2017年度国家科学技术奖励大会于2018年1月8日在北京召开，习近平、李克强等国家领导人参加大会，并为获奖人员颁奖。我实验室杨冬教授研究团队参与的《600MW超临界循环流化床锅炉技术开发、研制与工程示范》项目荣获国家科技进步奖一等奖。

600MW超临界循环流化床锅炉技术开发、研制与工程示范（国家科技进步奖）

       项目属动力与电气科学技术领域。

       煤炭是我国的主要能源，其中低热值燃料超过30%。实践表明，因燃料适应性和低成本污染控制优势，循环流化床(CFB)燃烧发电成为低热值燃料利用的最佳选择，得到迅速发展。为进一步提高效率，在国家863、科技支撑计划支持下，该项目组在国际上率先开展了超临界CFB锅炉研发，经过十余年联合攻关，完成了世界首台600MW超临界CFB锅炉工程示范的创新实践，性能全面超过国外同期开发的460MW超临界CFB锅炉，取得了系列原创性成果：1、独立建构了超临界CFB锅炉整套设计理论，搭建了超临界CFB锅炉关键技术体系：发现了超高炉膛物料浓度纵向分布和超大床面物料浓度横向分布规律，建立了物料浓度三维分布模型，开发了超临界CFB条件下管内超临界水换热系数和流动阻力关联式；耦合这些模型获得了CFB水冷壁的热流分布；揭示了CFB双床翻动、同床波动和多循环回路并联流动静态不均匀性、动态不稳定性机理，提出了相应的控制方法，解决了超大床面的流化稳定性和均匀性问题，将CFB燃烧室侧特性的认识从0维或1维发展到3维。揭示了快速床中NOx生成与控制的独特机制，提出了CFB深度低氮排放技术。2、发明了系列的关键部件创新结构，研制了世界上容量最大、参数最高的600MW超临界CFB锅炉：开发了超临界CFB锅炉整体布置技术、性能计算技术；发明了平行流外置换热器、炉膛出口非均匀布置、低质量流速一次上升垂直水冷壁、非连续双面受热水冷壁等创新结构，第一次实现了CFB上的低质量流速垂直管水冷壁的正响应特性；开发了超临界CFB全逆流热力流程，解决了低温燃烧的汽温问题；采用6个非对称汽冷旋风分离器和外置换热器的单炉膛双布风板H型布置，实现了容量跨越；开发了相应的创新结构的制造工艺。3、创建了系统集成技术和运行技术，建设了世界首台600MW超临界CFB示范工程：研制了系列的性能优异的成套辅机，形成了辅机选型技术及辅机设计制造技术；提出了“即燃碳”理论并应用于控制模型，解决了CFB锅炉热惯性大的问题，实现了汽温的精准控制和负荷自动调节；基于机理模型，开发了600MW超临界CFB机组仿真机；开发了无刚性梁支撑的双面受热水冷壁无定位安装、双床大床面弱流化点火等安装调试技术；创建了600MW超临界CFB锅炉安全运行技术体系。

       项目的创新点包括关键技术、锅炉研制和示范工程三部分，各部分均获得省部级一等奖：《600MW超临界循环流化床锅炉关键技术研究与应用》2015年获高等学校科技进步一等奖；《600MW超临界循环流化床锅炉研制》2015年获中国机械工业科技进步一等奖；《600MW超临界循环流化床锅炉技术开发与工程示范》2015年获中国电力科学技术一等奖。项目获授权发明专利33项、实用新型70项、软件著作权6项；发表论文234篇(EI 148篇、SCI 60篇、ISTP 18篇)。锅炉运行最大连续蒸发量1903t/h，热效率91.52%，锅炉原始排放浓度NOx为112mg/m3、SO2为192mg/m3(脱硫效率97.12%，Ca/S为2.07)，THA下综合厂用电率 5.57%，各项指标均优于国外。项目系国际首创，实现了CFB锅炉从亚临界到超临界的参数突破、300MW到600MW的容量跨越，国际能源署认为是国际CFB燃烧技术发展的里程碑，是洁净煤燃烧技术领域中国对世界的贡献，提高了我国CFB锅炉的国际竞争力。电机工程学会和机械工业联合会的科技成果鉴定认为：该项目成果完全自主开发，关键技术创新性显著，研究成果达到国际领先水平。关键技术推广用于350MW超临界CFB。产品全面占领国内市场，开始走向海外，全球市场占有率超过90%，新增销售额近百亿。

       我实验室杨冬教授提出了水冷壁设计技术等，开展了系列研究工作，对创新点1、2有重要贡献。