浙大成功研发燃烧过程检测和优化技术 获省科技进步一等奖

　　导读：燃煤发电离不开锅炉。这种巨人般的大型燃烧设备吞下成吨的化石燃料，其燃烧产生的能量为我国提供了近80%的电力。浙江大学副校长、教育部长江学者特聘教授、省特级专家严建华领导的交叉学科团队成功研发出一套为锅炉做“CT”的技术，使人们可以准确观测锅炉内部复杂的燃烧过程，并偶合到燃烧控制系统实现运行优化调整，燃烧由此变得更加安全、清洁、高效。该成果3月23日获得2015年度省科技进步奖一等奖。

　　一座发电功率为100万千瓦的发电锅炉，其大小相当于一座25层高、每层面积500平方米的楼房，炉膛里面充满了风煤剧烈混合的高温气固两相流，熊熊燃烧反应的高温两相流温度高达1000多摄氏度。严建华说，过去很长一段时间，锅炉内部的燃烧过程几乎是一个“黑箱”，即便能够在个别位置实现单点温度或浓度测量，其结果也不能代表燃烧过程全貌，不啻是“盲人摸象”。
　　搞清楚锅炉内部的燃烧状况为什么重要？在这个问题上我们有过血的教训。1993年，北仑电厂一座当时国内最大容量的进口锅炉发生爆炸，造成23人死亡，机组停运130多天，少发电近14亿度。严建华当时是一个博士毕业不久的年轻学者，参与了事故原因调查。专家们发现，这座锅炉炉膛的燃烧状况已经发生了变化，却没能被及时检测到。
　　生产生活需要源源不断的电力，锅炉不可能频繁停机检修，能不能研发出实时检测燃烧过程的方法？北仑电厂事故成为严建华课题组近20多年来致力于燃烧过程研究的起点。课题组提出的方法是，把特殊的摄像装备装在一个口径很窄的测枪里，伸到锅炉里面，拍下火焰的图像，并在不同炉膛断面布置若干测点。“尽可能多角度地收集火焰图像，再将图像代表的意义还原成参数、函数，最终建立燃烧的三维数学重建模型。”严建华说，这就像给锅炉这个巨人做了“CT”。
　　这个主意一开始听起来有点儿天方夜谭。最初试验时，图像测枪进入锅炉就被高温烧坏了。严建华带领团队反复尝试不同材料，寻找各种冷却和除尘的方法。“电厂验证试验正值盛夏，站在电厂锅炉外，温度高达40℃以上，连续试验下来汗流浃背。”最终研究团队成功解决了稳定可靠获取火焰图像的问题。
　　接下来还有设备推广的问题。团队成员一趟一趟地跑到电厂去，“跑细了腿，磨破了嘴”，说服一个个电厂采用这项新技术。
　　如今，这项技术已经发展得颇为成熟，从内蒙古草原到南海之滨，许多大型燃煤发电企业已采用这一技术，实时掌握了锅炉内三维温度分布、燃烧状况、污染物排放情况，结合先进的燃烧模型预测控制，机组运行更安全了。值得一提的是，因为锅炉燃烧可以持续处在最佳状态，发电煤耗和污染物排放都下降了。
　　比煤燃烧更复杂的是生活垃圾、污泥和危险废弃物的燃烧。严建华团队的技术还应用在我省多家企业的废弃物焚烧锅炉上，有效提高了环保性能和机组燃烧效率，确保了系统运行在最佳工作状态，为破解垃圾围城之困和水环境治理中的污泥处理难题做出重要贡献。
　　据了解，该项目在多年的研究历程中培养了近10位博士研究生和20位硕士研究生，先后发表论文75篇。近三年为企业新增直接销售收入30.68亿元，新增利润4.02亿元。