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  • m6米乐网址:走进院系]在发电范畴树立“华电”品牌——记生物质发电成套设备国家工程试验室

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    发布时间:2022-11-20 19:19:57 来源:m6米乐网址

      月22日,在2014年我国世界电力电工展上,依托我校建造的“生物质发电成套设备国家工程试验室”展出的“板式脱硝催化剂及相关技能”引起了业界的重视,这套国内仅有具有彻底自主知识产权的成套板式脱硝技能,不光打破了国外的技能关闭,还使整个商场的产品价格下降三分之一,现已获得9项国内发明专利、1项世界发明专利。运用过此催化剂的国电宣威发电有限责任公司在感谢信中提到:“板式脱硝催化剂的运用,确保了我公司脱硝改造工程的顺畅完结,且贵公司催化剂在脱硝功率以及运用质量等方面均到达我公司脱硝工程规划要求”。人们在交口称赞的进程中也记住了两个姓名:“华北电力大学”和“生物质发电成套设备国家工程试验室”。

      新世纪以来,跟着经济的展开和人民日子水平的前进,我国动力需求快速增长,动力、环境和经济三者之间的对立日益突出,加快可再生动力展开势在必行。包含农林废弃物直接焚烧发电、农林废弃物气化发电、废物焚烧发电、废物填埋气发电、沼气发电等多种发电方法在内的生物质发电,是世界上仅次于风力发电的可再生动力发电技能。1990年以来,欧美许多国家开端大力展开生物质发电,并具有比较老练的技能。

      面对滚滚而来的全球可再生动力运用大潮,华北电力大学依据已有优势学科,结合国家动力电力展开战略需求以及世界动力电力展开趋势,提出和构建了“以传统优势学科为根底,以新式动力学科为要点,以文理学科为支撑”的“大电力”学科系统。在“电”字不变的前提下,大力展开可再生动力和新动力学科方向,建造一批包含环境、核电、水电、风电、太阳能、生物质能等在内的学科生长点。这一状况,为校园在生物质发电范畴进行探究与实践供应了要害。

      我国在生物质发电范畴起步较晚。2003年《可再生动力法》的公布,使国内掀起了生物质发电的热潮。可是,其时国内生物质发电工业却处于寸步难行的地步,且不说生物质发电具有比惯例煤炭焚烧发电更高的技能难度,单是在生物质锅炉的规划制作层面,仅处于试验演示阶段的国内工业,因为没有把握中心技能而不得不依赖国外技能与进口设备。缺少具有我国发明的生物质成套设备以及其技能成为限制我国生物质发电大规模展开的瓶颈。

      校园依托可再生动力学院,建立了生物质能研讨中心,开端了生物质能发电原理和工程的探究与研讨。校园瞄准世界生物质发电范畴顶尖水平,加大在该范畴的人才引入。现任国家工程试验室常务副主任的董长青便是2004年被引入到校园的。校园还先后从我国科技大学、清华大学、哈尔滨工业大学等国内外闻名院校引入了陆强、郑宗明、赵莹、覃吴、王孝强等一批在生物质焚烧、热解、生化转化等范畴从事研讨的年青学者,使他们敏捷成为国家工程试验室展开作业的研讨支柱。

      这期间,研讨中心开端参加到校外科研单位和企业的实践出产运用。研讨中心为处理航天动力研讨所提出的污染物办理难题,从机理到试验攻关,成功处理了高浓度N2O的处理问题,这次协作,使研讨中心和这家单位树立了长时刻安稳的协作关系,并促进研讨中心确立了“企业技能难题,攻关只许成功不许失败,有必要对企业担任究竟”的协作情绪。

      2005年12月,国家发改委发动国家工程试验室建造,把生物质发电作为要点工业予以扶持,以期在生物质发电工业链条上打破一批共性要害难题,获得相关中心技能。

      面对国家的严重需求,校园活跃整合本身在焚烧、热解、气化、测控、资料、发电动力设备、生物质收储运和前瞻性生物质发电技能等方面的优势,力求为我国生物质成套设备工业供应技能支撑和确保。2007年末,校园开端策划申报“生物质发电成套设备国家工程试验室”。2008年,校园树立预备领导小组,开端安排力气预备申报国家工程试验室,依托动力与动力工程学院等相关优势单位及研讨渠道,整合校内资源,联合龙基电力集团(现更名为国能集团)、国能生物质发电集团、济南锅炉集团有限公司等设备出产商以及设备运营商,优势互补,资源共享,一同申报“生物质发电成套设备国家工程试验室”。

      校园依据本身实践,对试验室的研讨定位、建造方针、学术方向、建造内在进行了重复、全面、深化的证明。校园预备领导小组在整合校园资源、广泛调研的根底上,屡次听取包含黄其励院士、清华大学热能工程系原主任吴占松教授等在内的专家学者、政府官员、企业总工的定见,虚心承受辅导。校长刘吉臻、副校长杨勇平带头编撰请求陈述,时任科技处处长胡三高、时任动力与动力工程学院院长徐鸿以及董长青、李惊涛两位年青教师,依照校园整体思路和拟定的研讨方向,仔细编撰、重复修正、逐步完善了试验室请求陈述,2008年5月,校园向国家发改委正式提交试验室请求陈述,刘吉臻校长带领项目团队参加了专家组的评定辩论。6月,发改委安排专家组到校调查后以为校园挑选了一条合适我国国情且具有展开远景的技能道路。

      通过不懈努力,2009年2月,国家发改委同意校园建造“生物质发电成套设备国家工程试验室”,由国能生物质发电集团有限公司、龙基电力集团有限公司和济南锅炉集团有限公司参加共建。2009年11月,华北电力大学首个国家级科研渠道正式被授牌。

      在传统火力发电范畴一向占有领先地位的华北电力大学如今在新动力范畴获得了校园展开进程上国家级试验渠道零的打破,不可否认,这得益于校园长时刻以来在动力电力范畴具有完善的学科系统、先进的研讨渠道、雄厚的师资队伍的沉积与堆集,更是校园在新形势下,审时度势、清晰方针、整合资源、竭尽全力的报答与收成。“生物质发电成套设备国家工程试验室”的获批建造,使得校园一举抢占了国家生物质发电范畴的制高点,凭借这一簇新渠道,校园将敞开其在生物质发电范畴甚至新动力发电范畴的新路程。

      对试验室未来的展开,校园充满了自傲,也寄予着希望。刘吉臻校长曾提到:“校园将全力办妥国家工程试验室,为国家生物质发电工业供应人才、技能与智力支撑,使试验室成为推进我国生物质发电工业理论研讨与工程实践迈出新脚步的重要基地。一同,作为校园首个国家级科研渠道,校园也希望通过在试验室建造进程中系统机制的立异,为校园高端渠道的建造展开起到演示、引领效果;通过技能的展开、经历的堆集,为整个校园的学科建造、科学研讨、人才培育起到活跃的推进效果,在带动校园相关学科、前沿学科的展开与前进的进程中,推进校园高水平大学的建造进程。”

      校园反常重视与爱惜首个“国字头”试验渠道的建造机会,将建造好国家工程试验室上升到事关整个校园学科建造、渠道建造、科学研讨再上新台阶,事关校园高水平大学建造进程的高度予以重视。

      如安在系统机制确保试验室建造的顺畅运转、如安在办理系统上对试验室进行查核测评,是摆在校园面前的一道簇新的课题。依据试验室实践状况以及校园和企业长年来堆集的密切协作根底这一优势,校园探究、立异了一种敞开式、即与社会力气有机整合一同办理、建造试验室的新系统。

      2009年6月,由刘吉臻校长为理事长的试验室理事会树立,理事会由华北电力大学为理事长单位、国能生物质发电集团有限公司为副理事长单位,国能电力集团有限公司、济南锅炉集团有限公司作为理事单位。理事会是试验室的决策安排,是对试验室展开战略、规划、科研、工业等重要业务进行审议和辅导的安排,其在增进生物质发电企业与试验室加强联络、增强试验室服务生物质发电企业才能等层面,发挥着重要效果。理事会的四家单位有着清晰的分工:华北电力大学首要担任科学研讨、技能立异渠道建造、人才培育和产品研发;国能生物质发电集团有限公司首要担任科研效果推行、工程运用演示;国能电力集团有限公司和济南锅炉集团有限公司担任生物质锅炉的制作与装置调试。三方一同加快效果转化,培育工业链条。并在此根底上,活跃请求国家前瞻性工程技能研发项目,强化工业技能继续供应,确保试验室继续展开。

      理事会的树立,从系统上打通了生物质发电范畴从出产需求、技能研发、设备制作、效果推行、工程演示等在内的整条工业链,理事单位之间相互配合、扬长避短,使得试验室真实完结了研讨效果从需求、到设想、到研发、到运用,再从实践运用中寻觅问题、完善研发的有机结合。

      理事会聘任专家组成技能委员会,树立了以岑可法院士为主任和企业总工在内的专业人员组成的技能委员会,为试验室供应战略规划、研讨方向等方面的咨询和主张,担任审定试验室研讨课题,点评研讨效果等业务;试验室实施理事会领导下的主任担任制,组建了以清华大学热能工程系原主任吴占松教授为主任、由产学研单位一同参加的试验室办理团队。在理事会的领导下,主任担任试验室的日常运营办理。

      关于试验室的办理系统,吴占松以为,从试验室的申报进程以致理事会的树立,都能够说是成功打破了以往高校试验室专心搞研讨、不闻窗外事的关闭局势,这也更契合试验室作为国家工程试验室的定位。产学研单位一同申报、一同办理,使得试验室研发的周期得以延伸、展开的渠道得以扩展、产出的效果得以运用。

      现实也证明,这一敞开式的建造办理系统,为试验室更好的进入人物、融入到生物质发电范畴,发挥了重要效果。2010年1月,依据国家发改委清晰的试验室建造方针,理事会就怎么建好试验室进行了专题研讨,通过充沛评论,最终决议依据共建单位各自优势及偏重研讨方向,试验室下设规划与仿真试验室、能动学院分室、操控与计算机学院分室、生物质能发电与生态环境影响研讨室和生物质能方针法令研讨室共5个分室。之后,又增添了验证性试验渠道和成套设备集成与优化研讨室。2010年8月,在理事会的辅导下,试验室确立了“边建造、边完善、边研讨”的准则,将试验室建造周期分为三个阶段,拟定了展开规划,细化了试验室的阶段性建造方针,进一步清晰了试验室的首要研讨方向。

      国家工程试验室遵循“敞开、活动、联合、竞赛”的敞开运转办理方针,与包含校园理事会成员单位在内的动力电力企业在许多层面展开了广泛深化的协作,获得了明显成效。

      2012年,在剖析测验范畴,试验室通过国家认证认可监督办理委员会的试验室资质确认,获得国家级CMA资质确认计量认证证书,能够出具具有法令效力的检测陈述。使试验室既可以为本身的科研试验进行剖析测验,也能够对外承受其他研讨安排、企业的测验样本,为研讨安排与企业供应完善、高规范的研讨和开发环境。

      与国家要点试验室比较,国家工程试验室在研讨方向上首要偏重实践工程的出产运用。依据这一状况,国家工程试验室与多家电厂协作展开演示工程,将试验室的最新研讨效果直接运用到企业的实践出产运用中。一同,国家工程试验室树立了北京华电光大环保技能有限公司(简称华电光大),依据自愿准则,每位研讨人员都是公司的投资者。公司的树立,扩展了试验室的资金来历,研讨课题愈加靠近实践。通过公司,试验室能够快速获得工业的技能需求,缩短研发周期,为工业供应支撑。

      虽然有着宽广的展开远景,但国内整个生物质能工业技能起步晚、根底薄弱,无论是国家工程试验室建造期间,仍是其前身生物质能研讨中心运转期间,研讨人员的研讨进程并非一往无前、研讨效果也非随手拈来。

      来校后作生物质气化焚烧研讨的董长青坦言其时压力很大:“忧虑自己拿不出科研效果,无法向校园交待”。校园领导在生物质能范畴敏锐的眼光、坚决的信仰,以及对研讨人员的关怀、信赖、容纳与支撑,使包含董长青在内的一切研讨人员增强了决计,为研讨人员结壮作业吃下了定心丸。

      仍是在生物质能研讨中心时期,时任动力系主任的杨勇平非常看好研讨中心的展开方向,在研讨中心起步阶段给予了大力的资金支撑和智力支撑,并引荐企业与之协作。在这种宽松优惠的环境中,研讨中心自己画图、买配备设备、自己制作了榜首台气化炉,通过这台气化炉的试验,研讨中心提出生物质气化混燃的概念,并将其逐步完善演变成“生物质多功用可调振荡炉”。这台能够对焚烧视点、焚烧功用、炉排进行调整的试验渠道,能够习气不同企业在实践出产中的个性化需求,试验室在为企业处理实践出产运用问题的一同,争夺了企业资金,顺畅拿到了各种项目,成为职业演示工程的一同带动了整个工业向混燃方向展开。“在最困难的时分,校园给你支撑、给你时刻,让你慢慢来,容纳你,关怀你,这种气氛让我收获颇丰。”董长青说。

      研讨中心通过本身规划、制作的设备,联络、招引企业与科研单位来作试验,在逐步扩展在此范畴闻名度的一同,从服务实践运用、引导实践运用做起,在给企业处理实践问题的进程中提炼科学问题,并以此为根底请求承当新的科研项目。“在做企业项目的进程中发生新的idea,然后提炼出科学问题,通过科研项目验证这些idea,完结引领技能的展开。”生物质能研讨中心逐步独立承当包含“863”、教育部要点项目、北京市天然基金等在内的各类科研项目,这些都为试验室根底研讨和技能研发奠定了根底。

      校园依据试验室的建造方针,联合国内闻名的制作和出产运营企业,安排顶尖学术团队,从人、财、物等各个方面给予大力支撑。试验室获批,适逢主楼投入运用,校园将主楼B座两层修建用房划归试验室建造运用。校园全方位的支撑给予试验室展开根本的物质条件,但在试验室在获批建造初期,仍遇到各种困难。

      立项初期,科研经费从批阅到划转有一个时刻段,为了不让试验室建造有少许的空白期,在校领导的支撑下,校园垫资协助试验室展开建造,吴占松回想其时试验室有几回亟需用钱而经费没有到位的状况,只需向校园提出请求,每次都能在最短时刻内得到经费支撑,“有求必应”,吴占松这么说。

      人员缺少也是试验室面对的首要问题,“其时咱们既要确保已有科研使命的顺畅展开,又要参加试验室各种设备、物资的收购、调试与运转。每个人都身兼数职,既是科研人员、又是物资收购员、财物办理员。贴发票、跑基建,每天都需求加班,可是咱们每天都感到很充沛、很振奋。校园现已给试验室建造发明好了条件,划拨了那么多房子给咱们,咱们的使命便是将这些房子充沛起来,建造完善试验室。一想到试验室将在咱们手里展开壮大起来,每个人都有无量的动力。”2009年从哈尔滨工业大学博士结业加盟华北电力大学的赵莹回想说。

      试验室的建造与展开,人是至关重要的中心元素。个人本身展开的科学规划、对试验室的归属感与责任感,个人展开与试验室展开的有机交融,一向是试验室重视的要点。

      试验室对每一位新人进行科研规划和职场策划,依据新人之前的研讨方向和专业布景,结合试验室科研的主攻范畴,以及当时职业展开的整体趋势与国家的方针道路,对新人在试验室的研讨方向和研讨范畴提出建造性的定见。假如新人有自己感兴趣而且是契合试验室展开需求的研讨内容,试验室相同给予全力支撑。

      试验室每年都会建立敞开课题,对新人的科研进行赞助,只需是从事与试验室现在的研讨相关,或者是有清晰的前沿性、开拓性及重要学术含义的理论方法研讨课题,都能够请求敞开课题。试验室学术委员会将依照“公平竞赛、择优支撑”的准则进行评定,当选的课题会在一到两年的时刻内得到年度拨款支撑,继续较长时刻的严重课题还能够分阶段请求。这一方法有用缓解了新人科研经费相对严重的局势,关于新人在不中止本身科研作业的进程中逐步习气新局势、承受新使命,起到了不可估量的效果。赵莹开端便是通过敞开课题作出了自己的榜首个科研课题,并在此根底上,先后获得国家科技支撑项目、北京市青年英才项目、中心高校专项基金等多项纵向及横向项目。

      宽广的科研远景、杰出的科研气氛,成为试验室每位研讨人员为之斗争的力气源泉。“试验室里没有闲人,每个人都能找到自己的方位,有自己的使命与责任。咱们每天都很忙、很充沛。”每位研讨人员都清醒的认识到:本身的展开是和试验室的展开紧密联络在一同的,以试验室为渠道、以校园为支撑,每个人都能在发挥个人特长的进程中完结自己的科研愿望。

      为缓解人员缺少问题,试验室采纳多种方法招聘研讨人员,既设有专职研讨人员岗位,也有兼职人员岗位,既有校内研讨人员,也有校外研讨人员,逐步形成了一支结构合理、赋有立异才能的研发团队。现在试验室有固定人员40余人,活动人员50余人。为了让咱们有一个轻松自由的科研环境,华电光大公司树立的时分,依据自愿准则,每位研讨人员都成为了公司的投资者并如期能够得到分红。“公司的树立,从另一层面讲,处理了咱们的生计问题,使得咱们不用为生计忧虑,然后能够安心肠展开作业。”这支一半成员为80后、均匀年龄只要36岁的研讨团队在生物质多联产、清洁焚烧、废物归纳处理、污染物脱除、量子化学等方面具有明显的特征,在国家工程试验室建造中、在生物质能范畴的研讨中获得了一项项打破,并活跃承当了包含973、863、天然基金在内的多项国家研讨课题及企业托付课题。

      除惯例科研使命外,试验室还担负着研讨生的培育使命。为了提高试验室研讨生培育质量,试验室依照校园人才培育的整体要求,从生物质发电学科的本身实践动身,更为重视培育学生协同作战的团队精力、立异坚决的科研精力以及谨慎规范的科研习气。

      每一位新入学的研讨生,由导师协助其确认研讨方向,也会和新入职的职工相同,参加到一个科研团队,在同其他人员的沟通互动、科研攻关中展开自己的研讨生学习日子。为了争夺试验做到一次成功,不在无谓的当地犯错误,每次做试验前,导师都会辅导学生进行充沛的预备,剖析布景、查阅文献、剖析数据、谋划布局、思索细节,每个环节、每种效果都事前进行充沛的考虑,必要时还要进行评证明明。

      试验室研讨生三年级的学生叶小宁是2013-2014年度全校十一名校长奖学金获得者之一,两年多的肄业,使他获益匪浅。“试验室教师会协助你学会怎么思考问题、怎么提出问题、怎么处理问题、怎么将问题转化为能够运用于实践的方法与形式。试验室对每个学生要求都很高,咱们通常是早上8:30到试验室,晚上11点今后才脱离,均匀每天科研时刻超越10个小时,节假日与周末也都根本依照这个作息规则来要求自己。”充沛运用试验室这一有利渠道,让学生参加科研团队,使试验室越来越多的学生开端了从一名一般学生到真实的科研人员的蜕变,他们和教师一同参加研讨课题的申报、科研论文的编撰、发明专利的请求。现在,试验室共培育七十余名研讨生,其间,在读的三十三名研讨生中,就有四名获得了2014年度研讨生国家奖学金。

      “从身份确认上讲,咱们是一名高校的科研人员,但咱们首先是一名教师,培育教育学生,是咱们作为一名教师应尽的责任。高质量人才是试验室未来展开的根底,今日的学生,明日就有可能是试验室的主人。从这些层面讲,作为高校首要使命的人才培育,相同也是试验室重要的责任。”董长青说。

      国家级试验渠道,其技能道路特别是中心技能道路清晰与否、是否契合实践,不只关系到试验室本身能否在竞赛鼓励的业界环境中异军突起,更关系到在此范畴我国能否快速缩小与先进国家的距离、成功脱节国外的技能独占与关闭。自建造以来,国家工程试验室从国家层面动身,环绕打破限制生物质发电工业展开的瓶颈技能,在多个范畴清晰技能道路,展开要害技能研讨,现在,共有30余项研讨效果得到了实践运用,部分研讨效果已成为世界国内规范,为处理国家在生物质动力范畴方面的严重需求供应了支撑。

      在生物质直燃发电和生物质高效热化学转化范畴,国家工程试验室清晰了一条契合国情、方向精确的技能道路,并获得明显效果。

      与欧美同一种类生物质资源大面积会集栽培比较,我国生物质资源多以农林废弃物为主,种类多样且散布涣散。“杂粮”特性带来了焚烧安稳性差、能耗高、焚烧功率低、结焦等问题,如选用国外一种资源用一种锅炉的方法,则会带来巨大的本钱问题。国家工程试验室人员通过对热值、元素组成等生物质特性进行剖析比照,结合我国生物质资源“杂粮”的独有特性,发明性展开了“生物质直燃发电要害技能研讨及工程实践”,其要害技能可将“杂粮”直接送往锅炉进行焚烧,在打破以往焚烧缺点的一同,节省了本钱,前进了焚烧功率,全面系统地处理了包含上料系统阻塞、结焦在内的各种问题。

      相同,在生物质高效热化学转化的重要范畴热解气化层面,世界传统上倾向于选用旋转锥快速热解方法,这种热源不固定的热解气化进程虽然已演示多年,可是因为存在密封性、危险性等难以抑制的缺点而无法大规模推行。通过技能道路判别,国家工程试验室以为传统方法很难走向工业化展开,从“用最简略有用的方法处理最难的问题、能推行运用”的视点动身,研讨人员成功研发了固定热源的“双床热解气化”这一技能道路。现在,此项技能正在进行工程演示,该工程用热解碳化的工艺将秸秆作成碳和化学品等成型燃料。该工程要将日子废物转化成碳和成型燃料的展开方针已获得北京市严重科技效果转化支撑。

      “SCR板式脱硝催化剂及相关技能”,是国家工程试验室在污染物处理层面清晰技能道路、坚持自主立异、产学研紧密结合的效果之一。与煤炭焚烧相同,生物质焚烧发生的氮氧化物是大气污染物的首要来历。在我国,前期脱硝催化剂配方与出产线均为购买欧美和日本技能。虽然一些环保企业通过引入消化吸收的方法也发开了多种脱硝催化剂,但产品品质良莠不齐。为成功脱节国外同行的限制,国家工程试验室决计“为荣誉而战”,在瞄准技能展开前沿并清晰中心技能道路后,国家工程试验室自行研发功用化纳米钛白粉,并通过外表润饰与活性组分负载,把握了板式SCR脱硝催化剂的要害制备技能,打破了国外对板式SCR脱硝催化剂的技能关闭。现在,产品已运用于多家电厂。其间,云南国电宣威电厂运用该技能的脱硝功率,远高于之前运用的国外技能的脱硝功率;而之前选用国外产品的大唐集团哈尔滨榜首热电厂,其脱硝功率一向徜徉在50%左右,在运用“SCR板式脱硝催化剂及相关技能”相关产品后,脱硝功率提高至80%以上。大唐集团哈尔滨榜首热电厂在感谢信中这样写到:“在催化剂的装置进程中,贵公司差遣专业技能人员全程盯梢辅导,确保了催化剂装置的顺畅进行。而且贵公司产品在脱硝功率以及其他技能要求上均到达并超出我厂工程规划要求。”为了进一步使技能推行,试验室建成了年产量15000 m3板式脱硝催化剂出产线,成为国内仅有具有彻底自主知识产权的成套技能。现在,此项技能已发明经济效益5000万元以上。产品荣获第十五届我国世界工业博览会铜奖,是烟气脱硝范畴仅有获得此项荣誉的技能。

      “板式脱硝催化剂及相关技能”仅仅“生物质发电成套设备国家工程试验室”在生物质发电范畴展开研讨获得的一个模范。自2009年获批建造以来,国家工程试验室现已在完结各功用试验渠道及设备验证性试验渠道的建造的一同,承当了很多的国家、省部级课题,获得了一批科研效果,构建了新式产学研系统,完结了效果的快速转化与推行运用。

      刘吉臻校长点评说:“假如说五年前试验室的获批是校园联合企业在生物质发电范畴建立的一个美丽渠道,那么五年后的试验室则是华电人用勤劳与才智、汗水与奋斗,赢得了业界以及检验专家的共同好评,并于2014年8月以优异效果通过教育部专家组检验。生物质发电成套设备国家工程试验室从零起步,通过五年的建造和展开,呈现出朝气蓬勃的局势,恰如在一张白纸上画出了一幅最美丽的图画。”