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2020年度省级科学技术进步奖参评项目简介
一、项目名称：燃煤电厂烟塔合一冷却塔排烟关键技术与工程应用
二、提名单位：秦皇岛经济技术开发区管委会
三、项目简介：
燃煤电厂“烟塔合一”排烟将烟囱和冷却塔合二为一，因节约投资、节省土地、改善景观等优势而具有良好的应用前景。但塔外大气环境影响不确定、塔内排烟是否引起塔壁腐蚀及冷却塔结构安全等问题制约了其大量应用。因此塔外大气环境影响评估技术、塔内流场演变与塔壁污染模拟技术和结构安全设计技术是亟待解决的关键性难题。项目历时15年通过自主创新与攻关，构建了烟塔合一排烟全过程环保安全一体化技术体系。主要创新点如下：
1、创建了塔外大气环境影响评估关键技术体系
发明了基于两侧节流叶片设计的直流吹式阵性风洞、示踪气体混合配气模拟污染物排放法、建立了塔后空腔区测量方法和边界判定准则，构建了冷却塔排烟大气环境影响评估关键技术体系，解决了常规风洞
无法模拟自然风、相似准则下风洞实验无法模拟烟气流速和无法判定塔后受影响居民区范围等难题，提高了塔周围大气污染物模拟精度50%，实现了工程大气环境防护距离的准确设定，为环境管理提供了决策依据。
2、创建了塔内流场演变与塔壁污染模拟关键技术体系
发明了燃烧发烟法可视化示踪剂释放技术、全自动大气污染物48点同步采样及分析系统和回流式闭路开路两用风洞，构建了塔内流场演变与塔壁污染模拟关键技术体系，建立了塔内烟囱、烟气关键参数取值和评估方法，解决了塔内流场演变模拟中发烟量无法精确控制和污染物三维分布无法同步测量的难题，提高了系统模拟精度10%以上，指导了工程的精准设计，实现了全负荷和复杂环境下有效排烟，避免塔内腐蚀。
3、建立了排烟冷却塔等效荷载模型与安全加固设计技术
建立了排烟冷却塔施工全过程多目标等效静力风荷载模型，揭示了强/台风环境下风振背景、共振响应分布特征与耦合自激作用机理，探讨了强风、地震、自重、温度和施工荷载共同作用下排烟冷却塔结构受力机制。开展了多管道优化排烟冷却塔刚体测压和气弹测振物理风洞试验，提出了最优开孔尺寸和角度，确定了增加局部塔筒壁厚和环向加肋的加固技术方案，提升局部稳定性能25%，提高临界失稳风速15%。
4、建立了烟塔合一排烟全过程环保安全一体化设计体系
率先建立了综合考虑环境影响评估、塔壁污染模拟、结构安全强度的塔筒与烟囱选型及安全结构模拟关键技术体系，提出了烟塔合一排烟环保安全一体化设计理念，建立了一套适用于我国工程模拟的地形、气象和风荷载参数数据库，系统开发出“烟塔合一排烟全过程优化设计”集成平台，实现了其全过程多目标的设计关键技术和应用，并解决了国内80%以上该类工程的评估与建设问题。
四、主要完成单位及创新推广贡献：
本项目的主要完成单位是XX公司、XX公司、**大学、**大学、**大学共同合作完成。在国家重大科技专项、环保公益性行业专项、电力企业委托等项目支持下，项目历时15年研究，以实现“烟塔合一”排烟全过程环保和安全为目标，在塔外大气环境影响评估关键技术体系、塔内流场演变与塔壁污染模拟关键技术体系、排烟冷却塔等效荷载模型与安全加固设计技术方面取得了系列创新成果，构建了烟塔合一排烟全过程环保安全一体化技术体系。系列成果全面解决了冷却塔内外排烟环境和安全方面的问题，全面提升了“烟塔合一”工程设计与建设水平，极大地促进了排烟冷却塔技术在我国的推广应用。
五、应用情况及效益情况：
项目研究成果已成功应用于我国30余座“烟塔合一”排烟发电项目，覆盖国内80%以上的该类项目，并
建立了系列典型示范工程，节约建设投资费用超过4.5亿元，生命周期内（30年）节约运行费用超过36亿元，合计经济效益40.5亿元。
此项目建立了“烟塔合一”塔外大气环境影响评估体系，为排烟冷却塔在我国的推广应用提供了环境管理决策支持；解决了我国部分地区存在的因航空管制等原因导致的烟囱超高而无法建设燃煤供热电厂的问题，为区域内的居民生活集中供热和工业集中供汽提供了保障，社会效益显著；项目成果推动了我国在该学科领域的技术进步。
六、主要知识产权和标准规范等目录：
七、主要完成人情况：
姓名：王圣
排名：1
技术职称：研究员级高工
工作单位：XX公司
完成单位：XX公司
对本项目技术创新性贡献：项目总负责人，主持项目的总体思路、实施方案与技术路线，组织实施了“烟塔合一”塔外大气环境影响评

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