氧化物

为推进“双碳”政策的实施，消纳波动性较强的新能源并网发电，当前对火电机组的深度调峰要求越来越高。循环流化床(circulating fluidized bed，CFB)锅炉机组在深度调峰低负荷运行工况有着先天优势，但实现20%以下的超低负荷运行依然面临众多的困难，如炉内流化的稳定性、氮氧化物的排放及炉内局部超温带来的安全性等问题。以某330 MW CFB锅炉的深度调峰技术应用为例，介绍了输煤筛分破碎系统、风帽节流圈、下二次风管等机组部件的改造，并配合烟气再循环等技术应用，成功实现了18%的超低负荷深度调峰运行，同时也很好地控制了NO x 的排放。最后总结了CFB机组超低负荷深度调峰技术的关键点和难点，对深度调峰运行带来的潜在问题进行了分析，并提出了相应的解决措施。研究结果具有重要的工程借鉴作用。

国内外燃煤电厂普遍采用选择性催化还原(SCR)技术进行烟气中氮氧化物(NOx)的减排。SCR技术的核心是脱硝催化剂，可在还原剂的作用下，将燃煤锅炉烟气中的氮氧化物(NOx)还原为无害的N2和H2O。大唐南京环保的脱硝催化剂制造技术，是通过辊轮将催化剂膏料涂覆在不锈钢钢网上，经干燥、剪切、组装、煅烧后制得脱硝催化剂。催化剂具备优良的脱硝活性，以及优异的抗飞灰堵塞、抗磨损和抗中毒性能，特别适用于我国燃煤锅炉煤种不稳定、燃煤烟气气氛复杂等情况。针对使用后失活的脱硝催化剂，大唐南京环保采用再生技术，通过“物理清灰-湿法清洗-选择性浸渍-干燥-煅烧”工序，将失活脱硝催化剂恢复到新鲜催化剂活性的95-105%。

近日《广西“十四五”节能减排综合实施方案》印发，文件提出到2025年，全区单位地区生产总值能源消耗比2020年下降13%，能源消费总量得到合理控制，化学需氧量重点工程减排量、氨氮重点工程减排量、氮氧化物重点工程减排量、挥发性有机物重点工程减排量分别不低于4.62万吨、0.32万吨、1.44万吨、0.87万吨。节能减排政策机制更加健全，重点行业能源利用效率和主要污染物排放控制水平基本达到国际先进水平，经济社会发展绿色转型取得显著成效。

燃煤电站作为气体污染物氨氧化物排放大户，正在执行愈发严昔的国家排放标准。2014、2015年国家相继印发《煤电节能减排升级与改造行动计划（2014-2020年）》、《全面实施燃煤电厂超低排放和节能改造工作方案》，严控大气污染物排放，力求2020年前300MW以上燃煤电站全面实现超低排放改造（NOx排放浓度不高于50mg/m3）及所有新建燃煤电站必须满足超低排放水平。而选择性催化还原（SCR）烟气脱硝技术凭借其技术成熟、脱硝效率高等优势已成为广泛应用于国内燃煤电站的主流烟气脱硝技术。本技术适用于燃煤电站SCR系统喷氨智能化自动控制，尤其是对于超低排放改造后的燃煤电站具有更重要的应用意义。 燃煤电站SCR系统智能化控制技术可实现燃煤电站SCR系统喷氨总调节阀及锁定AIG支管关键阀的智能化自动控制，形成了基于喷氨主控制器及副控制器的SCR系统智能化喷氨控制策略。主控制器基于RAU-MPC、自适应PID基础控制、多通道前馈/反馈耦合的智能化控制策略可实现SCR系统喷氨总量优化控制，副控制器开创性地提出了AIG支管动态配氨智能化调控策略以实现基于AIG支管关键阀锁定的动态变频配氨自动调控。

本课题所研制的多腔室间隙避雷器，应用电弧产生的高温高压进行吹弧直至电弧熄灭，在泄放雷电流的同时不会引起继电保护装置动作，供电的可靠性得到很大的提高。同时，空气具有极佳的绝缘自恢复性能，可耐受多次雷击，相比于金属氧化物避雷器，运行寿命更长。适应国内自然环境条件和电网不同工况下的运行条件，充分体现多腔室间隙避雷器无氧化锌阀片、结构简洁、安装方便、运维简单等优点 10kV多腔室间隙避雷器具有防雷效果显著；通流容量大、故障率低、少维护、寿命长；环境适应性好，无阀片失效和受潮问题；重量轻、便于安装；成本低、可广泛推广等优点。市场容量巨大，按照10kv配电线路30%覆盖率计算，南方电网地区市场容量约970万支。目前正在通过广州知识产权交易中心开展成果转化。可进一步拓展，采用S型或螺旋型排列方式等，增加腔室间隙串联级数，研发110kv～500kV的多腔室间隙避雷器，将对输电线路防雷产生巨大价值。可进一步提升，提高生产工艺缩小电极间距等措施，增加单位长度的腔室间隙的串联级数，可实现雷击工频电压全相位无工频续流。

目的 作为新型电力系统的重要支撑，燃氢燃气轮机有助于降低碳排放，有利于电网调峰，是全球未来战略性新兴产业科技创新领域的焦点。燃气轮机掺氢发电技术从示范走向商业化面临诸多关键问题，亟待解决。 方法 以H级燃气轮机为研究对象，介绍了国内外燃气轮机掺氢发电的战略规划和示范项目，对比了主要燃气轮机厂商H级燃气轮机的技术路线。从氢气来源、系统改造、排放影响以及掺氢发电成本4个方面对未来燃气轮机掺氢发电技术的规模化应用进行分析并提出建议。 结果 可再生能源电解水制氢将是燃气轮机掺氢发电的主要氢气来源；开发适配掺氢不稳定燃烧的新型干式低氮氧化物燃烧器将是未来掺氢燃气轮机系统改造的重点方向；掺氢比例越高，CO2减排量越大，但NO x 排放量呈上升趋势，并有超标风险；未来掺氢发电成本可降至天然气发电成本的同等水平。 结论 随着大规模可再生能源制氢成本的降低、碳税的实施以及掺氢发电技术的成熟，燃气轮机掺氢发电将逐步进入规模化应用。

固体氧化物燃料电池(solid oxide fuel cell, SOFC)因具有转换效率高、无污染物排放、运行噪声低等特点被视为前景广阔的绿色发电技术之一，其被广泛应用于电力系统和交通运输等领域。针对SOFC稳态模型的参数优化设计问题，提出了一种基于混沌博弈优化(chaos game optimization, CGO)方法的SOFCs参数提取框架。同时，利用芬兰燃料电池技术公司Elcogen生产的陶瓷阳极支撑型平板式低温单体燃料电池(ASC-400B)工作于两种不同温度(即600 ℃和700 ℃)下的实验数据以及美国蒙大拿州立大学开发的基于物理模型的5 kW级管式SOFC电池堆栈模型在两种不同温度(即850 ℃和950 ℃)下的仿真数据，分别对所提框架、蒲公英优化器(dandelion optimizer, DO)、平衡优化器(equilibrium optimizer, EO)、粒子群优化(particle swarm optimization, PSO)算法和白鲨优化器(white shark optimizer, WSO)的参数提取的性能进行了深入的研究和分析。测试结果表明：相比于DO、EO、PSO和WSO，CGO能够准确、稳定且快速地提取上述各种SOFCs的模型未知参数，为SOFCs的系统建模提供了一种高效的方法。

采用人工智能预测控制创建了电站煤粉的动态识别方法、实现了分级燃烧精细配风，研发了炉膛三维温度场在内的锅炉燃烧状态智能感知系统，开发了可实现智能运算闭环控制的模块化扩展控制平台，首次实现了锅炉燃烧状态感知、智能实时闭环控制、智能控制平台扩展的集成应用。该技术解决了传统控制无法对多变量、多目标、强耦合、大迟延系统进行有效控制的问题，实现了提高锅炉效率和降低氮氧化物生成量的多目标协同优化。能适用于不同炉型，在不进行大规模锅炉设备和DCS软硬件改造的前提下单纯采用此技术可提升锅炉效率0.3%-1%、降低供电煤耗约1g/kWh-3g/kWh，同时NOx生成量降低10%。

系统由变频风机、燃气比例阀、文丘里混合器、金属纤维燃烧器、热交换器及控制系统等组成。采用前预混进气，保持精确的空燃比，确保完全燃烧；采用表面低氮燃烧方式，火焰均匀，可避免局部高温，有效降低氮氧化物的产生；采用一体式冷凝逆向换热技术，充分吸收高温烟气中的显热和水蒸气凝结后的潜热，减少排烟热损失及有害物质排放，提高热效率。