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杏彩平台官网走进院系]在发电领域树立“华电”品牌——记生物质发

2024-05-20 05:43:19 | 来源:杏彩平台客户端 作者:杏彩官网注册地址

  月22日,在2014年中国国际电力电工展上,依托我校建设的“生物质发电成套设备国家工程实验室”展出的“板式脱硝催化剂及相关技术”引起了业界的关注,这套国内唯一具有完全自主知识产权的成套板式脱硝技术,不但打破了国外的技术封锁,还使整个市场的产品价格下降三分之一,已经获得9项国内发明专利、1项国际发明专利。使用过此催化剂的国电宣威发电有限责任公司在感谢信中说到:“板式脱硝催化剂的使用,保证了我公司脱硝改造工程的顺利完成,且贵公司催化剂在脱硝效率以及使用质量等方面均达到我公司脱硝工程设计要求”。人们在交口称赞的过程中也记住了两个名字:“华北电力大学”和“生物质发电成套设备国家工程实验室”。

  新世纪以来,随着经济的发展和人民生活水平的提高,我国能源需求快速增长,能源、环境和经济三者之间的矛盾日益突出,加快可再生能源发展势在必行。包括农林废弃物直接燃烧发电、农林废弃物气化发电、垃圾焚烧发电、垃圾填埋气发电、沼气发电等多种发电形式在内的生物质发电,是世界上仅次于风力发电的可再生能源发电技术。1990年以来,欧美许多国家开始大力发展生物质发电,并具备比较成熟的技术。

  面对滚滚而来的全球可再生能源利用大潮,华北电力大学基于已有优势学科,结合国家能源电力发展战略需求以及国际能源电力发展趋势,提出和构建了“以传统优势学科为基础,以新兴能源学科为重点,以文理学科为支撑”的“大电力”学科体系。在“电”字不变的前提下,大力发展可再生能源和新能源学科方向,建设一批包括环境、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,为学校在生物质发电领域进行探索与实践提供了契机。

  我国在生物质发电领域起步较晚。2003年《可再生能源法》的颁布,使国内掀起了生物质发电的热潮。然而,当时国内生物质发电产业却处于举步维艰的境地,且不说生物质发电具有比常规煤炭燃烧发电更高的技术难度,单是在生物质锅炉的设计制造层面,仅处于试验示范阶段的国内产业,由于没有掌握核心技术而不得不依赖国外技术与进口设备。缺乏具有中国创造的生物质成套设备以及其技术成为制约我国生物质发电大规模发展的瓶颈。

  学校依托可再生能源学院,设立了生物质能研究中心,开始了生物质能发电原理和工程的探索与研究。学校瞄准世界生物质发电领域顶尖水平,加大在该领域的人才引进。现任国家工程实验室常务副主任的董长青就是2004年被引进到学校的。学校还先后从中国科技大学、清华大学、哈尔滨工业大学等国内外知名院校引进了陆强、郑宗明、赵莹、覃吴、王孝强等一批在生物质燃烧、热解、生化转化等领域从事研究的年轻学者,使他们迅速成为国家工程实验室开展工作的研究支柱。

  这期间,研究中心开始参与到校外科研单位和企业的实际生产应用。研究中心为解决航天动力研究所提出的污染物治理难题,从机理到实验攻关,成功解决了高浓度N2O的处理问题,这次合作,使研究中心和这家单位建立了长期稳定的合作关系,并促使研究中心确立了“企业技术难题,攻关只许成功不许失败,必须对企业负责到底”的合作态度。

  2005年12月,国家发改委启动国家工程实验室建设,把生物质发电作为重点产业予以扶持,以期在生物质发电产业链条上突破一批共性关键难题,取得相关核心技术。

  面对国家的重大需求,学校积极整合自身在燃烧、热解、气化、测控、材料、发电动力设备、生物质收储运和前瞻性生物质发电技术等方面的优势,力争为我国生物质成套设备产业提供技术支撑和保障。2007年底,学校开始策划申报“生物质发电成套设备国家工程实验室”。2008年,学校成立筹备领导小组,开始组织力量筹备申报国家工程实验室,依托能源与动力工程学院等相关优势单位及研究平台,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生产商以及设备运营商,优势互补,资源共享,共同申报“生物质发电成套设备国家工程实验室”。

  学校根据自身实际,对实验室的研究定位、建设目标、学术方向、建设内涵进行了反复、全面、深入的论证。学校筹备领导小组在整合学校资源、广泛调研的基础上,多次听取包括黄其励院士、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、企业总工的意见,虚心接受指导。校长刘吉臻、副校长杨勇平带头撰写申请报告,时任科技处处长胡三高、时任能源与动力工程学院院长徐鸿以及董长青、李惊涛两位年轻教师,按照学校总体思路和拟定的研究方向,认真撰写、反复修改、逐步完善了实验室申请报告,2008年5月,学校向国家发改委正式提交实验室申请报告,刘吉臻校长带领项目团队参加了专家组的评审答辩。6月,发改委组织专家组到校考察后认为学校选择了一条适合我国国情且具有发展前景的技术路线。

  经过不懈努力,2009年2月,国家发改委批准学校建设“生物质发电成套设备国家工程实验室”,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与共建。2009年11月,华北电力大学首个国家级科研平台正式被授牌。

  在传统火力发电领域一直占据领先地位的华北电力大学现今在新能源领域取得了学校发展历程上国家级实验平台零的突破,不可否认,这得益于学校长期以来在能源电力领域具备完善的学科体系、先进的研究平台、雄厚的师资队伍的沉淀与积累,更是学校在新形势下,审时度势、明确目标、整合资源、全力以赴的回报与收获。“生物质发电成套设备国家工程实验室”的获批建设,使得学校一举抢占了国家生物质发电领域的制高点,借助这一崭新平台,学校将开启其在生物质发电领域乃至新能源发电领域的新里程。

  对实验室未来的发展,学校充满了自信,也寄予着希望。刘吉臻校长曾说到:“学校将全力办好国家工程实验室,为国家生物质发电产业提供人才、技术与智力支持,使实验室成为推动我国生物质发电产业理论研究与工程实践迈出新步伐的重要基地。同时,作为学校首个国家级科研平台,学校也期望通过在实验室建设过程中体制机制的创新,为学校高端平台的建设发展起到示范、引领作用;通过技术的发展、经验的积累,为整个学校的学科建设、科学研究、人才培养起到积极的推动作用,在带动学校相关学科、前沿学科的发展与进步的过程中,推动学校高水平大学的建设进程。”

  学校异常重视与珍惜首个“国字头”实验平台的建设机遇,将建设好国家工程实验室上升到事关整个学校学科建设、平台建设、科学研究再上新台阶,事关学校高水平大学建设进程的高度予以重视。

  如何在体制机制保障实验室建设的顺利运行、如何在管理体制上对实验室进行考核测评,是摆在学校面前的一道崭新的课题。根据实验室实际情况以及学校和企业长年来积累的密切合作基础这一优势,学校探索、创新了一种开放式、即与社会力量有机整合共同管理、建设实验室的新体制。

  2009年6月,由刘吉臻校长为理事长的实验室理事会成立,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。理事会是实验室的决策机构,是对实验室发展战略、规划、科研、产业等重要事务进行审议和指导的机构,其在增进生物质发电企业与实验室加强联系、增强实验室服务生物质发电企业能力等层面,发挥着重要作用。理事会的四家单位有着明确的分工:华北电力大学主要负责科学研究、技术创新平台建设、人才培养和产品研发;国能生物质发电集团有限公司主要负责科研成果推广、工程应用示范;国能电力集团有限公司和济南锅炉集团有限公司负责生物质锅炉的制造与安装调试。三方共同加速成果转化,培育产业链条。并在此基础上,积极申请国家前瞻性工程技术研发项目,强化产业技术持续供给,保障实验室持续发展。

  理事会的成立,从体制上打通了生物质发电领域从生产需求、技术研发、设备制造、成果推广、工程示范等在内的整条产业链,理事单位之间相互配合、取长补短,使得实验室真正实现了研究成果从需求、到构想、到研发、到应用,再从实际应用中寻找问题、完善研发的有机结合。

  理事会聘任专家组成技术委员会,成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术委员会,为实验室提供战略规划、研究方向等方面的咨询和建议,负责审定实验室研究课题,评价研究成果等事务;实验室实行理事会领导下的主任负责制,组建了以清华大学热能工程系原主任吴占松教授为主任、由产学研单位共同参与的实验室管理团队。在理事会的领导下,主任负责实验室的日常运营管理。

  对于实验室的管理体制,吴占松认为,从实验室的申报过程以至理事会的建立,都可以说是成功打破了以往高校实验室一心搞研究、不闻窗外事的封闭局面,这也更符合实验室作为国家工程实验室的定位。产学研单位共同申报、共同管理,使得实验室研发的周期得以延长、发展的平台得以扩展、产出的成果得以应用。

  事实也证明,这一开放式的建设管理体制,为实验室更好的进入角色、融入到生物质发电领域,发挥了重要作用。2010年1月,根据国家发改委明确的实验室建设目标,理事会就如何建好实验室进行了专题研讨,经过充分讨论,最后决定根据共建单位各自优势及侧重研究方向,实验室下设设计与仿真实验室、能动学院分室、控制与计算机学院分室、生物质能发电与生态环境影响研究室和生物质能政策法律研究室共5个分室。之后,又增添了验证性实验平台和成套设备集成与优化研究室。2010年8月,在理事会的指导下,实验室确立了“边建设、边完善、边研究”的原则,将实验室建设周期分为三个阶段,制定了发展规划,细化了实验室的阶段性建设目标,进一步明确了实验室的主要研究方向。

  国家工程实验室贯彻“开放、流动、联合、竞争”的开放运行管理方针,与包括学校理事会成员单位在内的能源电力企业在诸多层面开展了广泛深入的合作,取得了显著成效。

  2012年,在分析测试领域,实验室通过国家认证认可监督管理委员会的实验室资质认定,获得国家级CMA资质认定计量认证证书,能够出具具有法律效力的检测报告。使实验室既可以为自身的科研实验进行分析测试,也可以对外承接其他研究机构、企业的测试样本,为研究机构与企业提供完善、高标准的研究和开发环境。

  与国家重点实验室相比,国家工程实验室在研究方向上主要侧重实际工程的生产运用。根据这一状况,国家工程实验室与多家电厂合作开展示范工程,将实验室的最新研究成果直接应用到企业的实际生产应用中。同时,国家工程实验室成立了北京华电光大环保技术有限公司(简称华电光大),根据自愿原则,每位研究人员都是公司的投资者。公司的成立,扩充了实验室的资金来源,研究课题更加贴近实际。通过公司,实验室可以快速获得产业的技术需求,缩短研发周期,为产业提供支撑。

  尽管有着广阔的发展前景,但国内整个生物质能产业技术起步晚、基础薄弱,无论是国家工程实验室建设期间,还是其前身生物质能研究中心运行期间,研究人员的研究过程并非一帆风顺、研究成果也非顺手拈来。

  来校后作生物质气化燃烧研究的董长青坦言当时压力很大:“担心自己拿不出科研成绩,没法向学校交待”。学校领导在生物质能领域敏锐的眼光、坚定的信念,以及对研究人员的关心、信任、包容与支持,使包括董长青在内的所有研究人员增强了信心,为研究人员踏实工作吃下了放心丸。

  还是在生物质能研究中心时期,时任动力系主任的杨勇平十分看好研究中心的发展方向,在研究中心起步阶段给予了大力的资金支持和智力支持,并推荐企业与之合作。在这种宽松优惠的环境中,研究中心自己画图、买装备设备、自己制造了第一台气化炉,通过这台气化炉的实验,研究中心提出生物质气化混燃的概。

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