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如何從跟跑到領(lǐng)跑?
日期:2022-10-10   [復(fù)制鏈接]
責(zé)任編輯:sy_wuqianxi 打印收藏評論(0)[訂閱到郵箱]


位于西安市閻良區(qū)的我國首座大型超臨界二氧化碳循環(huán)發(fā)電試驗(yàn)機(jī)組。 本報(bào)記者 母家亮攝

“機(jī)組最近剛完成技術(shù)成果鑒定。”8月30日,西安熱工研究院超臨界二氧化碳循環(huán)發(fā)電技術(shù)首席專家李紅智告訴記者,就在不久前,中國電機(jī)工程學(xué)會對位于西安熱工研究院閻良試驗(yàn)基地的我國首座大型超臨界二氧化碳循環(huán)發(fā)電試驗(yàn)機(jī)組進(jìn)行了技術(shù)鑒定。

距離去年12月8日該機(jī)組成功完成72小時(shí)試運(yùn)行正式投運(yùn)過去還不到一年時(shí)間,這次的鑒定意味著該機(jī)組獲得了行業(yè)專家的肯定。

我國這一首座大型超臨界二氧化碳循環(huán)發(fā)電試驗(yàn)機(jī)組核心設(shè)備國產(chǎn)化率達(dá)100%,7年研發(fā)過程中誕生了400多項(xiàng)專利,打破了國外公司在該領(lǐng)域的長期壟斷。這些成績背后,是無數(shù)個(gè)不眠之夜……

研發(fā),從“一張白紙”開始


以二氧化碳作為發(fā)電工質(zhì)的設(shè)想,在20世紀(jì)60年代由國外科學(xué)家率先提出,但由于技術(shù)受限一直未能實(shí)現(xiàn)。其發(fā)電過程為二氧化碳?xì)怏w經(jīng)壓縮機(jī)升壓、鍋爐加熱后,達(dá)到高溫高壓超臨界狀態(tài),推動汽輪機(jī)旋轉(zhuǎn),進(jìn)而帶動發(fā)電機(jī)發(fā)電。與傳統(tǒng)水蒸氣發(fā)電技術(shù)相比,該技術(shù)發(fā)電效率高、靈活性好,可以更好地消納新能源,有效降低碳排放。當(dāng)時(shí),這項(xiàng)技術(shù)研究在國內(nèi)尚處于空白。

“這是有可能改變未來熱力發(fā)電領(lǐng)域格局的顛覆性技術(shù)。”李紅智內(nèi)心很堅(jiān)定。

2014年,華能集團(tuán)依托西安熱工研究院有限公司正式開展該項(xiàng)技術(shù)的相關(guān)研究,旨在實(shí)現(xiàn)變革性靈活低碳發(fā)電技術(shù)的重大突破。

2015年,華能集團(tuán)正式立項(xiàng)后開始引進(jìn)專業(yè)人才,組建了一支以李紅智為帶頭人、20多名工程師參加的專業(yè)研發(fā)團(tuán)隊(duì)。

當(dāng)這個(gè)年輕的團(tuán)隊(duì)斗志昂揚(yáng),開始走上填補(bǔ)技術(shù)空白的道路時(shí),真正的困難才剛剛開始……

在試驗(yàn)基地的日子

博士高煒是最早去西安熱工研究院閻良試驗(yàn)基地的那批人之一。

項(xiàng)目啟動之初,閻良試驗(yàn)基地剛剛建成,生活保障措施還沒有配套齊全。“我記得那是2017年,路上塵土飛揚(yáng),冬天也沒有暖氣。”高煒回憶,雖然很苦,但大伙都沒有被難倒,不少人從家直接帶了鋪蓋,吃住都在基地。

“都是‘理工男’,話不多,在基地就是夜以繼日做實(shí)驗(yàn)、查資料、寫程序、分析數(shù)據(jù)。”李紅智口中的“理工男”們,那時(shí)面臨的不僅是艱苦的條件,還思索著如何打破技術(shù)壟斷。

超臨界二氧化碳透平及壓縮機(jī)由于工質(zhì)密度大、壓力高,軸端密封始終是制約這些轉(zhuǎn)機(jī)設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)的一大難題。最初,項(xiàng)目組先后向多家國際知名干氣密封制造商發(fā)出合作意向及技術(shù)、商務(wù)咨詢,可得到的回復(fù)要么不予合作、要么條件極為苛刻。因此,項(xiàng)目組決定和國內(nèi)制造廠家合作進(jìn)行技術(shù)攻關(guān)。

印刷電路板換熱器也是發(fā)電機(jī)組核心設(shè)備,幾乎被國外公司所壟斷,國內(nèi)沒有一家企業(yè)可以提供成熟的產(chǎn)品。于是,項(xiàng)目組決定聯(lián)合國內(nèi)產(chǎn)業(yè)鏈上的3家制造企業(yè),共同開展從光化學(xué)蝕刻到真空擴(kuò)散焊等多個(gè)關(guān)鍵工藝流程的技術(shù)攻關(guān)。

天道酬勤。在研發(fā)團(tuán)隊(duì)的努力下,歷經(jīng)3年多,他們攻克了小葉高氣動優(yōu)化、大軸徑干氣密封、軸端密封自冷卻結(jié)構(gòu)等關(guān)鍵技術(shù),研制出了國際上參數(shù)最高的超臨界二氧化碳透平機(jī)組。

然而,“領(lǐng)跑”還遠(yuǎn)未到來。

發(fā)出第一度電

2021年2月2日,閻良試驗(yàn)基地,大型超臨界二氧化碳循環(huán)發(fā)電試驗(yàn)機(jī)組廠房里,20多人屏住呼吸,盯著指揮大廳的屏幕。

“成功了!”數(shù)字的跳動加速了每個(gè)人的心跳。19時(shí)03分,試驗(yàn)機(jī)組成功發(fā)出第一度電。

“當(dāng)時(shí)大廳里響起了熱烈的掌聲和歡呼聲,不少人緊緊擁抱在一起。”想起那天,團(tuán)隊(duì)成員吳帥帥還是抑制不住激動,“當(dāng)時(shí)我們很多人都哭了,7年多的辛苦付出終于有了個(gè)好結(jié)果,我們把最艱難的階段扛過去了!”

最艱難的階段是在2020年,機(jī)組進(jìn)入調(diào)試階段。

研發(fā)團(tuán)隊(duì)分成兩個(gè)班組,24小時(shí)連軸轉(zhuǎn)。這是在攻克一項(xiàng)前沿技術(shù),沒有任何經(jīng)驗(yàn)可以借鑒。

李紅智介紹,整個(gè)過程非常不順利,試驗(yàn)機(jī)組經(jīng)常發(fā)生非正常的跳機(jī)。盡管二氧化碳無毒,但畢竟是高溫高壓氣體,會導(dǎo)致人員窒息。

“團(tuán)隊(duì)成員都承受著很大的壓力,精神處于高度緊張的狀態(tài),甚至有時(shí)候還要冒著生命危險(xiǎn)去現(xiàn)場排除故障。”清潔能源技術(shù)研究所副所長張一帆說,“李紅智經(jīng)常是第一個(gè)沖到現(xiàn)場查看問題,在確保人員安全的前提下,才指揮大家進(jìn)行故障排除。”

如今,機(jī)組各項(xiàng)性能指標(biāo)都達(dá)到國際領(lǐng)先水平。其成功投運(yùn)標(biāo)志著我國已全面掌握超臨界二氧化碳循環(huán)發(fā)電整套關(guān)鍵核心技術(shù),歷史性地站在了世界熱力發(fā)電領(lǐng)域的技術(shù)最前列。

“下一步,研發(fā)團(tuán)隊(duì)將對400多項(xiàng)技術(shù)專利進(jìn)行分類整理,進(jìn)一步將技術(shù)應(yīng)用于高效靈活火電、光熱儲熱發(fā)電、第四代核電和大規(guī)模長時(shí)儲能等領(lǐng)域,為我國發(fā)電領(lǐng)域節(jié)能降碳探索出一條有效路徑。”李紅智說。

2013年9月17日,李紅智領(lǐng)證結(jié)婚。“那段時(shí)間我一直在外出差,當(dāng)天是我妻子去機(jī)場接的我,下午我們?nèi)ッ裾诸I(lǐng)的證,第二天我又踏上了飛往新疆的航班。”他說。

這些年,研發(fā)團(tuán)隊(duì)的成員都是這樣,一直在路上。

超臨界二氧化碳循環(huán)發(fā)電試驗(yàn)機(jī)組成功投運(yùn)的光環(huán)并沒有成為西安熱工研究院和研發(fā)團(tuán)隊(duì)的探索終點(diǎn)。

據(jù)了解,研發(fā)團(tuán)隊(duì)積極聯(lián)合國內(nèi)優(yōu)勢研發(fā)單位構(gòu)建完整產(chǎn)業(yè)鏈,堅(jiān)持所有核心技術(shù)自主研發(fā),力爭實(shí)現(xiàn)全工藝鏈自主可控,為我國在該領(lǐng)域的技術(shù)競爭中繼續(xù)爭取戰(zhàn)略主動。

原標(biāo)題:如何從跟跑到領(lǐng)跑?
 
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來源:陜西日報(bào)
 
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