问题: 传统余热发电技术长期依赖蒸汽循环,效率低、能耗高,成为制约工业绿色发展的瓶颈。
以钢铁行业为例,余热发电多采用“烧开水”模式,通过水蒸气驱动汽轮机发电,净发电量有限,且设备庞大、热源适应性差。
原因: 超临界二氧化碳发电技术的出现,为解决这一难题提供了新思路。
该技术以二氧化碳为循环工质,在31℃、7.38兆帕条件下形成超临界态流体,兼具气体流动性与液体高密度特性,可大幅提升热传导效率。
中国核动力研究设计院研发的“超碳一号”技术,通过封闭循环设计,实现了设备小型化、反应快速化,且对热源品质要求更低。
影响: 首钢水城钢铁集团的示范工程显示,该机组每吨烧结矿余热净发电量达21千瓦时,较行业平均水平提升55%,年发电量达1.2亿度,为企业增收数千万元。
济钢集团在关停钢铁主业后,凭借冶金工程经验精准嫁接新技术,攻克88项关键技术难题,推动实验室成果产业化,为传统工业转型树立标杆。
对策: 项目团队通过23个月的技术攻关,自主研制30余种试验装置,完成上千次测试。
例如,为满足管道7.38兆帕高压耐受要求,技术人员采用人工打磨工艺,将壁厚公差控制在±2.5%,远超国标精度。
此外,通过结晶称重法检测微米级杂质,确保系统清洁度,最终实现装置稳定运行。
前景: 该技术有望在钢铁、化工等高耗能行业推广,突破全球中小功率规模余热利用效率瓶颈。
山东省已将此类创新纳入新质生产力培育计划,未来或推动超临界二氧化碳发电技术向地热、光热等领域延伸,助力“双碳”目标实现。
从“余热发电如何更高效”这一产业共性问题出发,示范工程给出的答案是以场景牵引打通“技术—工程—产业”链条,把创新成果转化为可持续的生产力。
传统企业的转型升级,既需要壮士断腕的决心,也需要面向未来的技术选择与组织能力。
以示范为起点、以标准化和规模化为路径,让更多“实验室里的可能性”走进工厂车间,将为我国制造业高质量发展与绿色低碳转型注入更坚实的动力。