[01196967]大炉膛大串联高效绿色安全有机热载体加热炉成套装备关键技术及应用

该成果属于工业锅炉、节能技术、大气污染防治工程交叉技术领域。 有机热载体加热炉是国民支柱产业的重要动力设备,也是耗能大户和排放大户,随着国家节能环保政策的严厉执行,其能源结构优化、污染物防治、制造转型升级、装备国产化是国家重大战略需求。 而我国目前有机热载体加热炉存在诸多共性“卡脖子”难题：①最高液膜温度计算不准确,烟气低温腐蚀余热利用差,能耗居高不下、安全隐患多;②单一低氮燃烧技术降氮不充分,细颗粒污染物难捕集去除难,尾气不达标;③炉膛面积热负荷分配不均、并联炉管局部流速低,易结焦爆管,火灾事故频发,给流程工业的安全生产和生命财产安全,造成严重威胁。 该成果在国家重大技术装备国产化创新研制项目及多项省部级项目资助下,依据流程工业对有机热载体加热炉高效绿色长周期安全运行的要求,围绕工艺、装备、制造和运营进行系统研究,研发了大炉膛大串联高效绿色安全有机热载体加热炉。主要创新技术内容： （1）研发了有机热载体加热炉高效绿色安全成套新工艺：建立了有机热载体加热炉最高液膜温度计算模型,构建了加热炉工艺设计流程,开发了工艺设计软件包;集成了抗低温腐蚀余热回收技术、分级低氮燃烧和烟气再循环技术、细颗粒物云式相变凝并及电滤技术,形成了尾气洁净处理一体化新工艺,热效率平均提高5%,NOx排放小于23mg/Nm3、颗粒物小于20mg/Nm3,节能环保指标远优于国家标准限值,解决了能耗高、尾气不达标难题,显著提升了有机热载体加热炉的节能环保安全性能。 （2）创制了大炉膛大串联炉管圆筒形燃气有机热载体加热炉新装备：创新地开发了有机热载体加热炉大炉膛,内层螺旋盘管、炉膛顶部锥形密贴顶盘管、外层螺旋盘管等受热面大串联新结构,实现了高效燃烧和传热,燃气炉热效率达97.23%,优于国家1级能效标准目标值94%,解决了并联炉管导热油流量不足、分布不均引起的结焦爆管,保证了装备的长周期安全稳定运行。 （3）发明了先进制造加工、检测技术和远程监控运营维护系统：首次发明了锥形密贴顶盘管及其加工方法、圆弧表面孔锯钻加工工艺、实时成像无损检测技术,提高了生产效率和加工精度,实现了高端装备国产化;开发了基于互联网+大数据的远程监控运营维护系统,实现了加热炉的远程监控和故障预警,平均减少非计划停运4次/年。 该项目已获授权发明专利10项、实用新型专利17项,主持国家标准1项、参与行业标准1项,形成了具有自主知识产权的创新链。中国机械工业联合会组织涂善东院士为首的鉴定委员会对该项目进行了科技成果鉴定,认为该成果整体水平达到国际先进水平,其中大炉膛大串联炉管新技术达到国际领先水平。相关技术产品入选《国家工业节能技术装备推荐目录（2020）》和《“能效之星”产品目录（2020）》。成果推广应用到100余家企业、400多台套,近2年新增销售额9.1亿,新增利润0.9亿,应用企业总节支60余亿,节能环保指标远优于国家标准限值,经济效益和社会效益显著,实现了有机热载体加热炉的高效、绿色、安全运营,推动了行业进步,显著增强了国产高端装备的核心竞争力。