科技日报记者 张景阳

近日，中国职工技术协会发布了关于2022年度职工技术创新成果的决定，由国电投燕山湖发电公司完成的专利《大型电站全衬碳化硅陶瓷旋流燃烧器的关键技术研发与应用》获得一等奖。

记者了解到，本技术方案的燃烧器内衬材料采用碳化硅陶瓷制造，利用碳化硅陶瓷的耐磨、耐高温、抗热震等性能，将燃烧器所有煤粉流通部位衬碳化硅陶瓷，碳化硅陶瓷整体烧结，外壳采用耐热钢结构形式，使碳化硅陶瓷和钢复合为一体，形成碳化硅陶瓷/钢复合结构，达国际领先水平。

这种复合结构，在碳化硅陶瓷和外壳钢之间填充专用粘接剂，以保证常温时的装配尺寸，使碳化硅陶瓷与外壳钢之间保留一定的膨胀间隙，提高了设备的整体强度及抗冲击水平，进而提高了燃烧器的可靠性和使用寿命。

研发团队负责人介绍，在技术研发过程中，团队共攻克三个技术难点与创新点。一是在碳化硅/氮化硅复合陶瓷原料中加入适量的大颗粒碳化硅陶瓷和（或）氮化硅陶瓷颗粒及莫来石陶瓷纤维，研发出多元强化大颗粒碳化硅/氮化硅复相陶瓷材料。解决了陶瓷材料抗热震性能和强度兼顾问题；二是采用1200度、1400度和1420度分别保温适当时间，进一步提高了陶瓷氮化率，使新型碳化硅/氮化硅复合陶瓷中硅含量小于0.15%水平。三是通过在金属和陶瓷间增加陶瓷纤维弹性垫，提出了“金属与陶瓷间弹性连接”工艺，解决了高温运行工况下金属变形导致陶瓷破裂的问题。

目前，该技术成果已成功应用于燕山湖发电600MW机组锅炉的生产运行中。使用全衬多元强化大颗粒碳化硅/氮化硅复相陶瓷的旋流燃烧器后使得锅炉的热效率平均提升0.17%，锅炉热效率每升高1%，降低煤耗3.3g/KWh计算，煤耗降低0.561g/KWh，每年按28亿发电量核算，每年可节约燃煤1600吨，标煤按600元/吨计算，每年节约96万元。