新工艺

本期杂志以电力电缆为主题，诚邀业界专家学者、技术人员对就电力电缆的发展及展望、电缆工程生产准备及验收、电线电缆产品标准体系、电缆运维服务的标准化、产业化，电缆及通道运维管理和运检技术、人才培养、电缆领域的新技术、新工艺、新材料、新装备的应用等重点内容展开论述，就予以关注的问题提出建议。

从空气中直接捕集二氧化碳(Direct Air Capture，简称 DAC 技术)是一项新兴的负碳化技术，已有多个 DAC 技术项目在美国、加拿大、冰岛等国家实现规模化生产与运营。DAC 技术是遏制全球变暖趋势的一大利器，且能够最小化全生命周期减少碳足迹。但受制于目前捕集成本高(220 美金/吨~460 美金/吨)，规模化捕集受到影响。公司灵感源于世界首台直接碳捕集设备 Orca (Climeworks 公司研发，比尔盖茨投资，市值高达 70 亿美金)。黑鲸能源依托上海交大ITEWA 交叉学科团队的先进材料技术，采用聚胺浸渍高性能介孔吸附剂，研发了“基于蒸汽辅助变温变压吸附技术”的设备，可实现低能耗的空气中的二氧化碳捕集。黑鲸能源基于新吸附剂材料的突破和新工艺的研发，将成功突破捕集成本瓶颈，捕集成本能做到 120 美金吨~150 美金/吨。未来可通过扩大规模，例如采用余热回收再利用等工艺，来进一步降低能耗，从而降低 DAC 技术的捕集成本，力争实现每吨二氧化碳捕集成本 100 美金以内。

对湖北电网和地域特点作了介绍，分享了典型案例，并做经验总结：1.应急处置工作要讲政治、顾大局；2.充分与地方政府及行业主管部门汇报沟通；3.充分发挥电力系统集团作战优势；4.充分发挥各相关专业人员的作用；5.充分运用新技术、新工艺、新材料、新设备；6.勇于突破和尝试。

2023 年度天津市自然科学基金项目指南中，在新能源领域强调项目要面向国家双碳目标，开展原创性、引领性基础研究。推动物质绿色创造与制造海河实验室围绕碳基资源转化绿色新工艺开展科研攻关。采用“揭榜挂帅”机制实施“碳达峰碳中和科技重大专项”，围绕钢铁行业低碳技术创新需求立项 2 项科研项目。在年度组织实施的科技领军（培育）企业重大创新项目、京津冀协同创新项目，突出低碳方向的科立项，2023 年已立项 6 项，支持财政资金 1000 万元。

2024年是中国能源转型迈向下一全新阶段的开始，该阶段是以可再生能源系统与传统电力系统的适应耦合发展为主基调,而绿氨产业在此能源转型的新阶段扮演了极为关键的一环，有望在 2-3年实现爆发性快速增长。云道资本结合产业发展趋势与中早期股权投资角度，认为绿氨产业在合成环节新工艺、绿氨应用-掺烧工艺最值得关注;就成长期投资而言，结合政策分析与产业发展的逐步落地，已拥有三北地区近火电厂的可再生能源项目(清洁电力、绿氢)或者已拥有一定绿氨产能的能源型大型企业有望在3-5年内实现规模量产，迎来明显利好

据统计，70%的刀闸卡涩、拒动问题是由于转动部位润滑失效导致。刀闸转动部位陈旧润滑油形成的干酒油泥不再具有润滑作用，而传统检修方法无法彻底清理轴销轴套缝隙内的油泥，受转动部件结构所限，从外部涂抹的润滑油无法全面覆盖轴销接触面，导致轴销锈蚀，加重刀闸卡涩，严重时甚至发生拒动。此外，对于断路器操作机构，由于布局密集紧澳无法有效清理和润滑，影响动作特性。 传统方法只能将润滑油涂抹于轴销外围，润滑油不能有效进入轴销与轴套接触面的缝障内，润滑效果不理想。 根据国家电网公司隔高开关完善化改造内容要求：轴套、轴销传动连接必须具有自润滑措施，国网河北省电力有限公司“何利平创新工作室”研发了刀闸防卡涩新工艺。该成果通过高压清洗注油装置和自润滑式轴销，达到轴销转动部位检修周期内免维护。

火力发电机组锅炉尾部受热面水平管组为了防止管排受热变形下沉等情况发生，多采用直通管排固定卡及悬吊管处吊卡吊耳等固定方式，烟气进入后在此区域容易形成烟气走廊而造成吊耳等处局部冲刷，尤其在吹灰区域内吹灰器运行发生问题时，更加速了上述部位的冲刷，虽尾部竖并烟道低温过热器、低温再热器、省煤器外侧管都加有护铁，但由于管卡吊耳等阻碍，护铁并不能充分加到根部，会有空白裸露处管段，它们在烟气走廊里在吹灰器的作用下加速局部吹损减薄，特别是管排深处第3根管以后的，防爆检查人员很难触及到，这样就会留下爆管隐患，从其它方面说这些位置如果更换管段也十分困难。 创新点就是在无法改变目前运行状况的情况下，让尾部受热面特殊部位不被冲刷和吹损。然后通过类比和分析的方法，并受承压管段加防磨瓦的启发，针对不同部位不同状况，借鉴新工艺等技法解决问题。

配电网建设是电力十三五规划的重点工作，据统计，目前配电网90%的故障是断路故障，其中有90%发生在导线与电气设备的连接部位，配电网接续技术落后是导致连接部位薄弱的关键原因，为此亟需提高配电网设备连接可靠性。液压技术是金属导线接续的最优技术之一，仅次于熔接技术，兼顾了经济性与可靠性。但目前的液压技术多应用于大截面输电导线接续，中小截面配电导线缺少先进的压接接续工艺。配电设备引出线需要经常装拆，限制了液压技术的应用，一般采用螺栓紧固工艺。目前，螺栓坚固的接续工艺应用广泛，各种设备线夹、并沟线夹，甚至缠绕绑扎等传统手工接续工艺沿用至今。1.依靠螺栓压紧或手工缠绕，电气接续面积小且可靠性低;2.工艺质量依赖人的手艺，操作繁琐，无法自动化、标准化;3.运行可靠性低．检修周期短、运维成本高。2016年，在国网长沙供电公司和国网株洲供电公司推广导线并列接续工艺及其装备。经过2年的推广试用，新工艺的可靠性、经济性得到了湖南省电力有限公司专家认可，2017年湖南省电力有限公司要求成果进行产业化生产，在全省进行全面推广使用，新建配电线路要求采用新工艺施工及验收。

本技术属于《国家重点支持的高新技术领域》第四类“新材料”中“金属及金属基复合新材料制备技术”的研究范畴。 我国建有世界最大的输电网络，运行总里程近150万公里，年电阻损耗高达2千亿kWh。我国领先开发硼化、稀土化技术，将铝导体导电率由59%IACS提升到61%IACS，但在低成本保证强度下进一步提高导电率遇到了困难，长期无法突破。主要存在以下技术难题：①没有掌握微合金元素匹配提高导电率的方法，缺少对应的配方；②工业纯铝熔液中2μm以下微杂质和微气孔不能有效去除，影响强度和导电率；③传统轧制和热处理工艺难以兼顾高强度和高导电率，且能源利用率低。针对以上问题，国网河北电科院牵头，通过产学研联合攻关，提出了富铁相析出提高导电率的新方法，发明了原料配方、铝液净化、导线制备工艺等专有技术，实现了低成本下铝导体导电率和强度同步提升。 本项目发明了高强度高导电率低成本铝导体材料制备技术。建立了微量元素存在状态与性能的关系模型，掌握了铁硅、硅锑等微合金化元素最佳配比，发明了用99.7%电工铝锭生产63%IACS高导电率硬铝导体的成分配方，首次提出富铁相析出提高导电率的新方法，突破了原料纯度要求高的技术瓶颈。发明了有效去除微缺陷的铝熔液净化系列技术。提出了Al2O3纳米刺球吸附微气泡和微杂质，惰性气体、离心、真空复合除氢，聚合气孔抑制组合技术，开发了米刺球制备装置、铝液除氢系统、旋压浇注装置，有效去除微缺陷，保留了原有合金成分，系统解决了气孔、杂质降低导线强度和导电率的技术难题。发明了节能型铝丝制备技术。提出了将温度控制和余热利用相结合，低温轧制、分段热处理的导线制备新工艺，通过富铁相沿晶界析出、晶粒径向细化和轴向延长，在保证强度的基础上提高了导电率，攻克了低成本稳定生产63%IACS高导电率硬铝导线的技术难关。 本项目授权发明专利8项，发表核心及以上论文6篇。单丝和导线均通过了国家权威机构检测。经中国电机工程学会成果鉴定，整体技术达到了国际领先水平。本技术还应用于其它铝导体制备，成功开发出铝包钢芯高导电率铝绞线、63%IACS高导电率铝导体，带动系列铝导体研究迈上了更高层级，极大提升了我国输电技术水平。

我国“十三五”时期将努力发展天然气做为未来高效清洁能源的目标，2017年我国天然气消费总量为2426亿方，进口946亿方（见下图），对外进口依存度达到39%。针对近期出台的一系列非常规天然气产业发展的规划以及关于推动大型煤制天然气产业的技术进步和提高自主研发装备水平的需要，以华能准东40亿方每年煤制天然气项目为基础，着力开发等温甲烷化反应器及催化剂关键技术。煤制天然气甲烷化反应是强放热，催化剂需要在高水热条件下保持高活性和选择性，目前该催化剂在国内4个工业示范项目中尚未国产化。研究团队针对研制宽温耐高温高效的甲烷化催化剂，一氧化碳转化率、甲烷选择性、低温活性、耐高温抗积碳性能、温度和压力操作范围均达到国外同类产品水平，降低因进口国外催化剂带来的高昂使用成本。目前煤制气工艺采用的是国外上个世纪70年代开发的多段绝热固定床工艺，工艺流程长、设备数量多、气体循环量大。为缩短工艺流程，研发团队开发出基于等温甲烷化反应器的两段式煤制天然气成套技术，降低甲烷化反应温度和催化剂的使用条件，延长寿命，增加产品时空产率，同时工业侧线试验验证技术可行性，提高煤制天然气项目的技术经济性。基于等温反应器的两段式甲烧化新工艺及专用催化剂技术的成果开发，提高煤制天然气项目的经济效益和环境效益，为我国大型煤制天然气技术和装备研究以及推广提供技术支撑。