作者:毕晓楠 龚竹叶 温才妃 来源:中国科学报 发布时间:2018/4/17 9:05:50
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赵钦新团队:科研要探究事物本质

 

■本报通讯员 毕晓楠 龚竹叶 记者 温才妃

无论是火力发电厂燃煤锅炉,还是电站锅炉,甚至是美国、德国和日本相继开展的燃煤机组烟气深度冷却技术及装置的应用研究,在节能减排上均存在多种瑕疵。然而,在西安交通大学和青岛达能环保设备股份有限公司联合完成的“气液固凝并吸收抑制低温腐蚀的烟气深度冷却技术及应用”项目中,他们终于找到了问题的关键——烟气冷却。

对机理深层次挖掘

“由于之前的研究没有揭示出排烟温度降低所导致的腐蚀现象的机理问题,为了避免腐蚀,所以在实际应用中把排烟温度提高到硫酸露点温度以上,从而导致排烟过程中大量的余热浪费。”西安交通大学能源与动力工程学院教授赵钦新说,只有从机理层面解决低温腐蚀的问题,才能真正提高燃煤机组节能减排的潜力。

“问题的关键就在烟气冷却技术上。”经过数年的攻关,赵钦新团队提出“烟气深度冷却器”的概念。烟气深度冷却器过去也被称为低温省煤器,是一种应用于火电厂的烟气余热回收设备,安装在除尘器前后的烟道中,回收烟气热量加热系统凝结水,排挤汽轮机抽汽。不仅可以提高机组效率、降低煤耗,还可提高除尘效率,减少污染物排放。

传统的思维都是把烟气冷却器置于除尘器之后,以“先除尘,再降温”的模式进行运转。“该技术最重要的突破点,就是将燃煤机组排烟温度降低到硫酸露点温度以下,即从120℃以上降低到90℃,同时将烟气深度冷却器置于静电除尘器之前,利用烟气中气液固凝并吸收的原理,抑制低温腐蚀。”赵钦新说,看似简单的操作,却体现了对机理的深层次挖掘。

学科交叉促成果突破

作为西安交大“土生土长”的教授,赵钦新自1989年留校至今,始终在交叉学科的背景下致力于工业工程中,高效节能以及污染物控制的研究。2012年,他成为热流科学与工程教育部重点实验室的科研骨干。

针对燃煤机组节能减排的瓶颈难题,赵钦新积极在学院内部寻找合作搭档。他的团队与能源与动力工程学院教授严俊杰团队形成了跨系所的联合攻关团队,分别在检测装置研制、结构创新和系统优化研究等方面取得了突破性进展。

“‘气液固凝并吸收抑制低温腐蚀的烟气深度冷却技术及应用’本身就属于动力工程与材料科学交叉学科研究的一个案例,实现了理论研究、关键技术和工程应用三者的结合。”由于成果显著、造福社会,赵钦新团队荣获2017年国家科学技术进步奖二等奖。

“这的确是一项突破。”说到项目验收时,赵钦新回忆,以中国工程院院士岳光溪为验收和鉴定委员会主任的专家组认为,该项目在烟气深度冷却器结构设计、积灰磨损和低温腐蚀及其耦合防控关键技术上取得了多项创新性成果,产品性能指标优于国外同类产品。

华能和大唐等电厂使用烟气深度冷却技术及产品后,评价“该技术能够进一步回收余热并脱除污染物,有效抑制了低温腐蚀现象”。

严谨治学服务社会

秉承着严谨治学的态度,赵钦新十分注重对学生科研能力和品行的培养。“学生领进门,一视同仁。”

培养学生,他有一套自己的规划:从主动了解学生的研究方向、挖掘其兴趣点,到为学生制定适合自身的科研规划,并鼓励学生进行专利申报,再到指导学生完成一项科研训练……

作为赵钦新团队的博士生,陈衡也参与了烟气深度冷却技术项目的科研工作,毕业后,他在华北电力大学任教。“在项目中,我主要参与了积灰处理、低温腐蚀和翅片管实验等方面的研究。起初是以理论研究为主,后来就逐渐开始转向工程应用,与企业的联系也就越来越多了。”

提到对赵钦新的印象,陈衡谈道:“科研上,赵老师是我们的严师,治学严谨。但生活上,赵老师却是我们的‘慈父’,为人和蔼,关心后辈的成长与发展。”

“服务国家需求,服务人民生活,才是科研工作者努力的方向和目标。”赵钦新曾连续三次主持国家“五年规划”重点科研项目,对项目研究是否贴合社会需求深有了解。

目前,烟气深度冷却技术已应用于青岛达能环保设备股份有限公司等11家生产企业,近3年累计新增销售额47.6亿元,节约煤炭16.08万吨,减少污染物排放53.4万吨,其突出的节能减排效果为企业所称道。

《中国科学报》 (2018-04-17 第8版 科创)
 
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