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 (一)取得的重大技术突破和重大科技成果
  1.煤炭液化技术取得重大突破

  分别完成了煤炭间接液化技术5000吨级中试和千吨级中试,中试装置的建立和投运,将为我国煤炭间接液化技术的发展提供试验验证手段、积累相关的经验。

  开发了可用于工程的具有自主知识产权的煤炭间接液化催化剂系列产品,突破制约煤炭间接液化技术成本高的瓶颈,获得多项发明专利,已具备进行百万吨级 工业化示范的能力,为我国今后煤炭间接液化技术的工业应用奠定础。

  结合神华集团百万吨级煤直接液化示范工程的建设,开发了具有自主知识产权的“中国神华煤直接液化工艺”,并在上海建设了6吨/天煤直接液化工艺中试装置,为该技术的开发和工程化放大奠定了坚实的基础。

  开发出具有自主知识产权、以廉价原料生产的高活性超细纳米煤直接液化催化剂,达到和超过国外同类产品水平,具备工业化生产能力。将应用于神华煤直接液化厂第一条生产线。

  2.煤炭气化技术达到国际先进水平

  在干煤粉加压气化技术方面,建成36吨/天中试装置,使我国与国际水平的差距大大缩小,为今后在干煤粉加压气化技术方面的进一步开发积累经验、奠定基础。

  对自主开发的新型水煤浆气化技术进行了放大,并在兖矿建成了1150吨/天新型水煤浆气化炉工业示范装置,通过工业化规模的气化炉的示范运行,我国在水煤浆气流床气化技术方面将达国际先进水平,拥有自主知识产权的大型煤气化技术。积累在气流床气化技术方面的开发和运行经验,为该技术在我国大规模的推广应用奠定坚实的基础。

  3.煤气化发电、燃(原)料联产系统示范为联产系统推广奠定基础

  建立了国内第一个重型燃气轮机合成气燃烧室中压全尺寸试验台,发展了一套完整的合成气燃烧室设计与改造系统,并将全三维燃烧室数值模拟紧密地融入到设计体系;建立了煤炭联产系统优化集成设计平台,基本形成了具有自主知识产权的煤炭联产设计技术。这些研究成果将直接用于兖矿集团有限公司的首套具有80MW级发电能力和10万吨甲醇/年生产能力的煤气化发电与甲醇联产系统示范工程之中,示范工程今年年底将投入运行,该示范早于美国的示范工程。

  4.高效燃煤发电及烟气净化技术为推动高技术与传统产业结合做出突出贡献

  依托国内华能玉环2X1000MW超超临界机组的工程建设,在国内首次提出了我国发展超超临界火电机组的技术选型方案;完成了性能先进、高效、环保的国产化超超临界火电机组的关键技术开发,并取得了多项专利技术,对于实现我国火电结构调整、提高电力工业总体水平和促进我国经济可持续发展等均具有重要的意义。

  开发了超细化煤粉再燃和气体再燃低NOx燃烧技术,将燃煤锅炉NOx排放量控制在300mg/m3—350mg/m3以下的水平,是我国目前最为经济的先进低NOx燃烧技术。大型燃煤电站烟气脱硝技术技术,已应用于燃煤电站烟气脱硝改造示范工程和新建机组烟气脱硝示范工程。这些工程的实施,对于推动烟气脱硝技术的国产化和广泛应用具有重要作用。

  开发了自主知识产权的活性焦脱硫技术、湿式脱硫除尘系统技术,开发了NADS氨-肥法烟气脱硫、电子束同时脱硫脱硝技术、干法同时脱硫脱硝与硫资源化新技术和集散控制式流光放电半湿法烟气脱硫技术等。

  5.高温气冷堆

  高温气冷堆是“十五”863计划能源技术领域的标志性成果。我国对模块化高温气冷堆的研究与建造已经处于世界先进水平,高温堆蒸汽透平循环发电已进入商业化阶段,开始为我国能源领域技术进步做出贡献。高温气冷堆氦气透平发电系统更是世界上第一个将高温堆与气体透平直接循环结合的试验装置,使我国成为国际上高温气冷堆研究的主要领先基地之一。

  “十五”期间,高温气冷堆实现了临界,完成72小时满功率发电运行;完成了核心部件“氦气透平压气机组”的技术特性研究和连续运行供热及发电考验,成功进行了高温堆固有安全性堆上试验,进一步证明了高温堆的先进性及安全性,对解决核能安全问题、提高核能的公众接受度、推动核能事业的进步与发展具有非常重大的意义。

  中国华能集团公司、中国核工业建设集团公司、清华大学签署的《关于共同合作建设高温气冷堆核电示范工程投资协议》, 三方合作建设20万千瓦级高温气冷堆核电示范工程,预备投资25.5亿元人民币。标志着实施高温气冷堆商用示范核电站建设迈出了关键一步。

  6.兆瓦级风力发电机组研制

  对兆瓦级变速驱动和直接驱动两种变速恒频风力发电机组的研发,提升了我国能源装备制造业的技术水平,促进了风力发电行业人才的培养,为在“十一五”期间形成风力发电机组产业化、为我国在2010年实现风力发电装机达300万kW提供了主力机型。

  7.薄膜太阳电池技术

  课题的实施,使我国薄膜太阳能电池研制及生产实现了从无到有的跨越,薄膜太阳电池研发接近世界先进水平,在“十五”的技术及能力基础上,有望在“十一五”向市场推出低成本、高效的薄膜太阳能电池产品。

  8.生物质能利用技术

  在生物质气化发电、燃料乙醇技术、生物柴油技术、纤维素水解乙醇发酵及合成燃料生产技术等方面均取得突破,为“十一五” 生物质能规模化利用提供了技术支撑。

  9.高温燃料电池技术

  通过高温燃料电池课题研究,已经具备了研制数十千瓦级熔融碳酸盐燃料电池、数千瓦级固体氧化物燃料电池发电系统的能力,为建立中试规模生产基地奠定了基础。

  10.燃气轮机

  通过燃气轮机专项的实施,缩小了我国重型和微型燃气轮机研制与国际先进水平的差距,使我国成为初步掌握重型和微型燃气轮机设计、制造、试验技术和成套能力的国家。

  重型燃气轮机已完成燃气轮机本体的设计,已经基本形成了国内自主研发平台。在材料研制和工艺上取得重大突破,正在进行关键部件的制造加工。作为能源领域的重大核心装备,重型燃气轮机的设计研制将推进我国动力机械制造装备业的升级发展。

  微型燃气轮机已完成微型燃气轮机的总体方案设计,关键部件设计、制造及试验,已经完成验证机设计、制造及组装,正在进行整机调试。完成了机组集成及试验台架的设计研制;成功研制了微型燃气轮机动平衡系统;100kW级微型燃气轮机及热电联供系统研制试运取得重要进展。

  (二)对提高我国技术竞争力的贡献
  煤炭间接液化技术的中试结果显示了与国际同类技术相同水平的技术经济指标,这一阶段性成果的取得标志着我国已基本掌握了煤合成油催化剂和浆态床反应器的核心技术,从而使这项技术向工业化生产迈进了一步。

  开发了自主知识产权的中国神华煤直接液化工艺,对关键技术的研究在新型液化反应器、高效高分散催化剂、在线加氢、反应器级间分离、液化油提质加工、煤液化过程控制等方面有较大的技术突破和创新,达到世界最先进水平,更适合中国煤特点。煤直接液化催化剂的开发提升了国内煤直接液化催化剂的基础研究能力,建立较为完善的研究的手段,产生具有国际先进水平的研究成果,推动我国煤化工研究的进一步进展。

  在水煤浆气化技术方面,通过工业化规模的气化炉的示范运行,我国在水煤浆气流床气化技术方面将达国际先进水平,拥有自主知识产权的大型煤气化技术。积累在气流床气化技术方面的开发和运行经验,为该技术在我国大规模的推广应用奠定坚实的基础。西安热工研究院完成了干煤粉加压气化技术的中试研究,大大缩小了我国与国际水平的差距。联产系统动力生产核心技术的研发成功对抑制国际高端技术的垄断产生积极影响,提高我国技术的竞争力。

  在科技部攻关计划的持续支持下,新疆金风科技股份有限公司生产的600kW风机在2004年新增风机装机容量中占有20%的市场份额,年产值达到5亿元;750kW风机已经形成小批量生产规模;MW级风机在初步的市场推介中已经得到用户的积极反馈,有强烈的市场需求。在国内多个大型风力发电场风机设备招投标过程中,新疆金风科技股份有限公司制造的国产风机,已经有效压制了国外风机制造商的报价,对降低我国风力发电场的建设成本、促进风电产业的良性发展起到了积极作用。

  (三)对国民经济和社会发展的意义及贡献
  1.洁净煤技术

  石油供需矛盾突出已成为我国经济发展的瓶颈。煤炭液化是缓解石油供需矛盾的战略措施,煤炭液化技术的发展对产业结构调整、建成新型产业具有重要意义。煤气化是当今洁净煤技术中的共性核心技术,已广泛地应用于化工、冶金、发电、机械、城市燃气供应等多个方面,为我国国民经济发展提供大量的原料气和燃料气,在国民经济中具有重要地位。新型水煤浆气化技术和干煤粉加压气化技术的研发成功为我国大、中型合成氨厂的改造提供了现实可行的技术选择方案,对我国化肥工业的发展将起积极的促进作用,同时也将为我国洁净煤技术的发展提供技术支撑。

  煤炭联产系统是物质转化、能量转换过程的高度耦合,突破了单项技术提高能源利用效率、降低成本的局限性,具有适应原料、能源产品市场以及未来温室气体减排不确定要求的灵活性;它在系统内部控制污染和排放,是不需末端治理的超清洁能源系统。联产将解决能源、环境、成本问题有机结合,是在现有能源利用技术基础上的一次本质飞跃和提升。在小型联产系统上所开发的技术及积累的经验将为大型联产系统技术的开发、设计等提供相关的技术支撑及经验。联产技术的开发及工业化应用将对煤炭、电力、化工及机器制造业的发展起积极的促进作用。

  提高效率、降低污染已经成为21世纪发电技术发展的标尺和方向。洁净煤发电技术在我国能源战略中占有核心地位,全力发展洁净煤发电技术是新型工业化条件下,解决我国能源与环境问题的战略选择。在863项目的引导下,“十五”末期,将有2000MW超超临界燃煤发电机组投运,对于电力工业的发展将会产生重大影响。同时,也将带动相关产业如动力机械制造业的发展,为我国传统产业的升级提供良好的条件和机遇。

  可实现污染物资源化利用、不产生二次污染的燃煤烟气污染物排放控制技术在我国有巨大的市场。这类技术的开发成功对于我国环境的改善、相关行业的发展会有很大的促进作用。将带动化工、煤炭、电力、环保等产业的发展。项目的研发成功,为我国烟气脱硫提供了新技术、新装备,并对煤的加工利用、资源化烟气净化技术和相关设备研究带来影响,带动相关产业的发展,对经济可持续发展和循环经济具有重要意义。

  2.可再生能源技术

  沈阳市已将风电设备产业化列为采用高新技术改造传统装备制造业的优选项目,并给予政策、资金等方面的支持。辽宁省、沈阳市政府都把兆瓦级变速恒频风电机组作为重点支持项目,列为沈阳市3000亿招商引资100个超大项目中的重点产业项目。兆瓦级风电机组产业化的形成和发展,必将对沈阳乃至东北老工业基地调整产品结构,优化产业结构,推进先进装备制造基地建设起到推动作用。

  适合我国国情的生物质中小型气化发电及余热发电优化系统,以谷壳、木屑、稻草等多种生物质作原料,可以在不同的负荷下运行。课题组开发的生物质气化发电装置已在24个项目点进行示范运行,总规模达21.6兆瓦,相关技术已出口到东南亚等国家。该技术可以利用较集中的生物质资源,带动周边区域农业废弃物的资源化处理,改善农村生态环境,并提高农村地区的用电品质、满足其生活用电需求。

  纤维素废弃物制取乙醇示范工程课题完成后将在国内率先开发出生物质废弃物制酒精(600吨/年)的完整工艺路线,在此基础上经工业放大,可达到每天处理140吨生物质废弃物的规模,即达到年产酒精6000吨的产业化示范工厂水平。该技术如能成功推广,则有助于降低我国对进口石油的过度依赖,提供能源供应的安全性。

  具有自主知识产权的甜高粱茎秆制取液体燃料生产技术,与玉米生产乙醇相比,具有产量高、成本低的特点,废渣可制成食草动物的饲料,可促进农村农业种植结构的调整和增加农民的收入。

  3.燃气轮机技术

  在重型和微型课题研究过程中,课题组研究建立了重型和微型燃气轮机核心部件的设计平台,掌握了相关试验技术,为我国今后高效叶轮机械、低污染燃烧室、原表面回热器的研发工作奠定了理论与试验基础。

  利用“带涡流矩阵冷却方式的冷却叶片的流动与传热”计算程序,对航空发动机涡轮导向叶片的冷却设计、提高涡轮前温度进而提高整机性能,将起到一定的参考作用。我国发展航空发动机技术,一直受到国外的技术封锁。大力发展燃气轮机产业,可以直接借鉴、应用国外先进燃气轮机技术,提升我国技术水平。借用燃气轮机与国外合作的平台,把先进的燃气轮机设计技术和制造技术应用到航空发动机上,这对于我国航空发动机的技术发展,有着重要的支持作用。

  100kW微型燃机离心压气机、向心涡轮和低排放燃烧室研制成功,将为我国进一步研发微型航空发动机、微型燃机以及涡轮增压器提供技术支持和借鉴。高速气体动压轴承研制成功后,将有利于改变我国在高速轴承领域的落后局面,促进尖端产品的发展,如航天飞机、航空发动机附件、小体积高效电机等方面。微型燃气轮机可以满足对特种电源的需求,对提高我国综合国力都将具有十分重要的现实意义和历史意义。

  重型和微型燃气轮机的研究涉及到一级学科——动力工程及工程热物理,二级学科——动力机械及工程、流体机械及工程、热能工程、机械设计与理论等。重型和微型燃气轮机技术的先进性和学科交叉性,极大地促进了这些学科的建设和发展,同时还带动了相关学科的发展。建造的一些试验平台填补了国内空白,不仅在国内高校和科研院所中是一流的,而且在国际上也是很先进的。同时还购置了若干先进的测试仪器和设备,这对这些学科的发展是一个很大的促进,从而大大提升了这些学科进一步承担国家重大重点项目的能力,也为后续燃气轮机技术研究奠定了很好基础。

  重型燃气轮机的应用,可以为电力工业提供具有民族品牌的重型燃气轮机轮机;微型燃气轮机的应用,可以实现能源的综合、高效和清洁利用,有利于促进我国能源利用的可持续发展。重型和微型燃气轮机的经济效益和社会效益都十分明显。

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