科创中国

新能源及节能技术,新能源产业,节能环保产业,科学研究和技术服务业

中国科学院广州能源研究所节能环保集成技术中心朱冬生教授团队开发的节能节水装备技术——多相流非饱和蒸发节能节水集成技术，解决气候变化下的汽轮机冷端温差变化与节能节水低碳传热机理的多相交互作用机制，非饱和蒸发强化传热过程在汽轮机冷端温差变化过程中的传热机理及对汽轮机背压发电效率的影响机制，不同地区气候变化下节能节水低碳传热转化机理及汽轮机背压多场耦合协同控制机制等重大科学问题。 实现指标：60万kW的空冷岛发电厂冷凝增加蒸发式冷凝凝汽器可以在夏季高温空气季节，以蒸发式换热设备作为降低背压运行、提高能效的保证措施，具有高效、节能、节水的特点，大大提升发电效率，夏季多发电6~11%。相当于每年减少300万吨的碳排放量。将蒸发式冷凝器用于替代直接空冷系统，解决电厂直接空冷系统夏季高温时段空冷系统出力不足的问题，保证电厂乏汽冷却系统安全、高效运行，提升电厂夏季高温时段发电负荷率，降低发电煤耗，减少二氧化碳排放量，为发电厂节约能源做出贡献。

目前国内大部分大型火力发电厂的乏汽冷凝方式采用直接空冷系统的方式，而中小型发电厂，如生物质发电厂、垃圾发电厂和余热发电厂等则选择凝汽器+机力冷却塔形式为主，主要核心装备依赖进口，如美国SPX（斯必克）、德国GEA（基伊埃），美国BAC、美国Evapco（益美高）等，其中，SPX（斯必克）和GEA（基伊埃）占领我国火力发电厂蒸汽冷凝散热设备市场超过60%。但是，采用了直接空冷系统的发电站其夏季低真空限负荷问题已成为影响机组安全经济运行的主要问题。本项目旨在开发蒸发式冷凝节能节水技术解决火力发电厂在不同气候条件下的节能节水低碳传热转化机理及汽轮机背压多场耦合协同控制机制等重大科学问题。 同时国内大量的新能源发电，包括生物质直燃发电、垃圾发电和余热锅炉发电的冷却系统，新能源发电系统多建在社区附近，通过夏季多水季节蒸发式冷凝散热，降低排汽温度多发电；冬季直接空冷消除冒白烟的关键技术实施可有效的推进生态环境建设，为发电站夏季高效蒸发传热低碳运营、冬季大温差节水节能实现双碳目标创造重要条件。

朱冬生教授及其团队自2001年起即开始从事蒸发式冷凝冷却技术及设备开发的研究团队，朱教授也是我国较早从事蒸发式冷凝冷却技术传热传质特性研究的国内知名专家，20来年取得了丰硕的研究成果，发表相关学术论文60余篇，获得相关专利技术20余项，所研究的相关成果曾先后获得广东省科技进步二等奖（2012年）、上海市技术发明奖二等奖（2013年）、全球可再生领域最具投资价值十大领先技术蓝天奖（2009年）、中国机械工程学会节能及绿色工业科研成果三等奖（2011年）和高等学校科学技术奖专利二等奖（2006年）；在成果转化方面，所研究成果被上海宝丰、洛阳隆华等多家蒸发冷生产企业所采用或借鉴，取得了良好的经济效益和社会效益。2022年4月，朱冬生教授团队所在单位与哈尔滨空调股份有限公司签订了联合实验室，联合实验室的一项重要研究内容即是双方合作开发空冷岛尖峰冷却低碳能源与节能装备系列产品及升级迭代技术研发；合作研发三维不锈钢立式降膜蒸发式冷凝器提升总传热系数，并应用于工业和商用制冷（热泵）机组及新能源（生物质、垃圾）电站发电蒸发式冷凝节能、节水防冒白羽系统等。

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