1、 2016 年度山西省煤基低碳科技重大专项项目信息表山西省科学技术厅2016 年 7 月目 录一、2016 年度山西省煤基低碳科技重大专项项目（煤层气）1、低渗煤层煤层气分段压裂水平井增产技术研究2、低浓度煤层气发电机组研制及示范二、2016 年度山西省煤基低碳科技重大专项项目（煤电）1、第三代超低排放循环流化床锅炉技术开发及工程示范2、燃煤电厂大型空冷系统节能与安全运行技术及装备开发3、氟塑钢复合管换热器关键技术研发及其在电厂排烟余热深 度回收中的工程示范三、2016 年度山西省煤基低碳科技重大专项项目（煤焦化）1、炼焦化产硫、芴、菲等特色资源精细化深加工技术研发与工业示范2、高硫煤有机硫脱
2、除技术研发与工程示范3、焦炉煤气深度净化技术研发与工程示范4、高温煤焦油制轻质芳烃技术研发与工程示范5、萘加氢制备十氢萘技术研发与工程示范6、煤系针状焦制备技术开发研发与工程示范四、2016 年度山西省煤基低碳科技重大专项项目（煤化工）1、粉煤高效、高温、高压、快速热解技术开发与应用示范2、水煤浆气化全热回收技术研究及工程示范五、2016 年度山西省煤基低碳科技重大专项项目（煤机装备）1、矿用隔爆型永磁同步变频调速一体机研制2、矿用外置单电机可调对旋通风机关键技术及装备3、煤矿井下电气设备安全预控装置及系统六、2016 年度山西省煤基低碳科技重大专项项目（ 煤 基 新 材 料 ）1、耐高温、耐
3、腐蚀、耐磨金属复合板/管材料技术研发2、燃煤灰渣与工业副产石膏耦合制备超高强功能建筑材料技术 3、煤基固废制备蓄透水材料技术开发与工程示范4、电动汽车用煤基球形石墨锂离子电池研制及应用示范5、煤炭伴生稀有金属锂镓提取技术研究6、新型碳材料与铝/镁 合金复合集成制备和应用技术7、国产 T1000 级碳纤维工程化制备技术开发8、煤基石墨烯及其复合材料批量化制备技术开发2016 年度山西省煤基低碳科技重大专项项目信息表项目名称 低渗煤层煤层气分段压裂水平井增产技术研究项目编号 MQ2016-01研究意义山西省碎软低渗煤层分布比较广泛，在晋城、阳泉、大同等矿区，均有一定比例的分布。该类煤层煤体破碎、渗
4、透性低、气含量大，采煤前必须进行煤层气提前预抽，以保障煤 矿安全生产。水平井分段压裂技术是适合于煤矿区的煤层气高效增产技术，可快速降低煤层瓦斯含量和压力，提高煤矿生产安全保障。前期在典型碎软低渗煤层煤矿区开展了抽采试验，取得了一定成效，但也发现有技术尚不能满足煤矿区煤层气高效快速抽采要求。为此，本项目拟在相关理论、技术与装备进 行攻关，以期形成适合于我省低渗煤层的水平井分段压裂增产技术， 为我省煤层气高效利用及“ 气化山西”的目标提供有力的技术支撑。研究内容及关键技术1. 碎软低渗煤层水平井水平段钻井层位优选研究，确定水平井钻井层位：煤层或围岩2. 水平井段定向射孔工艺技术研究，确定射孔定向技
5、术及设备3. 水平井分段压裂工艺技术研究，确定水平段压裂规模、分段数、压裂技术参考性技术指标和经济指标1、水平段 600 米以上；2、日抽采量超过 5000 方；3、形成适合于我省典型条件下的低渗煤层的水平井分段压裂增产技术体系。示范工程及研发平台与团队开展 1 组水平井分段压裂的示范工程，形成该技术的研发团队，培养技术人员 5-8 名。预期效益 日抽采量超过 5000 方，高效利用煤层气能源，保障煤矿安全生产。申报单位条件 山西省境内具备独立法人资格的中资控股企业、高校，及有产业化能力的科研院所，鼓励开展产学研联合攻关。经费说明 政府将给予一定的研发资金资助或补助。成果描述：项目研究完成后，
6、可形成一系列适合于低渗煤层的水平井分段压裂增产技术，高效利用煤层 气资源，保障煤 矿安全生 产。2016 年度山西省煤基低碳科技重大专项项目信息表项目名称 低浓度煤层气发电机组研制及示范项目编号 MQ2016-02研究意义煤层气开发利用是国家能源结构调整的重大规划内容，燃气发电机组是主要手段之一，可有效保护生态环境、缓解能源供需矛盾、实现节能与环保。目前浓度低于 25%的煤 层气占总抽采量的 40%，大部分排空难以利用，因此开 发低浓度煤 层气发电机组具有重要的意义。研究内容及关键技术（1）25%以下低浓度煤层气安全输送技术；（2）25%以下低浓度煤层气增压匹配技术； （3）稀薄气体燃烧控制技
7、术；（4）低浓度瓦斯发电机组关键技术,如：增压系统、混合器、进排气系统、点火系统、安全燃控系统；（5）工业性试验验证。其创新点在于：（1）低浓度煤层气双路自动控制系统；（2）高涡流预燃室火花塞稀薄燃烧系统。参考性技术指标和经济指标额定功率大于 900kW，电效率30% ，NOx 排放5g/kW.h，年运行时间大于 7200 小时，每标方气不低于 2.8 kWh。示范工程及研发平台与团队建设低浓度瓦斯发电示范基地 1-2 个，建立煤层气发电机组研发平台和团队。预期效益 每台机组年运行 7200 小时，年发电量 560 万度电,按每度电0.503 元计算，年产值约 281 万元，同 时具有较好的
8、环境效益。申报单位条件 山西省境内具备独立法人资格的中资控股企业、高校，及有产业化能力的科研院所，鼓励开展产学研联合攻关。经费说明 政府将给予一定的研发资金资助或补助。成果描述：突破高速燃气发动机低浓度发电关键技术难题，形成自主创新的低浓度煤层气发电机组技术和装备，建立瓦斯发电厂的工业示范装置；利用低浓度煤层气发电机组热回收效率，实现碳减排和热能有效利用。若在全省推广应用此技术，可减排二氧化碳，将产 生较大的社会效益和生 态效益。2016 年度山西省煤基低碳科技重大专项项目信息表项目名称 第三代超低排放循环流化床锅炉技术开发及工程示范项目编号 MD2016-01研究意义国家中长期科学和技术发展
9、规划纲要（2006-2020 年）中明确指出，能源问题是重点发展领 域和优先主题的第一项。我国以煤为主的发电结构在相当长的历史阶段不会改变。燃煤引发的大气污染是我国社会经济可持续和谐发展的主要障碍之一。提高发电效率，降低燃煤污染是电力行业的中心任务。循 环流化床燃烧技术煤种适应性好、燃烧效率高、污染物排放低，投资和运行费用比煤粉燃烧+FGD+SCR 低，特别适合我国国情，因此国家中 长期科学和技术发展规划纲要（20062020年）中，将 发展洁净煤技术 作为我国能源发展的战略选择，并将循环流化床锅炉列为高效洁净的燃煤发电技术。而山西是全国最重要的能源基地之一，煤炭资源丰富，在以煤为主的发电结构
10、阶 段，如何降低 污染物排放，对于全省循环经济发 展、提高能源利用效率以及环保等方面具有十分重要的意义。项目研究内容及关键技术2015 年国家对燃煤锅炉提出了超低排放的新要求，即所谓烟尘排放浓度5mg/Nm3；SO2 排放 浓度35 mg/Nm3；NOx 排放浓度50mg/Nm3，二氧化硫和氮氧化物标准即将强制实 施。无论是传统循环流化床还是第二代循环流化床必须加装 SCR 及 FGD 才能满足超低排放。这就使循环流化床失去了低成本污染控制的优势。本项目通过进一步调整流化床状态，以炉内脱硫脱硝为主的方式实现 35 毫克二氧化硫和 50 毫克氮氧化物的锅炉原始排放，则会极大地降低或省掉尾部烟气脱
11、硫脱硝的投资和运行费用，并通过简单加装袋式除尘即可不消耗水达到 5 毫克粉尘的排放标准。该技术如能够在不同煤种，不同容量上得到证实并产业化，将是循环流化床技术革命性的突破。关键技术：1) 1、循环流化床炉内燃烧超低 NOx 原始生成关键技术研究，循环流化床炉内脱硝关键技术研究；2) 2、循环流化床炉内脱硫关键技术研究；3) 3、循环流化床尾部增湿活化一体化脱硫、除 尘关键技术研究；扫帚型的蓝色烟雾形成机理与控制。4) 4、开发改进燃料破碎筛分系统， 进行 CFB 锅炉燃料制备监测与粒度优化研究；5) 5、基于动态模型的循环流化床锅炉节能监测研究；6) 6、超低排放循环流化床锅炉关键设计技术研究
12、。参考性技术指标和经济指标1000t/h-1200t/h 示范机组技术指标：入炉煤含硫量在 1.5%、含氮量在 0.5%以上时 ，Ca/S 不大于 2.0 条件下实现：1、烟尘排放浓度5mg/Nm3 ；2、SO2 原始排放浓度35mg/Nm3；3、NOx 原始排放 浓度50mg/Nm3 。4、保证灰渣游离氧化钙含量满足 C 类标准。经济指标：1、厂用电在同等级机组 2015 年平均水平上（6.8%）减少 20% ；2、针对不同煤种，锅炉效率提高 12% ；3、锅炉可用率超过 8000 小时/年。示范工程及研发平台与团队1、建立 1000t/h，1200t/h 级别超低排放国家示范工程各 1 个
13、；2、建立烟气多污染物控制技术与装备国家工程实验室；3、建立山西省级超低排放工程技术研究中心；4、建立山西省重点实验室。预期效益1、形成超低排放的技术及装备；2、使电厂煤耗降低 2.0g/kwh；3、申请国家专利 3-5 项，培养技 术人才 8-10 人。申报单位条件 山西省境内具备独立法人资格的中资控股企业、高校，及有产业化能力的科研院所，鼓励开展产学研联合攻关。经费说明 政府将给予一定的研发资金资助或补助成果描述：本项目完成后可以形成世界领先的超低排放循环流化床技术研发基地及设计制造平台，形成 75t/h、130t/h、220t/h、440t/h、1000t/h 级别超低排放循环流化床产品
14、系列，建立 1000t/h，1200t/h 级别示范 项目各 1 个， 实现每年产值 50 亿元以上。若目前全国的循环流化床锅炉都采用这项技术进行改造，则每年可以节约标准煤 1000 万吨、节电 80 亿度、减排二氧化碳 3000 万吨、减排二氧化硫 30 万吨、减排氮氧化物 30 万吨。2016 年度山西省煤基低碳科技重大专项项目信息表项目名称 燃煤电厂大型空冷系统节能与安全运行技术及装备开发项目编号 MD2016-02研究意义采用空冷系统是解决缺水地区燃煤发电问题的重要技术手段。山西省是典型的富煤缺水地区，燃煤发电机组的发展受到了水资源以及环保要求的双重压力，山西省即将陆续投产的 1920
15、 万千瓦低热值煤发电项目全部为空冷机组。目前在国内外空冷机组的装机容量中，直接空冷机组的装机容量占 70%，间接空冷机组约占 30%。直接空冷技术由于不需要中间冷却介质、系统简单、投 资较少而在空冷电站中得到广泛应用，而制约直接空冷系统发展瓶颈问题是：空冷凝汽器换热效率亟待提高和空冷系统控制有待优化，需要开发适应大温差在冬、夏季均能实现高效稳定运行的耦合技术，解决直冷条件下背压波动范围大的难题；解决防止冬季空冷系统“ 闭 气” 现象，造成不能正常散热，导致发电机组“解列”的难题。项目要求通过对材料、结构等优化研究获得新型换热元件，提高换热系数；通过智能优化控制提高系统安全和节能水平；为空冷凝汽
16、器设备生产企业提供完整的传热优化理论，提高山西省空冷凝汽器的装备制造水平以及空冷系统智能优化控制技术，实现空冷机组的安全与经济运行。解决上述问题符合缺水地区燃煤电厂的发展方向，符合国家相关产业政策和节能减排目标的要求。研究内容及关键技术研究内容： 1、 空冷凝汽器新型材料研究，空冷凝汽器 优化设计 ：建立数学模型，提出换热器综合性能改进方法，获得最佳材料和结构形式；2、 空冷凝汽器传热性能测试实验平台建设：建立性能 测试实验平台，为新型换热元件开发提供理论依据；3、 空冷凝汽单元动态参数监测理论与方法研究：研究空冷凝汽单元温度和流场分布，提出空冷凝汽单元测点优化配置方法；4、 空冷岛测控系统集
17、成与优化控制研究：构建空冷岛动态参数采集系统，基于模糊动态设定值算法确定背压动态定值，研究空冷风机群控智能控制策略；5、 空冷系 统对象特性试验研究：研究空冷系统扰动 特性， 优化控制策略，建立准确的全工况预测控制模型；6、 空冷凝汽器制造工艺研究与工程示范：优化表面结构技术和钎焊过程中恒温控制技术，形成完整的直接空冷系统的优化设计方法和新型空冷凝汽器的制造工艺及其工程示范；关键技术：1、构建目标函数最优时各因素间最佳组合以及综合性能评价体系；2、研究多因素条件下系统经济运行的背压动态定值形成方法。参考性技术指标和经济指标技术指标：1、 空冷凝汽器的传热系数在现有基础上，提高到 3235W/m 2；2、 示范工程中夏季背压不超过 20kpa，冬季带大供 热负荷不超过35kpa。经济指标：在空冷凝汽器性能提高的基础上，经过系统和参数综合优化后，折
