「项目精选」107期：节能环保领域精选科技成果推荐

项目1：分布式节能型集中供热控制系统解决方案

项目2：风电场智能运维与集群调控关键技术及应用

项目3：粉煤灰等工业固废制备生态透水砖新技术

项目4：以秸秆压块为燃料的户用直燃采暖装备

项目5：天然气加热节能装置

项目6：新一代空气冷却器的研发

项目7：无焰燃烧冷凝锅炉

 

项目一：分布式节能型集中供热控制系统解决方案

1项目简介

本课题借鉴国外先进经验，结合我国城市供热情况，将集中供热过程的各个生产环节热网、换热站、热用户，及其管理经营有机结合在一起，通过信息的集成与共享，将各个功能子系统构成一个整体，分析其总体结构和设计特点，并对供热管网进行模型简化，按照物理模型分别建立各自数据模型，建立管网静态水力工况数学模型，进而在MATLAB/SIMULINK仿真环境下建立仿真模型。在此基础上分析供热枝状管网在各种扰动下的动态特性，针对此特性提出集中供热整体协调控制方案，并最终探究以节能为目标的优化控制策略。研究城市供热系统的优化智能控制及低碳节能技术，研究换热器动态特性及热力站能量控制系统，研制集中供热换热站智能控制器，实现二次管网按需供热，提供供热节能全面解决方案，以及相关关键产品的开发生产等。该成果获得获得河北省科技进步三等奖。

2实施条件

在保证相同室内温度的前提下，以热力站为单元，对其所覆盖区域内的供热系统进行改造的，热力站节能量高于30%，节能效果系数为1.2，每年可以节省热费20%-30%。

3知识产权

该成果已获得软件著作权2项

 

项目二：风电场智能运维与集群调控关键技术及应用

1项目简介

本项目基于当前国家战略新兴产业发展战略和我省风电产业发展需求，提出了具有多风电场数据实时上传功能和风电场群整体功率优化控制的风电场远程集控系统，依托电力调度数据专网自主研发并实现了风电集控数据采集与智能化运维系统。该系统通过异构数据通讯接口，实现了多风电场数据实时传输，并建立了基于hadoop技术的风电机组异常预测模型，开发了风电设备故障诊断专家系统，实现了系统故障的自动诊断、分析及研判，提升了风电机组检修效率及可利用率，提出了一种风电场集群功率优化控制策略，实现了风电场群整体功率优化控制，提高了区域风电场整体发电效率，开发了一整套风电场远程集控系统，形成了具有自主知识产权的成套关键技术体系。

2实施条件

系统满足电力二次系统安全防护规定，风电场数据传输通道采用冗余电力调度数据专网；数据采集配置纵向加密装置，各安全区之间配置横向隔离装置。

3知识产权

该成果已授权发明专利2项

 

项目三：粉煤灰等工业固废制备生态透水砖新技术

1项目简介

科研团队通过多年的研究，开发了具有自主知识产权的粉煤灰等工业固废制备生态透水砖新技术。此技术旨在以粉煤灰等固废作为粘结剂粉料，以煤矸石、陶瓷渣等作为骨料进行级配，级配后的原料进行陈腐、压摸成型，丕体烧结，制备出结构、性能优良的新型生态透水砖。目前，该项目已进行中试示范。

2应用范围

本项目主要以煤矸石、粉煤灰等工业固废为原料，经成型工艺获得内部含有大比例贯通性孔隙的透水砖，具有以下优点：

1、砖体具有良好的透水性能，雨水可迅速渗入地下，补充土壤水和地下水；

2、表面具有防雪防滑功能，雨后不积水，雪后不打滑；

3、粉煤灰生态砖色彩丰富，自然朴实，经济实惠，规格多样化。

3项目阶段

目前，透水砖出场价格约为每平方米150元，年产5万平方米透水砖项目的年利税可达约375万。按照筹备、建设与调试周期8个月计算，本项目的投资回收期约3年。

4知识产权

已申请相关专利

5合作方式

合作开发、技术转让、技术许可

 

项目四：以秸秆压块为燃料的户用直燃采暖装备

项目简介

户用直燃采暖装备整体呈“h”型结构，由自动送料装置和采暖炉两部分组成。自动送料装置能够实现12小时连续稳定运行，彻底取消夜间封火工艺，降低了劳动强度。采暖炉耦合分区燃烧、低温燃烧、烟气循环等多项先进技术，实现高效燃烧、低污染排放，综合热效率高达85%，各项污染物优于地方标准，节能、环保效果显著。

采暖装备结构简单，占地面积小于1㎡，供热面积为80~100㎡；所用燃料为秸秆压块，价格约400~500元/吨，降低了采暖成本。该采暖装备于2019年在张家口市张北县完成示范，用户反映良好，农户采暖成本为15元/㎡，经济效益显著。

2实施条件

该户用直燃采暖装备适用于农林废弃物资源丰富的农村地区，需有稳定电源（220V）供应，采暖装备的散热末端为暖气片，要求农宅墙体能够安装暖气片，不适用与土墙。

3知识产权

该成果已授权国家发明专利2项

 

项目五：天然气加热节能装置

1项目简介

降低煤炭的使用是我国能源政策的重要举措之一。利用天然气代替煤炭用于日常生产与生活对解决我国能源问题具有重要作用。在工业生产中，加热使用的滚筒烘缸是一种常用的结构，目前主要的工作原理是烘缸内通蒸汽，通过烘缸壁对外表面产品加热。烘缸的主要作用包括蒸发产品中的水分、提高产品质量等。蒸汽作为烘缸的主要缺点包括：表面温度不均匀，影响干燥质量；加热时温度降低形成冷凝水聚集在烘缸底部难以排出，影响干燥质量；对蒸汽的压力要求过高，容易造成安全隐患；温度受蒸汽影响，温度难以控制，不能满足类型不同的干燥要求。

本项目开发了一种红外加热器烘缸，直接以天然气作为热源，降低能量损失，采用均温设计后，能答复提高烘缸表面温度均匀性。与传统蒸汽加热相比，节能量约30%。另外，基于天然气直燃过程，本项目开发了一种间接热风炉，代替蒸汽加热，使能源利用率达到108%，提升节能效果。

2实施条件

该项目可以对原有装置进行替换改装，不影响原始结构。对于室内环境有特殊场合的情况，需要建造燃烧间。可用于制药、水洗、食品、饲料等行业。

3知识产权

该成果已授权实用新型专利2项

 

项目六：新一代空气冷却器的研发

1项目简介

冷却器是换热设备的一类，用以冷却流体。通常用水或空气为冷却剂以除去热量。主要可以分为列管式冷却器、板式冷却器和风冷式冷却器。冷却器是冶金、化工、能源、交通、轻工、食品等工业部门普遍采用的热交换装置。

空气冷却器是以环境空气作为冷却介质，横掠翅片管外，使管内高温工艺流体得到冷却或冷凝的设备，简称“空冷器”，也称“空气冷却式换热器”。

空冷系统示意图

直接空冷系统流程图

2应用范围

该技术可广泛应用于以下领域：新建空冷机组，如火电厂、核电站、垃圾电站、燃气-蒸汽联合循环电站等；已投产的湿冷机组，研发新一代空冷器，实现湿冷机组的空冷化改造；空冷设备生产厂家，可提供一套空冷器传热优化设计与研发的理论体系，增强企业自主研发能力；其他空冷相关行业，如冶金、石油、机械、化工、纺织、建筑等。

3项目阶段

该技术具有较强的先进性，与原有空冷系统相比，新型空冷器设备投资减少20%，空冷效率可提高8%，减小空冷器散热面积20%，减小真空系统体积30%，降低空冷器运行过程中的厂用电消耗30%，缓解空冷凝器负荷容易受环境和气候影响等问题，提高机组真空度，提高系统热利用效率和发电效率。目前，新一代空冷器优化技术相对比较成熟，已完成空冷器传热优化设计、新型空冷器模拟实验的相关计算和验证过程，并进行长时间的测试与完善，后期将通过建立相应的实验平台，完成对新型空冷器实验阶段的相关测试。

目前，新一代空冷器优化技术相对比较成熟，已完成空冷器传热优化设计、新型空冷器模拟实验的相关计算和验证过程，并进行长时间的测试与完善，后期将通过建立相应的实验平台，完成对新型空冷器实验阶段的相关测试。

4知识产权

已申请相关专利

项目七：无焰燃烧冷凝锅炉

1项目简介

无焰燃烧是近二十年国际燃烧领域发展的一种最新的燃烧方式，它的另一个名称叫“温和低氧稀释”（MILD)燃烧。该燃烧是低氧、低温（900-1200℃）条件下的容积燃烧，具有无焰透亮、热流分布均匀、燃烧噪音小及温度波动小等特点。相比传统的局部高温有焰燃烧，低温燃烧要求小得多的炉膛空间，故平均炉温提高、辐射传热大大增强，热利用效率显著提高；非常重要的是它的污染物（NOx和CO等）排放几乎为零。

功率为50kW的天然气有焰

无焰炉内燃烧

2应用范围

传统锅炉中，排烟温度一般在160-250℃，使得燃料燃烧时产生的水在烟气中处于过热状态的水蒸汽，随烟气从烟囱中流失,炉热效率最高只能达到91%。而无焰燃烧冷凝锅炉把排烟温度降低到60℃左右，充分回收了烟气中的显热和水蒸汽的凝结潜热，热效率可达106%。同时在能量回收过程中，由于上述无焰燃烧降低了有害气体特别是氮氧化合物（<10 ppm）的排放，缓解了环境污染的问题。

3项目阶段

无焰燃烧冷凝锅炉采用两所著名大学联合开发的世界领先的全预混MILD燃烧技术，使气体燃料与空气在燃烧发生前百分之百地充分混合，减少完全燃烧需要的过剩空气，降低了空气的需求量，并提高了排放烟气的露点，使烟气更早进入冷凝阶段。

4知识产权

已申请相关专利

5合作方式

合作开发、技术转让、技术许可