他研制的垃圾焚烧设备打破国外垄断

2018-6-21  来源:重庆日报
 

  重庆科技学院机械与动力工程学院教授周雄

  他研制的垃圾焚烧设备打破国外垄断

近日,重庆科技学院(大学城)机械学院,周雄与同事在一起工作。记者 谢智强 摄

  核心提示

  三峰环境集团2000年引进德国马丁公司全套技术,仅仅过了四年时间就实现了全部国产化,价格比进口设备便宜一半。重庆市科协副主席、垃圾焚烧发电技术研究院常务副院长周雄在其中发挥了不可忽视的作用。此后,周雄利用他那双善于发现问题的眼睛,解决了不少行业痛点难点问题,多次打破了国外产品的垄断,成为市场上的大赢家。

  人物名片

  周雄,重庆市科协党组成员、副主席,重庆科技学院科研处处长、机械与动力工程学院教授,重庆市生活垃圾资源处理协同创新中心(第二)主任,其研发技术多次打破国外垄断。

  专家观点

  ●知识不仅要学习,更要会应用。既要牢固掌握基本知识,又要努力拓展专业领域,实现多学科交叉融合,才能将知识用好用活,才能使自己创新创造。

  ●科技工作者要凝心定气,弄清社会需求和发展趋势,找准和自己专业相关的社会需要解决的痛点和难点,紧跟时代发展潮流,不被一时困难击退。

  说起三峰环境集团,在垃圾焚烧领域可是大名鼎鼎。这家企业在全球101座城市有120个垃圾焚烧发电项目,市场占有率超过1/3。

  早在2000年,成立刚两年的重庆三峰环境公司就引进了拥有垃圾焚烧技术及烟气处理经验的德国马丁公司全套技术,包括焚烧炉、锅炉、烟气净化和自动控制四大系统。

  然而,4年之后,三峰集团的垃圾焚烧技术设备就实现了全部国产化,不仅价格比进口设备便宜一半,而且所有技术指标包括排放指标均达到国外同类设备的运行指标。

  三峰环境的设备之所以能完全国产化,重庆市科协副主席、原垃圾焚烧发电技术研究院常务副院长周雄在其中发挥了不可忽视的作用。

  发现国外厂商“陷阱”

  赢得与三峰公司合作的机会

  2003年,位于北碚的同兴垃圾焚烧发电厂正在建设中。当时,除了液压机控制系统和烟气处置雾化器外,国外进口设备的大多数零部件技术难题已被重庆科研人员攻克。

  一次,周雄和同兴垃圾发电厂的朋友聊天时,偶然得知发电厂从国外进口的液压控制设备还没有实现国产化,周雄脱口而出:“我们最擅长做这个。”

  当时,重庆三峰环境公司已和国内著名的液压公司初步达成协议,共同开发垃圾焚烧炉液压系统,因此无意同周雄所在的重庆科技学院合作。但本着学习的态度,周雄还是来到发电厂里研究原装进口的液压系统。

  时值7月,周雄不顾闷热的天气和垃圾的臭气,在现场呆了两天。他发现了一个奇怪的现象:液压比例阀前端可编程信号放大器和焚烧炉的中控系统出来的信号不匹配。

  这是怎么回事?无意中,周雄把液压控制设备控制柜中的一大把进线扎拿开,发现了问题所在。原来,控制线扎后面藏有一排小小的芯片,为了防止被抄袭,芯片上的字被厂家擦掉了,上面还贴了小纸片,看不出产品型号。他推测,这是国外厂商为了防止技术被复制,通过安装芯片在设备中设置的陷阱。

  正是发现了这个国外厂商的“陷阱”,周雄打动了重庆三峰环境公司,赢得了合作的机会。

  凭着自己的经验,周雄根据重庆的环境条件和焚烧炉使用中实际存在的问题,避开了原有的“陷阱”,重新设计了液压及控制系统,使三峰环境公司从第二个项目就用上了完全国产化并且性能更好的液压及控制系统。

  从捅蜂窝煤中获得启发

  研发出垃圾气化炉子技术

  周雄在垃圾焚烧发电领域的第二个成绩,是和自己的团队研发了城市生活垃圾气化燃烧技术。

  垃圾气化是指在高温(400至600℃)和气化介质(空气、氧气、水蒸气等)的共同作用下,将垃圾中的有机成分转化为可燃合成气(主要是一氧化碳、氢气和甲烷)。在这个过程中,垃圾是先进入气化炉通入高温烟气气化产生可燃气体,气化后垃圾进入高温过氧焚烧,产生的高温烟气全部送入气化段作为气化需要的高温气体。气化产生的可燃气体不经过传统的锅炉、汽轮机发电,直接送燃气轮机。

  与目前的主流垃圾焚烧炉相比,垃圾气化炉有几个好处:一是产生的烟气量少,源头产生的污染物也少,处理烟气费用降低;二是同样的燃烧热效率更高,发电量更大;三是使得垃圾处理设备小型化。

  周雄把攻关目标放在气化炉部分,并为此进行了3年多试验。在实验中他发现采用现有的炉排模式虽然能大量连续处理垃圾,但产生的可燃气体体积比始终不能达到送入燃气轮机的最低体积比条件。

  在一次试验中,他突然想到自己小时候曾用火钩捅蜂窝煤。随着火钩上下移动,炉子里的氧气增加,蜂窝煤也燃烧得更旺。能不能借鉴这种增加热空气提升实际气化量的方式,让垃圾气化得更加充分,气化产生可燃气体体积比低的问题也就迎刃而解?

  于是,周雄和他的团队对传统的气化段炉排进行了改造,在倾斜炉床开圆孔安装上可以上下移动的管子,管子顶盖封住,四周开很多通热空气的孔,管子上下移动一方面输送和翻转垃圾,另一方面可以加大垃圾与热空气的接触,有利于垃圾更有效气化。目前这项技术已通过小型试验,正在改建中试基地,申请专利,准备做项目推广。

  公派交流中发现商机

  设计电解铅自动化生产线

  2007年,周雄到日本公派交流学习半年,本想把日本的农机技术引入重庆,却发现由于地形差异,为标准化农田设计的日本农机在多山地的重庆难以派上用场。不过,在参观工厂时接触到的再生铅冶炼技术,让他有了意外的收获。

  他在考察中敏锐地觉察到,将废旧电池电解精炼,并把其中的铅提纯出来重新使用的循环经济方式,虽然当时在国内仍属冷门,但随着环保产业的备受重视,必将成为热门行业。2008年回国后,他一头扎进了铅冶炼的研究中。

  周雄学的是液压专业,而并非有色金属冶炼专业。他白天工作,晚上研究铅冶炼工艺。由于本身学习的专业不是学有色金属冶炼,因此他更容易突破一些惯性思维,也对一些人们认为理所应当该采用的参数和生产方式提出了质疑。最终,他从优化铅冶炼的传统过程入手,经过3年攻关,设计出了电铅阴极薄片机、阳极立模自动铸造机、阴极自动制造机、残阳极自动洗板机、阴极自动拔棒机和铜棒自动清洗机,研发出国内最先进的大极板铅电解自动化装备。

  这种新型设备一面市就大受欢迎,销售到湖南、云南、内蒙古等地,带来累计超亿元的订单,几乎“承包”了国内大极板铅电解主体设备系统设计。今年,该设备还将进入安徽华铂、浙江天能等国内动力电池的龙头企业。

  值得一提的是,这套装置不仅打破了以往国内电解铅自动化生产线成套设备依靠进口的被动局面,而且价格还不到进口设备的1/3。日本厂商和湖南某上市公司曾先后联络周雄想洽谈收购事宜,均被他婉拒。

  为实现铅电解的“中国制造2025”,周雄还提出了用无人小车代替车间行车,把仓储管理系统移植到铅电解槽的生产管理上,以此实现铅电解的完全无人化,可节省大型厂房投资成本并降低人力成本。

  本报记者 廖雪梅

(责编:陈易、张祎)

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