建大故事

【建大故事】创新引领科研 坚守成就卓越——记北京学者王随林教授的科技创新之路

部门:宣传部 供稿:高蕾 摄影:高蕾 审核:孙冬梅 发布时间:2015-10-23 阅读次数:

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        2015年,对于环能学院王随林教授来说是收获的一年。
        1月9日上午,人民大会堂隆重举行2014年国家科学技术奖励大会,习近平主席等党和国家领导人为获奖代表颁奖。我校环能学院王随林教授主持完成的“防腐高效低温烟气冷凝余热深度利用技术”荣获国家技术发明二等奖,填补了近五年来北京市属单位主持荣获国家技术发明奖的空白。也是我校首次获得这一奖项。
        7月,王随林教授被北京市政府评为北京学者。9月17日北京市委组织部与人保局为北京学者颁发证书和工作室标牌,9月22日北京市人保局和学校举行隆重的“北京学者王随林工作室”揭牌仪式上,校长张爱林说,王随林教授入选北京学者和“北京学者王随林工作室”揭牌是我校师资队伍建设中领军人才建设工程的一个突破性的、里程碑式的进展。学校将举全校之力把北京学者打造成为学科领军人才建设的示范工程,充分发挥北京学者品牌的示范效应。

 

 

社会需求催生科技创新
       上世纪末以来,随着世界能源优质化和我国能源结构调整,天然气利用作为优质能源快速发展,天然气燃烧设备快速发展,数量越来越多,设备容量越来越大,应用领域越来越广,从家用小热水器到工业锅炉/炉窑及电站大锅炉。但我国天然气储量少,对外依存度高,天然气的高效利用既是节能减排需要,又对保证国家能源安全意义重大。
       供热锅炉和热电厂及工业锅炉/炉窑等天然气热能动力设备是天然气主要用户,其排烟温度高约200~1000℃,排烟余热损失约20%~70%,造成高能耗、高排放、高成本,低效率和效益。
       长期以来,国内外主要集中于高中温烟气余热利用,对于150℃~200℃以下、特别是露点以下低温烟气余热利用甚少,且主要是家用热水器/炉或小型设备。
       在热能动力设备尾部设置烟气冷凝换热装置,将排烟温度降到露点以下,可回收烟气中显热和燃气燃烧产生大量水蒸汽的凝结潜热,烟气冷凝水可吸收净化烟气中COx、NOx、SOx等,经处理可资源化再利用。
       烟气冷凝水PH值约2.5~5.7,会对设备造成腐蚀,耐腐蚀材料导热性能差;低温传热温差小、设备耗材和体积大、成本高;紧凑型设备流动阻力大,影响燃烧,甚至造成安全事故。因此,烟气冷凝余热深度利用中协同高效热回收与防腐蚀成为国际性难题。
       十多年来,王随林带领团队将热科学与腐蚀防护及材料科学研究相结合,产学研合作,依托国家自然基金、北京市自然基金、北京市科委和教委科技项目、国家科技支撑计划项目、国际合作项目,从基础与机理研究着手,研发出强化传热技术、防腐技术、流动减阻降噪技术、设备大型化与工程优化技术,攻克了协同高效热回收与防腐国际性难题。
       据乌鲁木齐市供热行业管理办公室副主任寿德介绍,乌鲁木齐市从2010年开始煤改气,2012年在全市范围内全面实施煤改气,改造完之后,燃气锅炉的排烟温度为80~120℃之间,特别是大吨位的锅炉热量损失非常严重,乌鲁木齐需要对供热企业补贴大量资金。为了节约天然气这种稀有资源,同时也解决市政府财政上的压力,从2014年提出对大吨位锅炉进行烟气余热深度回收改造,采用了王随林教授的烟气余热深度改造的技术,取得了明显的效果,原有的排烟温度从100度左右降到了30~40℃,节能效果非常明显,锅炉的节能率都能达到10%以上,这项技术得到乌鲁木齐市委市政府的高度评价。因此,在去年改造的基础之上,乌鲁木齐市政府提出了大范围地使用这项技术,2015年4月乌鲁木齐供热行业管理办公室带着十几家供热企业来我校参观学习,进一步推广这项技术。
成果服务社会惠及民生
       正是因为“防腐高效低温烟气冷凝余热深度利用技术”是以节能减排和社会环境及经济效益最大化为目标,进行创新和攻坚克难,因此,在北京、新疆、黑龙江、甘肃、辽宁、四川等地工程应用,节能、节水、减排与社会环境经济效益显著,推广应用潜力巨大,成果服务社会、惠及民生。
       这一技术提高了我国天然气能源利用水平和同类产品国际竞争力,引领了低温烟气余热深度利用技术的发展。
       北京市2015年用气量预计180亿m3,若全市推广,节气10%,可节气18亿m3/年。若全国推广,按2010年耗气量1070亿m3计,每年可节气107亿m3,并减排CO2和NOx。我国2015年天然气对外依存度将从15%增长到35%,若全国推广,可降低对外依存度到5%~25%。同时,对减缓天然气供需矛盾、保证国家能源安全和能源结构调整意义重大。
       在科研攻关中,王教授付出了巨大的努力,正是对科研工作的热爱和严谨求实、无私奉献敬业精神引领着她坚定走下去。为了得到工程现场第一手资料,王教授亲自考察了300多座锅炉房,考察了电厂、油田、建材、纺织、化工、食品加工等工业锅炉和窑炉100多处。在示范工程建设中与工人一起进行安装与调试、进行跟踪实测。北京华通热力公司新疆市场部经理欧阳晖说,“王随林教授在工作中的严谨认真、不放过每个细节的工作态度,不仅让我们的合作非常顺畅,而且对于我们从事科研工作也是一种指导和教育。”乌鲁木齐市供热办寿德主任说“在合作过程中,王教授团队的敬业精神令我们非常感动,改造过程中遇到问题,他们都是第一时间赶赴现场,与行业部门和供热企业密切配合积极解决问题,这让我们非常感动。”

 

 

北京学者工作室
发展前景广阔
       经过多年的努力,王随林教授获得了丰硕的成就:以第一完成人获国家技术发明二等奖(2014年),北京市科学技术一等奖(发明类,2012年),中国防腐蚀行业发明专利金奖(2012年),中国发明专利优秀奖(2013年)、华夏建设科技奖(2013年);申报国际发明专利已通过PCT落地欧盟(第一发明人);培养了博士和硕士研究生55名,先后与大连理工大学、清华大学、英国诺丁汉大学、赫尔大学、伦敦大学等学者及企业长期合作,形成了多学科协同、产学研用结合的优秀创新团队,形成了较高知名度和影响力的学科方向。
       党委书记王建中说,“提升自主创新能力是推进科教互动培养高水平创新人才和产学研用协同创新的重要举措,是学校服务国家创新驱动战略和首都“四个中心”定位的核心价值追求。王随林教授的科技成果瞄准国家节能减排战略需求,自主研发成果卓著、惠及民生,已经成为环境与能源工程领域中的建大品牌。”
       9月,王随林教授当选为北京学者,这是我校教师首次获此殊荣。北京学者计划是北京市高层次专业技术人才选拔和培养体系的重要组成部分,旨在培养造就在自然科学、工程科学技术和哲学社会科学领域具有国际先进水平的科学家、工程师和名家大师。2015年全市共选拔北京学者14人,其中市属高等学校仅有5人入选。
       在“北京学者王随林工作室”揭牌仪式暨北京学者培养交流座谈会上,王随林教授表示,一定不辜负北京市、学校的希望,尽最大努力,为京津冀和我国节能环保与大气治理做出应有的贡献,形成国际领先水平的具有很好发展潜力的科研团队。做好、做强、做出水平、做出贡献、做出品牌,使工作室成为立足首都、面向全国和国际的高水平研究、开发、成果转化、技术集成推广和国内外交流与合作的平台和基地。
       烟气冷凝余热利用深度是国际天然气高效利用的重要标志;解决天然气紧缺和减少大氧化物排放及雾霾防控的大气治理中,余热利用更为重要,是国际社会能源环境领域热点和我国节能环保产业重中之重。而燃煤清洁高效利用,意义更为重大,难度也更大。
       如今,王随林教授还在为着自己热爱的科研与节能事业日夜忙碌着,与国内外相关领域高水平研究人员和团队合作,继续扩展燃煤余热利用与烟气净化处理及余热梯级利用的跨学科研究,努力为解决我国能源紧缺和节能环保与大气治理事业做出重要的贡献。





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