强化产学研结合，创新循环流化床燃烧技术

陈硕翼

(科技部 高技术研究发展中心，北京 100045)



强化产学研结合，创新循环流化床燃烧技术

陈硕翼

(科技部 高技术研究发展中心，北京 100045)

我国对循环流化床燃烧技术有重大需求。自“六五”开始，我国对该技术进行了持续支持。科研工作者经过数十余年的努力，从刚开始的向国外学习、跟踪国际发展，到目前在该领域已经位于国际领先地位、引领国际循环流化床燃烧技术的发展方向，其中的成功经验就是产学研的紧密结合。

循环流化床；燃烧技术；产学研结合

我国能源结构对循环流化床燃烧技术有重大需求，对于我国能源结构和整体洁净煤利用战略具有重要作用，对于改善我国能源结构、提高劣质燃料的能源利用率、建设创新型国家、“中国制造2025”和 “一带一路”走出去战略具有重要意义。我国对该技术方向进行了8个“五年计划”的长期支持，从早期的向国外学习、跟踪、模仿，再到“九五”“十五”的自主研发，到“十一五”“十二五”的引领国际发展方向，我国在循环流化床燃烧技术研究开发上走出了一条成功的创新之路，其中最重要经验是产学研结合。

1 循环流化床燃烧技术发展的历史回顾

循环流化床燃烧技术是上世纪七十年代初在欧洲出现的。1981年，Battelle实验室和Riley Stoker公司合作生产了1台23 t/h商用循环流化床锅炉。1982年，Lurgi在Luenen建成第一台84MWe循环流化床锅炉。1984年，Studsvik与Babcock & Wilcox公司共同生产了Studsvik-Babcock型CFB；德国Babcock开发研制了Circofluid CFB。1985年，Lurgi在Duisburg第一热电厂投运了270 t/h CFB。1987年，Ahlstrom公司制造了420 t/h的Pyroflow型CFB，在美国Nucla电厂投运。1990年，Alstom在Emile Huchet电厂投运了125 MWe电站锅炉。1990年，ABB/CE在Waco电厂先后投运了2台150 MWe CFB。1993年，Ahlstrom527 t/h CFB在 Aconi电厂投运。1995年，Alstom的250 MWe 在Provence电厂投运。2000年，Foster Wheeler的235 MWe CFB在Turow电厂投运。2003年，300 MWe在JEA投运。2005年，340 MWe在Sardinia投运。Alstom为波多黎各生产了2台255 MWe CFB、Red Hills2台250 MWe CFB、Seward 2台292 MWe CFB、ENEL1台340 MWCFB。国外循环流化床锅炉逐步走向电力市场。

我国开展循环流化床燃烧技术研究晚于国外10年。上世纪八十年代初期我国开始，锅炉厂和有关科研单位探索学习研究循环流化床燃烧技术，“六五”“七五”期间对CFB研究给予了重点支持，但是由于企业的创新能力严重欠缺、技术基础研究积累单薄、研究急于求成、技术路线出现失误，走了一段弯路。“八五”后期，启动了相关的技术研究工作，通过75t/h国产循环流化床完善化示范工程，技术路线得到纠正。

“九五”期间，科技部安排了国产化135MWe循环流化床的方案设计，总结吸收了循环流化床燃烧技术研究经验教训，充分意识到技术路线的失误源于对循环流化床燃烧工艺流程的理解和研究存在严重不足。国家科技部倡导企业是创新的主体，将企业与科研单位紧密联系起来共同开展研究工作，对循环流化床运行的内在机理包括循环流化床燃烧技术所涉及到的气固两相流动、气固流动中的燃烧和传热进行了系统的深入研究，开发了大型循环流化床锅炉关键部件和重要辅机系统，不但成功地改进、完善了20世纪90年代前生产的CFB，而且成功开发了小型循环流化床锅炉。

科技部又在“十五”期间安排了国产化135 MWe 和200 MWe再热循环流化床的研究，充分发挥科技创新实践中的企业的作用，基于产学研的紧密结合，自主研发了200 MWe以下的系列产品，在此过程中逐渐总结、凝炼形成了具有中国特色的循环流化床锅炉设计理论体系，为后续的开发提供了坚实的基础。

目前，FW公司是国外唯一一个有业绩的超临界循环流化床锅炉提供商，现在正在为韩国提供550 MWe的超超临界循环流化床锅炉，其目标是改善其第一台超临界460 MWe锅炉机组的供电效率和排放水平，排放设计指标均为超低排放，预计2016年投入运行。Alstom公司早已完成600 MWe 超临界CFB的设计开发，但是没有用户。

国家科技部早在2002年开始支持超临界循环流化床锅炉的研究探索，在国家“863”计划中，安排清华大学、哈尔滨锅炉厂有限责任公司进行了前期研究，取得了系列技术成果，进而在国家“十一五科技支撑计划”中，安排了600 MWe超临界CFB锅炉项目。参加单位包括10余家高等院校和科研单位、三大锅炉厂、用户等30余家单位，囊括了在循环流化床燃烧技术方面的几乎所有有经验的单位，经过10余年系统的紧密配合、深入研究，形成了系列的原始性创新成果，建立了世界最大容量等级的超临界循环流化床示范电厂——四川白马600 MWe超临界CFB锅炉示范工程。2013年4月14日，示范工程通过168h试运行。各种性能指标全面优于FW的460 MWe项目，推动了循环流化床燃烧技术的国际发展。

白马600 MWe超临界循环流化床锅炉的成功运行，被国际能源署作为CFB技术发展历史的里程碑事件，标志着中国CFB技术处于世界领先水平，实现了中国CFB燃烧技术的跨越式发展，带动了行业技术进步，显著地提高了中国循环流化床锅炉的国际竞争力，已经开始出口到罗马尼亚、克罗地亚，走向世界。在600 MWe超临界锅炉的开发过程中，形成的关键技术原理用于350 MWe超临界，已经达到50台。

我国的循环流化床锅炉技术水平已经开始引领世界发展方向，但是美国的FW公司正在迎头赶上，因此国家在“十二五”期间的科技支撑计划中支持了《基于流态重构的节能/超低排放型CFB锅炉关键技术研究及工程示范》，以优化技术流程、降低排放、减小电耗，由清华大学等5个高等院校和太原锅炉集团有限公司、三大锅炉厂承担，经过5年的努力，产学研紧密结合，按期高水平完成了研究任务，目前已经验收，使我国的300 MWe以及下循环流化床锅炉的性能能够达到国际领先水平。

2 产学研紧密结合是成功经验

回顾我国循环流化床燃烧技术30多年的开发历程，从开始当学生到目前引领国际发展，失败的辛酸和成功的喜悦，见证了我国洁净煤技术的发展。这是在国家的大力支持下、在本领域同仁的共同努力下的结果。但是其中有着必然性，首先是循环流化床燃烧技术方向很好地与国家重大需求相吻合，这是该技术创新得以持续发展的原动力。而企业对市场是最敏感的，因此企业对技术创新方向的把握有着先天的优势。

无需讳言，我国企业的创新意识、创新能力和创新体制是在不断进步过程中的，距离现代企业应该具备的创新机制还有较长的路要走，因此将“企业是创新的主体”落实到实处，应该实事求是地面对我国企业的创新能力现状，充分发挥科研单位的补充、辅佐作用，循环流化床燃烧技术创新中努力做到了这一点，不断提高企业的创新意识、提高创新能力建设，目前我国的几个主要循环流化床锅炉制造厂的技术水平得到长足进步，例如三大锅炉厂和太原锅炉厂分别投资上亿元进行研究能力建设，为企业后续发展提供条件。对于循环流化床燃烧技术这样的国际前沿研究，全面把握创新方向无疑是至关重要的，我国循环流化床燃烧技术早期开发中出现的曲折充分验证了这一点。另外，现代化的工业装置，运行是实现创新技术性能的不可或缺的方面，有的创新甚至就是在实际运行中出现端倪深入下去才出现的，因此用户是创新实践中的重要一环。我国循环流化床燃烧技术的成功创新实践充分表明，产学研密切结合是科技创新的必要条件。

针对大型化问题，“十三五”国家重点研发计划中设置了《超超临界循环流化床锅炉技术研发与示范》项目，开发更大容量(660 MWe)、更高参数(超超临界)、更低能耗、更低排放(超低排放)的循环流化床锅炉。该项目云集了国内几乎所有的有研究积累和优势的相关研究单位，三大锅炉厂同时参加，基本上都是“十一五”科技支撑计划项目“600 MWe超临界循环流化床锅炉”项目及“十二五”科技支撑计划“节能/超低排放型循环流化床锅炉关键技术研发及应用”项目的参加者。

3 结 语

我国对循环流化床燃烧技术有重大需求。我国科研工作者经过数十余年的努力，从刚开始的向国外学习、跟踪国际发展，到目前在该领域已经位于国际领先地位、引领国际循环流化床燃烧技术的发展方向，其中的成功经验就是产学研的紧密结合。

(责任编辑 吴兴伟 校对 张 凯)

Circulating Fluidized Bed Combustion Technology Innovation Based on Reinforced University-industry Cooperation

CHEN Shuo-yi

(High-tech Research and Development Center,Ministry of Science and Technology of the People′s Republic of China,Beijing 100045,China)

There is a significant demand for circulating fluidized bed combustion technology in China.Since the beginning of the China's sixth five-year plan,the technology had obtained a continuous support.The circulating fluidized bed combustion technology in China is locating in the international leading position and leading the international development direction after several years of efforts by researchers based on University-industry cooperation closely,from the beginning studying abroad and tracking the international development.

Circulating fluidized bed; Combustion technology; University-industry cooperation

2017-03-07

陈硕翼(1959-)男，北京人，高级工程师，主要从事洁净煤和节能技术的研究管理工作。

10.13888/j.cnki.jsie(ns).2017.02.004

TK01

A

1673-1603(2017)02-0113-03