2020年度山西省科技重大专项申报指南(2020-1)

山西制造网    2020-02-20    浏览量:595

2020年度山西省科技重大专项申报指南(2020-1)

各有关单位:

为深入贯彻落实习近平总书记关于推动能源革命的重要指示精神,落实中办、国办《关于在山西开展能源革命综合改革试点的意见》,紧密围绕《山西能源革命综合改革试点行动方案》及“两清单”科技创新任务,依据《山西省科技重大专项管理办法》(晋政办发[2017]160号)相关要求,现将2020年能源革命煤层气等4个领域科技重大专项申报指南予以公布,请积极组织项目申报。有关事项通知如下:

   一、申报要求

1、项目申报单位须为山西省行政区域内注册、具有独立法人资格的企事业单位(包括中央驻晋企事业单位);有稳定、高素质的研究和管理团队,具有较强的创新能力、技术基础和设备条件;有配套资金保障和良好的信誉;有与国内外优势科研院所、高等院校和企业合作的基础;优先支持企业牵头承担山西省科技重大专项项目。

2、项目主持人(即首席专家)必须是项目承担单位或合作单位的在职、在岗或在聘人员,未有在研的山西省科技重大专项项目(课题)。项目主持人(即首席专家)应属于国内外本技术领域高层次专家,并具有完成项目所需的组织管理和协调能力,具有组织国家和省级科技计划的成功经验,能将主要精力用于重大专项项目(课题)组织、协调与研究。课题负责人应有较高的学术水平和科研能力。

3、项目承担单位是重大专项执行的责任主体,实行法人管理责任制。项目实行项目主持人(即首席专家)负责制,课题由课题负责人负责。项目主持人(即首席专家)享有技术路线决策权、科研计划执行权、科研人员聘用权、经费支配权等科研自主权,并对经费使用的合法性、真实性负责。项目承担单位应切实履行科研诚信第一责任主体的责任,对项目实施科研诚信作出具体安排。

4、项目研发符合项目指南要求,聚集国内外优势科技资源,项目单位和团队有能力完成任务;项目设计合理,示范带动作用强;具有合理的人才培养及平台建设计划;具有良好的产学研合作基础,可实现产业化或应用转化目标,优先在我省特别是开发区应用转化;经费预算合理,配套资金落实有力,组织保障措施到位。

5、申报单位和合作单位、项目主持人(即首席专家)和课题负责人信誉良好,无不良诚信记录。项目单位近3年未发生重大环保污染等恶劣影响事件。

6、所有申报材料的填写均应客观、真实,凡有弄虚作假、虚夸、伪造等行为,一经查实,项目主持人及相关项目单位将列入科研诚信记录,承担一切后果。

   二、注意事项

1、国内协作费依据合作协议预算,合计总额不得超过到账经费的50%。以解决产业化重大关键技术为主的项目,除省级财政资助外,参与项目(课题)实施单位的各类配套资金总额一般不低于总经费的60%。

2、项目申报请认真查阅并严格按照《山西省科技重大专项管理办法》(晋政办发[2017]160号)、《山西省科研项目经费和科技活动经费管理办法》(晋政办发[2016]76号)、《山西省科研项目经费和科技活动经费管理办法补充规定》(晋政办发[2017]79号)、《山西省科技计划项目信用管理和科研不端行为处理办法》(晋科计发[2013]4号)等相关规定执行。

3、项目申报单位提前准备20分钟左右的PPT汇报材料,作为项目答辩时使用。进入答辩环节项目,届时会电话通知,不再预留准备PPT的时间。

   三、申报材料

1、《山西省科技重大专项项目申报书(即可行性研究报告)》;

2、《山西省科技计划项目预算申报书》;

3、营业执照或组织机构代码证;

4、项目主持人(即首席专家)和课题负责人职称证明;项目主持人(即首席专家)曾成功组织国家或省级科技计划项目的证明材料;项目主持人(即首席专家)在职、在岗或在聘证明(项目单位需提供项目主持人授权证明,在聘证明需明确受聘期限);

5、项目单位应提供与申报项目相关的、具有法律效力的合作协议,知识产权约定。协议有效期限能满足项目实施;

6、项目申报单位和课题承担单位既往业绩证明,以及相关内部控制、科研组织管理和财务管理制度;

7、项目申报单位及合作单位近两年财务报表(高等院校或特殊类型单位除外)。有配套资金要求和产业化(或示范)任务的项目单位或合作单位应提供配套资金相关证明及配套资金承诺书;

8、科技查新报告及其它相关证明材料或文件等。如有市级以上政府(部门)相关批复文件、相关行业或产业的准入证明材料可一并提交。

  四、申报受理程序、时间

项目申报需经网络申报并提交书面申报材料。

网络申报通过“山西省科技综合管理服务平台(系统)”(网址:https://218.26.228.127:8443/stpmmp)进行。网络申报相关事项请参考网络申报系统使用说明。

网络申报成功后,申报单位将生成的书面申报材料用A4纸双面打印、按顺序将申报材料和相关附件简装成册(《山西省科技计划项目预算申报书》单独装订)一式七份按要求签字盖章后报送至项目申报组织单位,由组织单位对申报材料审核、签字盖章后集中报送山西省科技交流中心,项目组织单位出具所推荐申报项目清单(电子版一份,纸质版加盖公章一式两份)。纸质材料申报请于网络提交申请后5日内完成。

同一单位只能通过一个项目组织单位进行申报,同一单位研究内容相同或相近的项目不得重复、多头申报。不受理涉及国家秘密的项目。

五、材料受理地址及服务电话

纸质材料受理地点:山西省科技交流中心(太原市桃园北路92号新闻大楼508房间)

联系人:姚 颖、李 桃   0351-2023289

网络申报咨询:山西省信息产业技术研究院有限公司  0351-7223964

项目申报咨询:山西省科技厅重大处  张文广、高 涛

0351-2029629、0351-2026468

经费预算咨询:山西省科技厅资源处  武卫华

0351-4031641

项目申报过程中,如有特殊情况或建议,请及时提出申请或与工作人员联系。

 

煤层气领域

为落实《关于在山西开展能源革命综合改革试点的意见》、《山西能源革命综合改革试点行动方案》,瞄准国际国内煤层气等非常规天然气探采用科技前沿,准确把握这一领域的技术发展大趋势,抢占煤层气等非常规天然气探采用领域的技术制高点,现发布2020年度煤层气领域项目指南。

煤层气领域科技重大专项总体目标是:重点突破制约煤层气等非常规天然气开发的理论和技术瓶颈,形成一批具有国际领先水平的高效、智能的煤层气等非常规天然气探采用技术,对煤矿区煤与煤层气共采,煤层气、页岩气、致密气“三气”综合开发,储层三维精细地质建模及软件研发,煤层气井防伤害压裂,人工智能排采等关键技术进行重点攻关,加快煤层气等非常规天然气地质、开发和钻井技术的突破,为山西能源革命综合试点做出贡献。

申报单位应根据指南的支持方向,面向解决重大科学问题和突破关键技术进行一体化设计。鼓励围绕一个重大科学问题或重要应用目标,多学科联合,从基础研究到应用全链条组织项目。鼓励依托煤与煤层气共采国家重点实验室等重要科研基地联合组织项目。申报项目的研究内容须涵盖指南所列的全部考核指标。

除特殊说明外,每个方向拟支持项目数均为1项。

重大攻关方向:

1、煤矿区煤与煤层气共采理论与关键技术体系及示范工程

研究内容:针对煤炭固体矿产特性、煤层气流体矿产特性及煤与煤层气的同体伴生关系,研究并创立煤与煤层气共采理论与模式;针对煤炭开采过程中的煤层气(煤矿瓦斯)对煤矿的影响及煤层气(煤矿瓦斯)抽采对煤矿安全生产的影响等煤与煤层气共采面临的科学问题,开展煤与煤层气共采的“流固耦合”关系及开采的时空关系研究,建立煤矿采掘容许瓦斯压力和容许瓦斯含量阈值及时间预测模型,探索科学的煤矿区煤层气(煤矿瓦斯)抽采全覆盖模式和关键技术;深化研究煤矿区煤层气(煤矿瓦斯)地面高效预抽、煤矿井下精准抽采、井上下联合抽采等关键技术,建立煤与煤层气(煤矿瓦斯)共采示范矿井,支撑山西乃至国家能源发展战略的实现。

考核指标:建立煤与煤层气(煤矿瓦斯)共采示范矿井,规划区煤层气抽采率达到40%以上,准备区井上下联合抽采达标时间缩短15%以上,煤矿井下精准抽采的甲烷浓度提高5%以上、工作面抽采率提高5%以上。

2、煤层气、致密气、页岩气“三气”综合开发技术与示范

研究内容:研究煤层气、致密气及页岩气“三气”储层空间展布、发育特征及其成藏的地质控制作用;“三气”储层分布主控地质因素的地球物理识别方法研究;建立不同类型“三气”储层评价方法,掌握山西省“三气”资源分布状况;提出针对“三气”储层组合类型的改造技术途径与资源综合开发关键技术,并在有利区开展工程示范。

考核指标:建立“三气”分布主控地质因素的地球物理识别方法,提出适用于不同储层组合类型的分层(或合层)改造技术体系,形成“三气”资源评价及开发关键技术,建立示范工程,单井日产气量达10000m3以上。

3、煤层气储层三维精细地质建模方法及软件研发

研究内容:瞄准国内外油气三维地质建模技术的基础和前沿,针对煤层气储层的特点,以煤层气地质理论和煤层气储集层评价方法为核心,借助大数据技术和机器学习技术,依据煤层气勘探开发资料(囊括煤层气行业近年来地质勘探、物探、钻井以及室内实验等大量数据),创立人工智能数据识别技术和高效、快速的数据录入技术;研究采用反演精度高、计算速度快、图像处理质量高的技术,采用压缩感知等先进理论与技术,提高地质建模的重构精度。

考核指标:研发的煤层气开发地质建模软件应继承同类型软件的先进的核心技术和界面布置及操作习惯,并且可与油气地质建模主流软件能对接,具有开放、灵活、兼容等特点。应用本次研究形成的重构模型使钻井稀疏区建模精度达到米级,可信度达到85%以上,最大网格数应达到千万级的网格,并实现示范应用。

4、煤层气井防伤害压裂技术及压裂改造效果评价技术

研究内容:针对碎软煤层水力压裂存在裂缝起裂、延伸与支撑困难的国际难题,探索针对碎软煤层的防大规模压裂应力敏感伤害、防水敏伤害和防水锁伤害等防伤害压裂技术;针对现有大批低效井,研发有效地解堵压裂或重复压裂技术;针对现有压裂裂缝监测方法存在的问题,探索并研发压裂效果评价理论和技术、新的压裂裂缝监测技术及装备;研制可溶于压裂液的荧光示踪剂,通过煤矿井下矿用大功率大光斑紫外线探照灯照射观察和描述压裂裂缝特征,经煤矿井下的实测裂缝信息修正、完善压裂裂缝预测模型,提高裂缝监测方法的准确性。

考核指标:碎软煤层压裂增产效果较现行技术提升50%,低效井重复压裂使单井产气量提升一倍。根据煤矿井下实测数据修正常规裂缝监测方法,裂缝长度监测准确率提高到90%以上,并实现示范应用。

5、基于气藏工程的煤层气井人工智能排采技术与示范

研究内容:依据现代气藏工程和采气工程理论和方法,研发具有大数据挖掘、机器学习等先进技术精髓的煤层气井排采异常数据识别和处理技术;研发以具备人工智能为核心技术的煤层气井排采过程中的生产动态及储层动态分析技术;基于大数据分析和人工智能动态分析创新成果,创立煤层气井精细化人工智能排采理论与方法。

考核指标:采用精细化、智能化排采技术管控的煤层气井,检泵周期从目前的平均10个月提高到18月以上,单井排采成本降低10%左右;控制软件系统实现云计算功能;异常数据识别率不低于90%,异常数据修复误差不大于10%,并实现示范应用。

 

煤炭绿色智能开采领域

为落实《关于在山西开展能源革命综合改革试点的意见》、《山西能源革命综合改革试点行动方案》,深入推进煤炭开采利用方式变革,推进煤炭绿色开采和煤矿智能化改造,提高资源回收率,降损减沉,推进“减”“优”“绿”,构筑战略性竞争新优势,现发布2020年度煤炭绿色智能开采领域项目指南。

煤炭绿色智能开采领域科技重大专项的总体目标是:变革煤炭开采方式,向绿色智能时代迈进。通过突破制约煤炭资源绿色智能开采的基础理论与方法,在遗煤资源开采、保水开采、中厚煤层智能化无人开采等关键技术方面进行重点攻关,探索无通风智能开采等颠覆性技术,形成一批具国际领先水平的绿色、智能、安全、高效的煤炭资源开采技术及装备,开展煤炭资源绿色、智能开采技术的工程示范,全面实现煤炭开采“无(少)人化、减损化、绿色化、智能化”的变革,为山西能源革命综合试点做出贡献。

申报单位应根据指南的支持方向,面向解决重大科学问题和突破关键技术进行一体化设计。鼓励围绕一个重大科学问题或重要应用目标,多学科联合,从基础研究到示范应用全链条组织项目。申报项目的研究内容须涵盖指南所列的全部考核指标。

除特殊说明外,每个方向拟支持项目数均为1项。

重大攻关方向:

1、遗留难采煤炭资源安全绿色高回收率开采关键技术研究与示范

研究内容:研发“空-地-井-面-孔”为一体的遗煤全方位勘探新技术,探究抽采条件下遗煤采场残存瓦斯的富集演化规律,开发遗煤采场残存瓦斯高效协同抽采技术;研发遗煤开采积水水害防治的超前注浆封堵新材料、新技术与新装置;开展单一采动和多重采动影响下遗煤开采围岩应力时空演化规律的研究,开发基于地震CT的遗煤采场围岩失稳危险域的原位探测技术,开发遗煤开采“结构增稳-应力调控-物性改良”的围岩失稳分源防控技术;形成遗留难采煤炭资源安全绿色高回收率开采的工程示范,实现优质煤炭资源的精采细采,推动山西煤炭资源开采领域的科技进步。

考核指标:构建遗煤采场残存瓦斯地面高效协同抽采技术体系,将遗煤采前瓦斯抽采效率提高10%以上;开发遗煤采场积水水量和危险区域的针对性探查方法,研发出积水水害防治的固废基超前注浆材料;建成遗留难采煤炭资源安全绿色高回收率开采的示范工程,采区资源回收率提高10%以上。

2、山西煤炭资源高效保水开采技术与示范

研究内容:开展以煤炭资源高效开采与水资源有效保护相协同为目标的科技攻关,突破现有保水开采技术适用范围窄、开采效率低、煤炭资源回收率低等瓶颈,创立采动覆岩阻水能力评价理论体系与方法,研制隔水层导水通道阻断材料,发明隔水岩层原位修复技术及透(含)水层改性再造技术,开发覆岩水运移全程一体化无损探测预警成套技术,构建基于水资源承载力的煤炭高效保水开采技术体系和适用条件分类标准。

考核指标:阻断材料生产成本低于现有同类产品15%以上;保水开采示范区资源回收率提高15%以上、水资源流失量降低15%以上;研发出覆岩水运移全程一体化无损探测预警技术一套。

3、高瓦斯中厚煤层智能化无人开采技术与示范

研究内容:以解决山西普遍存在的高瓦斯中厚煤层安全智能开采难题为目标。针对中厚煤层条件,研发煤岩界面识别系统,构建无人工作面开采技术体系。基于光纤光栅与捷联惯导等原理,研发工作面“三机”工况高精度感知与数据传输技术与装备,开发智能开采决策系统软件。研发回采巷道或地面设置远程集中控制技术,实现采煤工作面无人或大幅度少人开采。研究靶向煤层瓦斯流动定量规律,研发井下瓦斯参数智能监测与靶向煤层瓦斯智能抽采技术与装备,保障无人工作面安全开采,并在典型矿区开展工程示范。

考核指标:建立无人工作面安全高效开采技术体系,并研发相关监测与传输设备;实现采煤工作面无人或大幅度少人开采,人员减少幅度达到50%以上;得出靶向高瓦斯煤层和瓦斯的应力-裂隙-渗流耦合规律,瓦斯抽采率提高15%以上;形成高瓦斯中厚煤层无人工作面安全高效开采示范工程。

4、无通风智能开采关键技术与示范

研究内容:针对瓦斯爆炸、煤尘爆炸、自燃火灾等“因风致灾”防治的重大需求,研究无通风智能回采工作面生产系统,改变传统U型工作面回采巷道布置方式,优化无通风无氧条件下工作面生产系统;研究无通风智能回采工作面安全保障技术,通过个体防护装备及智能机器人实现无人工作面;开发无通风工作面瓦斯地面抽采钻孔优化布置技术,使可直接利用的高浓度瓦斯抽出率达到90%以上;开发与无通风回采工作面生产方式相适应的智能装备,研发无通风条件下工作面及装备的循环降温系统。

考核指标:开发无通风绿色智能化开采成套技术,形成无通风智能化回采工作面生产技术标准;开发煤炭智能无氧开采新模式,节约70%以上的通风费用、60%以上的巷道掘进费用,瓦斯治理、煤自燃防治和粉尘防治等安全防灾费用均可减少90%以上;百万吨死亡率降低90%;建成应用示范基地,形成无通风智能开采的技术-装备-标准-产业化链条。

 

氢能领域

氢能与燃料电池是我国引领产业变革的新兴支柱产业和能源科技重点创新方向。为贯彻落实《关于在山西开展能源革命综合改革试点的意见》、《山西能源革命综合改革试点行动方案》,利用我省的氢能资源禀赋,构建氢能产业链和创新链,掌握氢能领域技术制高点和发展先机,促进我省氢能产业快速发展,现发布2020年能源革命氢能领域项目指南。

氢能领域科技重大专项的总体目标是:鼓励高校科研院所与省内相关龙头企业开展氢能领域的合作,按照“围绕产业链,部署创新链”的要求,突破新型储氢、运氢、用氢环节中的重大基础前沿理论,攻克高密度储氢、高效率燃料电池、车载氢燃料电池发动机系统等环节的关键技术,形成一批具有国际先进水平的高效、绿色、低成本氢能关键技术及装备,为山西能源革命综合试点做出贡献。

申报单位应根据指南的支持方向,面向解决重大科学问题和突破关键技术进行一体化设计。鼓励围绕一个重大科学问题或重要应用目标,多学科联合,从基础研究到应用全链条组织项目。鼓励依托国家重点实验室等重要科研基地组织项目。申报项目的研究内容须涵盖指南所列的全部考核指标。

除特殊说明外,每个方向拟支持项目数均为1项。

重大攻关方向:

1.碳纤维复合材料IV型塑料内胆高压储氢容器的研制与开发

研究内容: IV型高压储氢容器采用塑料内胆,碳纤维缠绕层数多,内胆制作困难,强度要求高,目前行业内尚无完全可借鉴的经验。针对IV型高压储氢容器的要求,重点突破塑料内胆的研制总体技术要求;进行碳纤维缠绕路径的优化设计;开展内胆的机加工艺研究;开展项目产品水压试验研究;进行项目产品缠绕层无损检测以及缠绕层与内胆界面之间的无损检测研究。

考核指标:碳纤维高压储氢容器公称压力70 MPa,破裂压力达到115 MPa,储氢量高达9wt%,压力循环次数高达20万次;与Ⅲ型高压容器的比较,满足相同设计指标下碳纤维的使用量减少35%左右,成本降低30~40%, 形成年产100个产品的小试示范规模。

2. 加氢关键部件安全性能测试技术及装备示范

研究内容:针对加氢站关键零部件泄漏、断裂等问题,开展相应的安全性能测试技术及装备研究。具体包括:加氢站关键零部件失效模式分析、故障检测和安全评价技术;密封件及密封材料在高压氢环境中损伤检测技术及测试装备;供氢系统关键零部件高压高速氢气冲击(蚀)/自燃损伤检测技术及测试装备;火灾等极端条件下加氢站高压储氢容器的失效机制和泄爆技术。

考核指标:密封材料在高压氢环境中损伤检测装置:氢气压力 140 MPa、温度 0~200 ℃,氢气环境内部动态力施加装置行程≥20 mm;密封件临氢环境服役性能测试装置:测试压力140 MPa、测试温度-60~150 ℃,氢气自动循环频率≥3次/分钟;高压氢气冲击(蚀)/自燃测试装备:测试压力140 MPa、测试温度-60~150 ℃,最大氢气流速≥ 60 m/s;建立高压氢环境典型密封材料性能数据库、相关测试评价方法及技术标准。

3. 新一代高温氢燃料电池非铂催化剂材料及器件

研究内容: 开发适用于高温氢燃料电池的低铂(Pt)及非贵金属催化剂,同时增强催化剂耐久性,建立催化剂多元素、多组分结构模型,设计新型催化剂复合结构;建立针对催化剂的多通道高密度碳基载体体系;并将催化剂与复合金属双极板相匹配,进一步组装成单电池、电堆实体,测试并对材料进行改性,获得适用新型高温氢燃料电池的高功率密度、长寿命电池器件。

考核指标: 高温氢燃料电池膜电极中Pt用量≤0.3 g/kW;高温氢燃料电池催化剂膜电极运行温度高于140℃,电压为0.4 V条件下,电流密度≥500 mA/cm2,并稳定运行100 h以上,功率衰减不大于10%;质量比活性≥450 mA/mg,完成下一代高温氢燃料电池的中试示范生产。

4.燃料电池高温质子交换膜批量制备及应用技术

研究内容:针对车用燃料电池的要求,重点突破高温无湿度条件下应用的质子交换膜的产业化技术;结合离子膜发展,创新自具微孔聚合物膜应用技术;开发胺类功能单体纯化技术,大自由体积碱性聚合物制备技术;耐高温质子交换树脂分散溶液制备技术;酸固载和自由基作用机理研究;高质子传导及稳定的高温质子交换膜连续制备技术与装备。

考核指标:聚合物特性粘度大于1.3 dL/g;质子交换树脂溶液固含量≥3 wt%,使用溶剂沸点低于110 ℃;质子交换膜厚度≥50 μm、偏差≤±5%,酸担载量(ADL)大于7,酸保持率大于80 % (80℃, 40 % RH);质子传导率≥0.1~0.25 S/cm(180 ℃,无加湿),质子传导率稳定性大于1000小时(180℃,10 % RH);实现400 mm幅宽卷对卷连续制备技术,实现在160~200 ℃的温度范围内稳定工作,形成年产2万平米中试示范生产。

5. 大功率车载氢燃料电池发动机系统核心技术及示范

研究内容: 开发高功率密度、长寿命的车用氢燃料电池动力系统。基于车载工况,开展供气、供氢、冷却、DC-DC等子系统关键零部件系统架构模块化集成设计;开发大功率氢燃料发动机稳定可靠精准实时在线控制、测试及监测系统等关键技术;并进行装车示范应用。

考核指标:开发完成氢燃料电池发动机系统,发动机系统额定功率>150 kW,发动机系统效率≥45%,发动机系统功率密度体积比≥600 W/L,发动机系统寿命≥15000 h;建立发动机系统测试平台,建成年产1000台以上的生产线,完成产品开发,实现不少于5辆的高混合度氢燃料电池重卡示范应用。

6. 氢燃料电池应用技术研究及机车研制

研究内容:针对燃料电池在机车上的应用需求,重点突破氢燃料电池在机车上的应用相关技术,开展氢燃料电池在机车上的应用及混合动力技术研究;开展不同功率等级的动力包技术研究;研究氢燃料电池动力机车控制系统开发相关应用层软件;搭建不同功率氢燃料电池动力机车的通用平台,实现氢燃料电池动力机车系统集成。

考核指标:(1)氢燃料电池动力机车平台,轴数:4轴/6轴,轮周输出功率:1000 kW/700 kW/500 kW,启动牵引力:≥200 kN/≥160 kN/≥120 kN,持续牵引力:≥200 kN/≥160 kN/≥120 kN,最高运营速度≥80 km/h;(2)氢燃料电池与其它动力方式的匹配及混合动力能量管理策略满足机车功率输出需求;(3)动力包实现模块化、系列化设计;(4)机车控制系统及应用层软件满足机车控制及人机交互功能需求;(5)氢燃料电池具有模块化、节能、零排放、低噪声的特点,具有中试及产业化生产的条件。

 

燃煤发电领域

山西是国家大型煤电基地。为贯彻落实《关于在山西开展能源革命综合改革试点的意见》、《山西能源革命综合改革试点行动方案》,持续推进高效清洁燃煤技术创新,为解决能源结构调整、利用效率、应急调峰能力等重大问题提供技术手段和解决方案,同时为实现经济社会可持续发展、应对气候变化、环境质量等多重目标提供技术支撑和持续动力,现发布2020年度燃煤发电领域项目指南。

煤电领域科技重大专项的总体目标是:深度挖掘火力发电的节能潜力,开发应对新能源的燃煤机组电力调度和热力调度新技术,研制新型先进能源装备,同时布局智慧能源系统。通过攻克若干关键性技术问题,促进形成一批国际领先的燃煤高效清洁利用技术,引领电力、热力行业技术进步和产业优化升级。

申报单位应根据指南的支持方向,面向解决重大科学问题和突破关键技术进行一体化设计。鼓励围绕一个重大科学问题或重要应用目标,多学科联合,从基础研究到应用全链条组织项目。申报项目的研究内容须涵盖指南所列的全部考核指标。

除特殊说明外,每个方向拟支持项目数均为1项。

重大攻关方向:

1、循环流化床机组清洁高效热电适应性调峰技术及工程示范

研究内容:针对因新能源电力的不确定性和间隙性而带来的热电厂电力调度和热力调度难等技术问题,深入研究燃煤热电厂基于热电解耦的热力系统最大化供热方案及其装备研制,开发供热适应性调峰技术;研究循环流化床机组深度调峰技术和低温脱硫脱硝技术;研究锅炉新型低温压火启动技术;研究一、二次热网协同供热优化策略,开发供热智能调控技术,为燃煤热电厂灵活性运行提供全新的技术支撑。

考核指标:(1)燃煤机组热电解耦,可以零电力,实现供热调峰能力最大化;(2)循环流化床锅炉最低稳燃负荷低于15%,不投油稳燃启动;(3)建设300MW等级以上循环流化床机组示范工程。

2、煤气化耦合煤粉锅炉超低负荷稳燃技术开发与示范

研究内容:针对现有煤粉锅炉低负荷调峰仅能维持在负荷40-50%额定负荷,且燃油消耗大的问题,开发煤气化耦合煤粉燃烧的新型助燃技术。研究新型煤气化-燃烧调峰稳燃系统的煤种适应性、气固流动、气化燃烧反应行为和新型稳燃系统与不同规模煤粉锅炉燃烧系统匹配行为以及安全保障技术,设计耦合煤气化-燃烧的煤粉锅炉稳燃系统的关键结构。形成新型煤粉锅炉无油超低负荷稳燃系统的工程技术理论和设计方法,开发基于煤高温气化的新型燃烧器技术,满足煤粉锅炉超低负荷稳定燃烧的技术需求,技术指标达到国际先进水平。

参考指标:(1)可用于低挥发分的无烟煤、贫瘦煤种;(2)煤粉锅炉机组额定负荷>300MW;低负荷稳燃运行工况:≤20%额定负荷; (2)完成煤粉锅炉超低负荷安全稳定运行工业示范,单次最长调峰时间≥6h,累计调峰运行时间≥60h,锅炉低负荷连续运行时间≥168h。

3、超低温热管式空气预热器关键技术及工程示范

研究内容:热管式空气预热器应用于常规电厂锅炉烟气余热回收时,由于存在酸露点腐蚀问题,排烟温度均控制在上百度,仍存在大量的低温热损失。循环流化床锅炉具有炉内SO2高效脱除的优势,可以将烟气温度降低到90℃以下,能够显著提高锅炉热效率。研发新型高效热管换热介质,研究热管换热器防腐防磨镀膜技术,开发新型热管规模化工业生产的定量灌装技术,实现换热介质在线除气、定量灌装和真空控制,形成超低温热管式空气预热器成套设计和制造技术。

考核指标:(1)热管换热器在-30℃环境温度下,传热性能与水热管性能相当;(2)传热介质在线除气,除气后含气率不大于1%,热管内控制真空度优于10-3Pa;(3)工质定量灌装精度不低于2%;(4)建立热管式空气预热器示范工程,锅炉热效率提高3~5%。

4、火电机组全过程节能智能监控技术及工程示范

研究内容:基于智慧电厂的发展趋势,研究基于自适应数据库的光谱辨识方法,开发多煤质同时快速精确测量技术;研发锅炉给煤精细化控制系统;开发电站锅炉三维立体温度场测量和燃烧优化技术;研究汽轮机配汽方式及冷端优化;研究基于大数据分析的热力设备状态性能监测和故障诊断方法;开发大数据节能分析和管理平台。

考核指标:(1)煤的热值、挥发分、灰分等元素线上分析误差小于5%,测量时间小于5分钟;(2)建设锅炉给煤精细化控制系统;(3)在60%负荷下,锅炉效率提高1-2%,汽轮机热耗率降低50kJ/kW.h,机组供电煤耗下降2-3 g/ kW.h;(4)温度测量范围700-1800℃,误差±1.5%;(5)建立300~660MW示范工程,形成基于大数据分析的节能监测平台。

5、CO2低能耗捕集和高效合成制氢燃料关键技术及工程示范

研究内容:现有的燃煤电厂CO2捕集装置主要采用醇胺溶剂吸收和分离方法,存在腐蚀、氧化变性、能耗大等问题,致使电厂的运行效率显著降低,难以规模化应用。探索低能耗CO2捕捉方法及其利用技术,开发新型节能环保型CO2吸收剂,建立物性数据库和工艺流程仿真模型,优化吸收分离工艺,研发高效CO2捕捉装备;开发CO2转化合成制氢燃料的新型催化剂及制备技术;研究太阳能光催化和热化学循环耦合分解CO2和H2O制氢燃料方法,形成成套技术及装备,并实现小规模工程示范。

考核指标:(1)CO2的分离比超过90%;(2)吸收剂的消耗量低于1 kg/tCO2; (3)制取氢燃料的效率不低于10%;(4)建设一个烟气量7.5~100万标立方米的示范工程。

 

 
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