改革开放40年丨听中国工程院院士们讲述40年电力芳华

时间:2018-12-19 15:24来源:中国电力报 作者:智能电气时代编辑部 点击:
电动汽车发展已成必然趋势 陈清泉院士 1937年1月生于印度尼西亚,原籍福建漳州,电机电力驱动和电动车专家,中国工程院院士。先后担任世界电动车协会主席,亚太电动车协会主席等职务。 1976年我到香港以后,看到美国政府正大力资助电动汽车研发,因为在二十世纪六十年代发生了石油危机,油价突然涨高,石油危机促使美国立法来支持电动汽车的研发。那时候我受到美国研发电动汽车的鼓舞开始关心电动汽车,然后我就发表了关于电动汽车电动机设计方面的文章。因为这篇文章引起了同行的关注,夏威夷大学主动派人找我到香港大学建立了国际电动

电动汽车发展已成必然趋势

陈清泉院士

1937年1月生于印度尼西亚,原籍福建漳州,电机电力驱动和电动车专家,中国工程院院士。先后担任世界电动车协会主席,亚太电动车协会主席等职务。

1976年我到香港以后,看到美国政府正大力资助电动汽车研发,因为在二十世纪六十年代发生了石油危机,油价突然涨高,石油危机促使美国立法来支持电动汽车的研发。那时候我受到美国研发电动汽车的鼓舞开始关心电动汽车,然后我就发表了关于电动汽车电动机设计方面的文章。因为这篇文章引起了同行的关注,夏威夷大学主动派人找我到香港大学建立了国际电动汽车研究中心。

我认为中国有望成为电动汽车王国,因为中国对电动汽车的需求比任何一个国家都要强烈。第一,中国是缺油的国家,中国的进口油已经达到58%左右。第二,中国经济发展很快,造成空气质量下降,所以环保的压力比任何国家都要迫切。第三,中国的汽车还在发展,中国现在汽车的保有量还在增加,假如这些汽车不改造,中国能源安全与环保问题就会越来越严重,所以中国必须要发展新能源汽车。

现在中国的产量已经是世界第一,但是百分比不是,若要电动汽车对能源、环保有影响力,电动汽车一定要占有百分比,这也是成为电动汽车王国的指标之一。中国基本上是分为几个阶段,从现在到2020年,中国电动汽车的主要目标是减少雾霾,改善空气质量。

调整能源结构促转型

黄其励院士

1941年1月生于辽宁,蒸汽工程专家,中国工程院院士。其主要研究领域为高效清洁燃烧及污染控制领域等方面。

清洁能源转型过程主要问题在于我们国家的资源分布不均衡,必须要靠“组合拳”来解决。在发电侧,大家应该联起手来,抱团为能源结构转变贡献力量,尽量争取做到用户需求那样的发电曲线。在输电侧,我们在西南、西北有大的风电、太阳能、水力发电的发电基地,要靠我国著名的特高压电网送到东部。同时,要把分散能源组织起来供给老百姓用电,就是微电网和分布式电网。在用电侧,用户可以采取很多的办法,我们叫虚拟调峰,产生可平移、可中断的负荷,当然也要号召大家都节电。这样通过发电、输电、用电全生产链,以及全社会共同努力,通过综合的措施,来解决可再生能源和清洁能源发展中所遇到的问题。

我们国家现在每年要烧5亿吨的油,其中大概两亿多吨用于汽车,油耗大对环境污染也非常严重。有的国家已经制定在2025或者2030年,就不再销售燃油汽车,我觉得我们国家也在按这个规划前进。

乙醇汽油破解减排难题

郝吉明院士

1946年8月生于山东,环境工程专家,中国工程院院士、清华大学环境学院教授。其主要研究领域为能源与环境、大气污染控制工程方面。

扩大生物质乙醇生产和推广主要有两大方面原因:一是与粮食生产和储存有关系,我们国家这些年粮食的储备比较多,储备时间长了就不能再食用或作为饲料,这些粮食怎么有效利用是大家关注的问题。二是减少对化石能源的依赖,尤其是我国逐渐进入一个机动车自主型产业的阶段,对液体燃料的需求比较高,但我国油类资源比较短缺。

所以从能源和粮食安全方面结合来讲,既有利于我们解决对化石能源的依赖,又使我们的陈化粮食得到有效利用,这两大背景对农业的发展和能源革命是非常好的一个结合点。

目前,应该说这个产业发展良好,我们在多个省市做了试点,取得了几个初步结果。一是乙醇汽油性能上跟纯汽油没有大的差别,但在减少二氧化碳排放、应对气候变化上是有重要影响的,另外把陈化粮食有效利用起来,也解决了粮食长时间积压带来的矛盾;二是我们在应对气候变化方面减少碳的排放,如果汽油当中含10%的乙醇,二氧化碳的净排放大概减少10%。关于氮氧化物的排放问题,不同的车型有不同的表现,不同的地区也有差异。

清洁燃烧遏制大气污染

倪维斗院士

1932年10月生于上海,动力机械工程专家,中国工程院院士,曾任清华大学副校长、校务委员。其主要研究领域为热力涡轮机系统和热动力系统动态学方面。

开始科研是文化大革命结束以后,那时候我已经46岁了。当时我国的发电设备比较落后,需要做一些工作来改造发电设备提高效率。1980年以后我转向了电力领域,在微观方面做了比较多的工作以后,再转到宏观就清楚一点。所以慢慢就从一个具体的功率问题,变成一个设备,从设备又变成几个设备组成一个系统,然后这个系统就组成一个大系统,慢慢就了解到这些系统互相之间的关系。

去煤化呼声越来越高,实际上真正产生污染的不是发电,主要是大量散煤燃烧,污染原因是各方面的,不是煤炭一方面,我国过去30年的发展,煤炭立下了汗马功劳,我认为不能把环境问题全归结在煤炭一方面,这样是不公平的。煤炭清洁化一是需要提高效率,还有就是煤炭作为一种物质,它要能量利用最优化,同时物质利用最优化,最主要应该发展甲醇和发电联产,这样就能够使煤的耗量效率大幅降低,减少污染。汽车用甲醇来代替汽油,煤炭将来要多联产,甲醇和发电同时进行,提高整个煤炭的利用效率,减少大气污染。

十二载深耕改进燃烧技术

秦裕琨院士

1933年5月生于上海,热能工程、燃烧学专家,中国工程院院士,曾任哈尔滨工业大学副校长、燃烧工程研究所所长。

由于当时我国不生产热水锅炉,所以当年的热水锅炉就是我们所说的直流锅炉,但是由于当时的供电不稳定,说不定什么时候就突然停电了,一停电,水不走了,但炉内还有火,所以水很快就被汽化蒸发,蒸发就会造成事故,非常危险。基于此,我当时一直在思索怎么解决这个问题,首先想到了自然循环,后来我经过反复计算分析、试验,成功研制出我国第一台自然循环热水锅炉。

当年在我国很流行流化床燃烧,因为它能够燃烧劣质煤、煤干石,所以在我国就慢慢推广起来了。当时制造了4台,2台装在广东韶关,2台装在黑龙江鸡西滴道,由于技术不成熟,当时出了一些问题,后来我经过反复试验,找到了技术不成熟的原因,通过改进技术,把问题解决了。

拿燃烧技术来说,一般燃烧节点有两个类型,一个是布置在4个角上的,一个是布置在前后墙,叫旋风热化器,我们搞这个旋风热化器也是在搞浓淡,让中间浓,周围淡,这个想法我是在1993年提出来的,直到2005年旋风热化器才获得了国家发明二等奖,经历了12年,所以并不是所有事情都能很顺利的完成,经过我们团队坚持不懈地努力,最后才成功了。

节能减排本质是提高效率

王仲奇院士

1932年生于河北,热力叶轮机械专家,中国工程院院士,1993年获国家自然科学奖二等奖。

二十世纪七八十年代,国际上非常重视“发动机弯扭叶片的气动成型理论、实验研究及数值计算”这一课题,可以说是当时的尖端领域。如果把这一课题攻克,在世界发动机研究领域可以被称为一场以改进涡轮叶片气动性能为主要内容的革命性变革。从国家的角度来讲,我国需要这项技术。我和我的团队用了10年时间攻克了这一难题,我们对发动机叶片沿其高度“扭曲”的基础上,增加了一个新的设计自由度,让叶片沿其高度“弯曲”,从而较易于控制流场中气动参数的合理分布,形成完整的弯扭叶片气动设计体系,为弯扭叶片工程设计提供了有效的工具。

无论对于哪个领域来讲,效率都是很关键的因素,这一技术,便提高了效率。这项技术不仅限于涡轮,还可以推广到航空发动机、大型燃气轮机以及压气机、风机上,达到优化流型,降低能量损失的目的。

彻底解决环境问题除了真正做好节能减排,还要提高效率。针对国家当前能源可持续发展战略的要求,效率和节能是同等重要的。效率提高了,同样的东西,产出有用的东西更多,何乐而不为?汽轮机如果提高哪怕百分之一的效率,仅增加的电力供给每年就不可估量。

循环流化床从无到有

岳光溪院士

1945年10月生于北京,清华大学动力机械系毕业,中国工程院院士,机械工程学院热能工程系研究员,享受国务院政府特殊津贴。

早在二十世纪九十年代初期,循环流化床──一种煤种适应性极强的清洁煤技术,已经初步发展并很快应用到产品中。我国由于投入不足、资金欠缺等多方面的原因,发展相对缓慢。

当时,国外的循环流化床燃烧设计理论基本是经验性的,实际上从基础理论到设计方法,他们并没有完全掌握。我们的这套理论体系是完全独立的循环流化床燃烧理论体系,研究清楚了循环流化床锅炉设计背后的道理,揭示了国外技术的缺陷和不适应中国条件的根本原因,使循环流化床锅炉设计从纯经验方式转向了理论指导方式。

比较其他的燃烧方式,它有优点但是也有缺点。它的污染控制成本低,但是厂用电高,而且对锅炉磨损大,那这个问题怎么解决?在这一点上,我们了解了这套新的设计理论,决定从流态设计的角度修改一下,有可能把这两个问题全解决了,这就是在2007年开发出来的第二代基于流态重构的节能型循环床。在这个理论指导下做出的循环床厂用电风机电耗降了30%。原来由于磨损造成锅炉容易爆管,之前每年的可用率约为90%,现在几乎达到100%,这个技术让太原锅炉厂的产值从几千万提高到了7、8亿,几乎翻了10倍。

一流设计成就世纪水电工程

郑守仁院士

1940年1月生于安徽,中国工程院院士,教授级高级工程师,享受国务院政府特殊津贴。

葛洲坝和三峡的截流问题是世界级难题,1997年三峡工程的大江截流是在葛洲坝工程形成的水库中实施的,当时面临的难题就是水深超出一般特大型工程截流水深的2~3倍,最深处有60米。另外的障碍就是江底存在20多米的软淤沙。水工模型试验表明,由于深水中高堤重压,截流戗堤进占过程中淤沙滑出,堤头随时可能坍塌。这是截流施工的重大隐患,我们通过查阅世界水利施工的文献,多次组织专家会诊,最终确定了“人造江底,深水变浅”平抛垫底的方案。用石渣料把截流江段江底的淤沙压住,使截流水深控制在30米左右,为安全施工创造了条件,也为三峡大坝建设施工留下了宝贵经验。

三峡工程的成败首先在设计,一流的设计才有一流的工程。“千年大计,国运所系。”我一直这样叮嘱设计人员,也时刻提醒自己。工程质量一定要放在第一位,设计人员在建设过程当中,要根据施工过程中出现的问题及时想办法解决,并完善设计。

1996年春节,在左岸非溢流坝8号坝段进行基础验收的现场,我发现有些松动的岩石还没有全部清干净,所以我就没有签字同意验收。我当场指出了基础处理的缺陷。后来,直到施工单位将基岩裂隙、松动块石等地质缺陷处理妥当,我才同意验收。对大坝来讲,坝基的建基特别重要,千万不能马虎,否则后患无穷。

(责任编辑:智能电气时代编辑部)
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