华北电力大学校长杨勇平当选中国工程院院士,长期关注太阳能热发电与燃煤互补技术

时间:2023-11-23 10:33来源:国家光热联盟
  11月22日,中国工程院2023年院士增选共选举产生74位中国工程院院士。其中,能源与矿业工程学部8人。华北电力大学教授杨勇平入选。
  华北电力大学是科技部A类联盟——太阳能光热产业技术创新战略联盟首批30家理事成员单位之一。杨勇平教授主要研究方向包括:煤基和天然气基能量系统的热力学分析、评价与系统集成、以太阳能辅助燃煤热发电为代表的“多输入”能量系统、以热电联产与分布式能量系统为代表的“多输出”能源动力系统、以能量转换与温室气体控制一体化为代表的“多功能”能量系统等。
  在由国家太阳能光热产业技术创新战略联盟、中国工程热物理学会、中国可再生能源学会、中国电机工程学会共同主办的2020中国太阳能热发电大会上,杨勇平教授特别围绕“太阳能热发电与燃煤互补技术”进行了分享。
图:杨勇平校长在2020中国太阳能热发电大会上分享“太阳能热发电与燃煤互补技术”
  报告提出,太阳能热发电与燃煤发电具有高度的匹配性。太阳能集热系统与燃煤机组集成互补发电,可以降低对蓄热的要求,通过共用透平系统,能量品位梯级利用,降低太阳能热发电成本,实现燃煤电站节能减排。太阳能热发电和熔盐储热技术既可以帮助燃煤电站在不被淘汰关闭的情况下完成清洁化改造,还可以对现有的燃煤电厂通过集成太阳能热发电+熔盐储热系统的形式,减少煤炭用量,保持电力供应可调度性。
  早在2010年西班牙阿本戈公司就在美国建立了世界上第一座槽式太阳能集热与煤电互补的ISoal电站,共采用了8列150米的槽式集热系统与49MW燃煤机组集成。2012年澳大利亚Liddel火电站也利用线性菲涅尔式集热系统与燃煤混合发电,配置9.3MWth太阳能蒸汽发生装置。2019年,印度也在达德里电厂配套了全球首个商业化的ISCoal项目,配置线性集热场采光面积3.3万平米,每年可生产14GWth太阳热能,这些热能被输入210兆瓦的朗肯循环系统进行混合发电。
  报告分析了槽式太阳能集热与330MW燃煤机组互补发电的案例。案例假设换热介质与给水的换热温差为10℃,优化所需槽式集热场面积约11.5万平米,通过取代1、2高加抽汽的集成方案,恰好完全取代高抽的设计工况,实现燃料的节省。
  杨勇平教授团队研究发现,以槽式太阳热能取代 330MW 燃煤机组高加抽气加热给水的互补发电系统,年平均太阳能光电转换效率可达20.39%,LEC(均化电力成本)将达到0.472元/kWh,互补系统的煤耗也有大幅降低。
  杨勇平,现任华北电力大学校长、教授,国家火力发电工程技术研究中心主任。第七届国务院学科评议组(动力工程及工程热物理学科组)成员、教育部第七届科技委能源与交通学部常务副主任、教育部能源动力教学指导委员会副主任、中国工程热物理学会副理事长、中国电力企业联合会副理事长。国家杰出青年基金获得者,国家自然科学基金创新研究群体负责人,首批国家“万人计划”中青年科技创新领军人才,两次担任国家“973计划”项目首席科学家,获全国创新争先奖、全国优秀科技工作者荣誉称号,享受国务院政府特殊津贴。
  杨勇平是热能动力工程专家,长期从事清洁高效燃煤发电基础理论、关键技术及工程应用研究。提出了设备性能提升与流程拓扑优化相结合的燃煤发电机组能耗协同调控方法,发展了燃煤发电系统节能理论。攻克了复杂环境下大型燃煤发电空冷系统安全高效运行和跨尺度协同调控技术,显著降低了空冷机组能耗,实现了电站空冷技术从依赖进口到对外输出的跨越。发明了燃煤发电平板式选择性催化还原脱硝技术,打破国外封锁,并在国际上率先攻克了机组全工况低能耗脱硝难题,引领平板式脱硝技术发展。研发了大型热电联产机组低品位余热深度利用的高效供热技术,显著提升了机组能效水平,推动了热电联产技术升级。相关成果实现了规模化工程应用,取得了显著节能减排效益,为我国燃煤发电技术跃居国际领先做出了重要贡献。研究成果获国家科技进步二等奖2项,省部级科技奖励一等奖5项,出版专著2部,发表文章200余篇,授权发明专利60余项。

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