2017年1月9日，中共中央、國(guó)務(wù)院在北京人民大會(huì)堂隆重舉行2016年度國(guó)家科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)勵(lì)大會(huì)。
華東理工大學(xué)潔凈煤技術(shù)研究所團(tuán)隊(duì)與兗礦集團(tuán)有限公司合作完成的項(xiàng)目“大型高效水煤漿氣化過程關(guān)鍵技術(shù)創(chuàng)新及應(yīng)用”、中國(guó)華能集團(tuán)清潔能源技術(shù)研究院有限公司與綠色煤電有限公司等合作的“250MW級(jí)整體煤氣化聯(lián)合循環(huán)發(fā)電關(guān)鍵技術(shù)及工程應(yīng)用”獲國(guó)家科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)。
大型高效水煤漿氣化過程關(guān)鍵技術(shù)創(chuàng)新及應(yīng)用
2005年，華東理工大學(xué)潔凈煤技術(shù)研究所成功開發(fā)具有我國(guó)自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的多噴嘴對(duì)置式水煤漿氣化技術(shù)，打破了國(guó)外技術(shù)的長(zhǎng)期壟斷，獲得2007年國(guó)家科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)。與此同時(shí)，水煤漿氣化技術(shù)還存在單爐規(guī)模小、關(guān)鍵設(shè)備壽命短、運(yùn)行穩(wěn)定性差以及氣化效率有待提高等技術(shù)與工程難題，亟需進(jìn)行成套關(guān)鍵技術(shù)的升級(jí)與創(chuàng)新，以滿足現(xiàn)代煤化工行業(yè)大型高效、清潔低碳、可持續(xù)發(fā)展的迫切需要。
在國(guó)家“973”“863”等科技計(jì)劃的支持下，團(tuán)隊(duì)歷經(jīng)10余年產(chǎn)學(xué)研聯(lián)合攻關(guān)，通過系統(tǒng)的基礎(chǔ)研究、技術(shù)開發(fā)和工程應(yīng)用，突破了水煤漿氣化大型化、高效率、長(zhǎng)周期穩(wěn)定運(yùn)行等關(guān)鍵技術(shù)瓶頸，形成了國(guó)際領(lǐng)先的大型高效水煤漿氣化成套技術(shù)。該項(xiàng)目已授權(quán)發(fā)明專利18項(xiàng)，其中美國(guó)專利1項(xiàng)、歐洲專利1項(xiàng)；獲得軟件著作權(quán)1項(xiàng)，形成國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)1項(xiàng)，發(fā)表SCI論文50篇，出版著作2部。與國(guó)際先進(jìn)技術(shù)相比，該項(xiàng)目有效氣成分提高3個(gè)百分點(diǎn)，碳轉(zhuǎn)化率提高約4個(gè)百分點(diǎn)，比氧耗降低10.2%，比煤耗降低2.1%，技術(shù)指標(biāo)國(guó)際領(lǐng)先。
該項(xiàng)目技術(shù)已應(yīng)用企業(yè)32家（運(yùn)行16家、在建16家），合計(jì)94臺(tái)氣化爐，與引進(jìn)國(guó)外技術(shù)相比節(jié)省專利費(fèi)3.8億元。近3年新增銷售額131.5億元，新增利潤(rùn)16.2億元，減排二氧化碳約260萬噸，產(chǎn)生了良好的經(jīng)濟(jì)、環(huán)保和社會(huì)效益。國(guó)內(nèi)單爐處理能力2000噸/天以上的水煤漿氣化裝置全部采用本項(xiàng)目技術(shù)，顯著提升了我國(guó)現(xiàn)代煤化工行業(yè)的技術(shù)水平和國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力，推動(dòng)了行業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)。
250MW級(jí)整體煤氣化聯(lián)合循環(huán)發(fā)電關(guān)鍵技術(shù)及工程應(yīng)用
整體煤氣化聯(lián)合循環(huán)（IGCC）發(fā)電技術(shù)，是將煤氣和煤氣—蒸汽聯(lián)合循環(huán)的發(fā)電系統(tǒng)高度整體化的潔凈煤發(fā)電技術(shù)。在IGCC系統(tǒng)中，煤在氣化爐中氣化生成合成煤氣，煤氣經(jīng)過凈化處理進(jìn)入燃?xì)廨啓C(jī)燃燒，驅(qū)動(dòng)燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電，燃機(jī)的高溫排氣經(jīng)過余熱鍋爐產(chǎn)生蒸汽，驅(qū)動(dòng)蒸汽輪機(jī)發(fā)電�？辗盅b置向IGCC系統(tǒng)提供氧氣和氮?dú)狻Ｅc常規(guī)蒸汽發(fā)電機(jī)組相比，IGCC具有發(fā)電效率高、污染物排放低、節(jié)水、煤中灰渣和硫可資源化利用、捕集CO2的成本低等特點(diǎn)，是未來潔凈煤發(fā)電技術(shù)的主要發(fā)展方向之一。
中國(guó)華能聯(lián)合相關(guān)企業(yè)和研究機(jī)構(gòu)等，針對(duì)大型干煤粉加壓氣化技術(shù)與工藝、燃燒系統(tǒng)運(yùn)行技術(shù)和相關(guān)裝備制造技術(shù)等開展攻關(guān)，掌握了大批量干煤粉加壓氣化技術(shù)和氣化爐、廢熱鍋爐等核心設(shè)備的設(shè)計(jì)和制造技術(shù)，形成系列技術(shù)成果：一是發(fā)明兩室兩段粉煤分級(jí)氣化工藝，加工過程耗氧量降低10-15%，煤氣冷卻器鋼材消耗減少40-50%，設(shè)備造價(jià)降低20-30%；二是掌握了低熱值合成氣燃機(jī)燃料穩(wěn)定切換和燃燒調(diào)整技術(shù)，解決了燃燒穩(wěn)定性和運(yùn)行過程中燃燒器溫度控制難題；三是開發(fā)超大型鍛件不規(guī)則焊口自動(dòng)焊接、膜式水冷壁大面積堆焊、水冷壁管排制造等氣化爐加工技術(shù)，解決了大型氣化爐的制造難題。
中國(guó)華能應(yīng)用該成果開發(fā)出我國(guó)首套IGCC煤氣化裝置，建設(shè)的我國(guó)首套250MW級(jí)IGCC電站已實(shí)現(xiàn)連續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行，年運(yùn)行時(shí)間超過5500小時(shí)，最高負(fù)荷達(dá)265.9兆瓦。該成果還是發(fā)展煤基化學(xué)品、煤基液體燃料、煤制氫、煤制天然氣等的基礎(chǔ)和行業(yè)共性技術(shù)，對(duì)實(shí)現(xiàn)煤炭高效利用和可持續(xù)發(fā)展、維護(hù)國(guó)家能源安全具有重要的戰(zhàn)略意義。