真軟件，長期開展煤粉燃燒高級數值仿真，大規(guī)模并行計算方法和程序開發(fā)等方面的研究。2015年以第一作者出版專著《大型電站鍋爐系統數值模擬技術與工程實踐》。

【項目信息】

針對我國燃煤電站大氣污染治理的嚴峻形勢以及國家日益嚴格的環(huán)保要求，廣東電網有限責任公司電力科學研究院（以下簡稱“電科院”）主要研究了物氮氧化物（NOx）、二氧化硫（SO2）及粉塵實現超低排放的系統優(yōu)化技術。研發(fā)了污染物超低排放協同控制關鍵技術路線，首次提出了基于濕法FGD技術的循環(huán)流化床鍋爐超低排放技術路線；運用計算流體力學方法，采用ANSYS FLUENT、CFX等計算軟件進行火電廠煤粉燃燒及污染物生成過程、SCR復雜反應過程高效數值模擬計算，進行了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，實現SCR系統的全負荷投運；進行了脫硝系統熱工控制優(yōu)化技術研究，結合鍋爐燃燒過程大規(guī)模數值仿真計算的理論研究成果，開展了大量的鍋爐燃燒優(yōu)化現場試驗研究，成功實現了NOx污染物長期穩(wěn)定的超低排放，形成了鍋爐低氮燃燒、脫硝系統熱工優(yōu)化控制、鍋爐低氮與脫硝技術耦合的關鍵核心技術。通過上述關鍵技術理論研究及工程實踐，在燃煤電廠超低排放等關鍵技術方面取得了實質性突破，形成燃煤電廠煙氣超低排放的清潔環(huán)保島，為建設清潔燃煤電廠奠定了堅實的理論與工程應用技術基礎。超低排放系統優(yōu)化技術在金灣電廠、華潤南沙熱電廠等燃煤機組上成功應用，并通過國家環(huán)保部超低排放示范驗收，取得了顯著環(huán)保和經濟效益。

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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濃度動態(tài)超標

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圖3數值模擬得到的大型電站鍋爐溫度場分布

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圖4數值模擬得到的SCR脫硝系統流場、飛灰沉積規(guī)律

圖5氮氧化物動態(tài)超標技術難題成功解決

項目創(chuàng)新點包括：

（1）開發(fā)了適應不同燃料特性、不同鍋爐類型的污染物減排工藝計算模型，實現了高效、低成本的燃煤機組超低排放優(yōu)化技術路線；

（2）開發(fā)了基于新型焦炭低氮燃燒模型和SCR復雜催化反應級別數值模擬的鍋爐低氮燃燒和SCR控制的整體優(yōu)化技術，實現了NOx長期穩(wěn)定的超低排放，脫硝系統超低排放投運時間增加30%；

（3）通過吸收塔流場優(yōu)化、噴淋層改造、除霧器設計改進，構建了具有高效協同除塵功能的吸收塔，實現了不采用濕式電除塵器，吸收塔出口粉塵濃度達到超低排放的要求；

（4）開發(fā)了低壓撞擊分離器和高溫預處理系統相結合的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,脫硝效率達到85.94％，脫硫效率達到98.44％，電除塵效率達到99.6％，實現了廣東省火電廠經濟效益、社會效益和環(huán)境效益的有效統一。

2015年12月國家頒布了《全面實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提前至2017年完成。李德波博士主持的項目成果對實現該目標起到了引領和推動作用，具有廣闊的市場應用前景，具有十分重要的工程應用價值。