工業(yè)自動化復(fù)雜工藝流程中的電伴熱溫度控制技術(shù)

　　今年，工業(yè)自動化領(lǐng)域再次成為焦點，兩大亮點展覽會備受矚目：第20屆上海國際智能工業(yè)裝配與自動化展覽會（IATEXPO2023）和工業(yè)自動化展（IAS）。展覽會展示了自動化裝配、傳輸、機(jī)器人集成等領(lǐng)域的創(chuàng)新技術(shù)。IAS展還包括智能制造、運動控制、智能傳感等主題板塊。這些技術(shù)在推動工業(yè)自動化的發(fā)展中發(fā)揮著關(guān)鍵作用。然而，電伴熱技術(shù)可能不太引人注目，但卻在許多工業(yè)應(yīng)用中發(fā)揮著關(guān)鍵作用。它們確保液體保持適當(dāng)?shù)臏囟?#xff0c;提高能源效率，保護(hù)設(shè)備免受損壞。電伴熱技術(shù)為工業(yè)界提供了一種關(guān)鍵的、可靠的溫度控制解決方案，從而確保了生產(chǎn)過程的順利進(jìn)行。
　　正是在這個展覽會的浩瀚技術(shù)海洋中，記者有幸找到了專家徐微分，準(zhǔn)備進(jìn)行一次獨家專訪。徐微分一直以來都以其專業(yè)知識和創(chuàng)新解決方案在電伴熱領(lǐng)域嶄露頭角。她為石油、化工、電力、醫(yī)藥、冶金、食品、船舶、海洋平臺等眾多行業(yè)的客戶提供定制化的解決方案，確保管道、閥門、容器、儀表及管線在極端工作條件下保持適當(dāng)?shù)臏囟取ｋ姲闊峒夹g(shù)雖然不太引人注目，但它們在復(fù)雜工藝流程溫度控制的工業(yè)自動化的關(guān)鍵崗位上靜默發(fā)揮著作用，確保了生產(chǎn)過程的順利進(jìn)行。我們期待通過這次專訪，探索徐微分如何為復(fù)雜工藝流程溫度控制的工業(yè)自動化開辟新的前景，引領(lǐng)未來的不斷發(fā)展。請繼續(xù)關(guān)注我們的報道，一同揭示這個不太引人注目但至關(guān)重要的技術(shù)領(lǐng)域的秘密。
　　徐微分是一位在電伴熱領(lǐng)域擁有豐富經(jīng)驗和卓越成就的專家。她擁有同濟(jì)大學(xué)的自動化學(xué)士學(xué)位和復(fù)旦大學(xué)的MBA碩士學(xué)位，這使得她在技術(shù)和管理方面都具備了深厚的理論基礎(chǔ)。作為一位領(lǐng)導(dǎo)者，徐微分帶領(lǐng)公司研發(fā)團(tuán)隊、電伴熱應(yīng)用技術(shù)團(tuán)隊和電伴熱產(chǎn)品團(tuán)隊，完成了一系列項目的攻關(guān)和挑戰(zhàn)。？？？
　　2004年，首次國內(nèi)本土電伴熱技術(shù)的創(chuàng)新
　　鑒于我國富煤、貧油、少氣的能源結(jié)構(gòu)，迫切需要升級煤化工。現(xiàn)代煤化工中煤液化和煤氣化技術(shù)是兩個重要的方向，同時也面臨著安全性、穩(wěn)定性、精確性、高效性等技術(shù)挑戰(zhàn)。
　　徐微分在煤氣化和煤液化的電伴熱應(yīng)用中，參與了一系列關(guān)鍵項目，推動了電伴熱在煤氣化和煤液化項目中的發(fā)展，通過詳細(xì)的工程分析和現(xiàn)場調(diào)查，深入研究了問題的本質(zhì)，包括溫度控制的技術(shù)挑戰(zhàn)和潛在風(fēng)險。作為項目總負(fù)責(zé)人，徐微分果斷應(yīng)用電伴熱技術(shù)成功解決了裝置發(fā)電過程中相關(guān)介質(zhì)管道的溫度穩(wěn)定問題，從而提高了裝置的運行效率。
　　徐微分在兩家能源世界五百強企業(yè)的煤液化和煤氣化項目中，首次引入電伴熱系統(tǒng)解決了溫度控制問題。這項技術(shù)創(chuàng)新為世界首套百萬噸級煤直接液化示范項目和投產(chǎn)2000噸的合成氨煤氣化裝置提供了關(guān)鍵支持。
　　電伴熱技術(shù)的成功應(yīng)用相對于傳統(tǒng)的蒸汽伴熱方式具有多重優(yōu)勢。首先，它能夠提供更高的能源利用效率，因為電能可以直接轉(zhuǎn)化為熱能，無需經(jīng)歷蒸汽傳輸中的能源損失和溫度不穩(wěn)定問題。這一特點在煤液化和煤氣化等高能耗過程中尤為重要，有助于減少能源浪費，大幅提高了能源轉(zhuǎn)化效率。
　　其次，電伴熱系統(tǒng)的應(yīng)用在中國的煤化工行業(yè)中居于領(lǐng)先地位。不論是在煤氣化裝置中的控制系統(tǒng)，還是在中試煤制油試驗裝置中的溫控系統(tǒng)優(yōu)化，電伴熱技術(shù)都為這些項目提供了創(chuàng)新解決方案。特別是在新興的煤化工產(chǎn)業(yè)中，工藝特殊性使得細(xì)節(jié)問題變得尤為重要，而徐微分通過技術(shù)能力出色地掌控介質(zhì)溫度，有效減少了雜質(zhì)，提高了整個能源轉(zhuǎn)化率。
　　徐微分電伴熱方案的成功，提高了整個的能源的轉(zhuǎn)化率，節(jié)省人力、物力、財力的投入。這些項目都是在國內(nèi)屬于首次采用電伴熱系統(tǒng)，是國家能源安全戰(zhàn)略發(fā)展的重要里程碑。
　　2018年，創(chuàng)新改良高效塔式光熱熔鹽吸熱器系統(tǒng)電伴熱
　　熔鹽吸熱器系統(tǒng)是一種在太陽能熱發(fā)電領(lǐng)域中使用的關(guān)鍵組件，用于將太陽能轉(zhuǎn)化為熱能，并進(jìn)一步將其用于發(fā)電。該系統(tǒng)的主要目標(biāo)是捕捉和集中太陽光的熱能，然后將其傳遞給工質(zhì)（通常是熔鹽），使其升溫。這個升溫的熔鹽可以用于產(chǎn)生蒸汽，然后通過蒸汽輪機(jī)產(chǎn)生電力。
　　中國以前以煤發(fā)電為主，綠色能源占比比較低，受技術(shù)和成本影響，光熱項目的商業(yè)化應(yīng)用在全球都處于逐步探索階段，徐微分和她的團(tuán)隊與光熱工程設(shè)計團(tuán)隊合作，創(chuàng)新改良了光熱發(fā)電項目中電伴熱熔鹽吸熱器系統(tǒng)應(yīng)用，率先解決了高可控性、高穩(wěn)定性、高輸出性的行業(yè)難點，讓塔式發(fā)電站不再不受溫差影響，實現(xiàn)了24小時穩(wěn)定發(fā)電。
　　徐微分創(chuàng)新將電伴熱技術(shù)與熔鹽吸熱器相結(jié)合。在吸熱器內(nèi)部引入電熱元件，精確地控制熔鹽的溫度，提高了系統(tǒng)的可控性。使得太陽能熱發(fā)電在不同天氣和溫度條件下穩(wěn)定地工作。徐微分還改進(jìn)熔鹽吸熱器的設(shè)計，采用了先進(jìn)的材料和結(jié)構(gòu)，以應(yīng)對高溫、高壓和長時間運行對系統(tǒng)的挑戰(zhàn)。這使得系統(tǒng)可以在不斷變化的氣象條件下保持高效運行，無論是在極寒的冬季還是酷熱的夏季。
　　通過大量的實驗和優(yōu)化工作，以確保系統(tǒng)的輸出性能最大化徐微分帶領(lǐng)團(tuán)隊精心調(diào)整了熔鹽吸熱器的流體動力學(xué)特性，使其能夠高效地吸收和傳遞太陽光的熱能。這不僅提高了系統(tǒng)的發(fā)電效率，還降低了能源損耗。
　　徐微分的電伴熱熔鹽吸熱器系統(tǒng)已經(jīng)成功應(yīng)用于國家太陽能熱發(fā)電示范項目中，實現(xiàn)了清潔電力的生產(chǎn)。這一成就不僅推動了中國光熱發(fā)電項目的商業(yè)化應(yīng)用，還為全球光熱發(fā)電技術(shù)的發(fā)展開辟了新的道路。徐微分的貢獻(xiàn)在光熱發(fā)電領(lǐng)域的技術(shù)創(chuàng)新和應(yīng)用方面不可忽視，為可再生能源領(lǐng)域帶來了新的希望。
　　現(xiàn)在，電伴熱系統(tǒng)使得塔式光熱發(fā)電不受溫差和技術(shù)的影響，正式開啟了光熱產(chǎn)業(yè)發(fā)展的序幕。光熱電站項目建成投產(chǎn)后，預(yù)計可實現(xiàn)年供電量1.983億度清潔電力，每年可節(jié)約標(biāo)煤6.19萬噸，相當(dāng)于減排二氧化硫約61.89噸、氮氧化物約61.89噸、煙塵約19.84噸、二氧化碳15.48萬噸?？梢詫崿F(xiàn)穩(wěn)定的電力輸出和良好的調(diào)節(jié)性能。
　　作為綠色環(huán)保項目，發(fā)電品質(zhì)和效率更優(yōu)于光伏和風(fēng)力發(fā)電。為推進(jìn)光熱產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展，在我國哈密市中長期發(fā)展規(guī)劃中，光熱發(fā)電總裝機(jī)500萬千瓦，規(guī)劃時間從“十三五”到“十五五”期間，全力打造百萬千瓦級光熱發(fā)電基地。同時，研究規(guī)劃發(fā)展配套光熱裝備制造業(yè)，為光熱產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供支撐。
　　2014年，開創(chuàng)我國常規(guī)電廠進(jìn)軍核電調(diào)試板塊的先河
　　在前文中，我們討論了能源技術(shù)的演進(jìn)，從煤電到光熱發(fā)電，再到核能發(fā)電?，F(xiàn)在，我們深入了解核能發(fā)電，這是一種清潔能源技術(shù)，利用核反應(yīng)來生成電能。
　　核能發(fā)電利用核能來加熱水或其他工質(zhì)，然后通過蒸汽輪機(jī)驅(qū)動發(fā)電機(jī)，將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能。
　　核能發(fā)電中的有一個關(guān)鍵系統(tǒng)，稱為硼加熱系統(tǒng)。硼加熱系統(tǒng)是核能供電站的輔助系統(tǒng)，其主要任務(wù)是確保核反應(yīng)堆中的硼酸溶液保持在安全溫度范圍內(nèi)，以防止硼酸在低溫條件下結(jié)晶并堵塞管道，從而維護(hù)核反應(yīng)堆的安全運行。該系統(tǒng)包括伴熱帶、溫度監(jiān)測和控制系統(tǒng)，以及冗余系統(tǒng)。
　　傳統(tǒng)的硼加熱系統(tǒng)通常采用進(jìn)口的304L外護(hù)套材質(zhì)的MI礦物絕緣電伴熱帶、機(jī)械式溫控器和導(dǎo)熱膠泥等傳統(tǒng)方法。然而，這些傳統(tǒng)方法存在一些限制，包括效率、可靠性和性能方面的限制。進(jìn)口材料可能受供應(yīng)鏈和配件問題的影響，并且需要更頻繁的維護(hù)，增加了維護(hù)成本。此外，機(jī)械式溫控器不夠精確和可靠，導(dǎo)熱膠泥可能在長期使用后老化和破裂，導(dǎo)致傳熱效率下降或發(fā)生故障。
　　隨著核電項目國產(chǎn)化的深入推進(jìn)，對于硼加熱系統(tǒng)的國產(chǎn)化以及應(yīng)用選擇也提出了新的要求。徐微分與國內(nèi)核電工程師合作，進(jìn)行了深入的探討，包括硼加熱的控制系統(tǒng)、伴熱帶的材質(zhì)優(yōu)化以及導(dǎo)熱膠泥的應(yīng)用等，以滿足國內(nèi)核電項目的需求。
　　為了傳統(tǒng)硼加熱系統(tǒng)的缺點問題，徐微分率先采用了更先進(jìn)的PLC冗余控制系統(tǒng)和耐腐蝕性能更好的321外護(hù)套材質(zhì)的伴熱帶裝置。這些創(chuàng)新解決了硼在低溫下結(jié)晶可能導(dǎo)致的核電設(shè)備故障和管道堵塞等問題，確保核電站的安全穩(wěn)定運行。
　　在紅沿河核電站項目中，徐微分深度參與保溫伴熱設(shè)計項目，以確保含硼溶液的管道和設(shè)備保持在安全溫度范圍內(nèi)。這項工程包括儲存溶液的箱體設(shè)備、輸送溶液的泵設(shè)備以及相關(guān)管道。不同管道和設(shè)備需要根據(jù)不同的濃度含硼溶液和溫度需求進(jìn)行保溫伴熱設(shè)計，以防止溶液溫度降低時發(fā)生失溫結(jié)晶和設(shè)備或管道堵塞。
　　最終，在徐微分的引導(dǎo)和牽頭下，國內(nèi)中廣核核電項目采用了數(shù)字化集成控制系統(tǒng)，使用PLC進(jìn)行集成控制，并采用了321外護(hù)套材質(zhì)的伴熱帶，從而淘汰了精度不高的機(jī)械式溫控器。這種控制方式具有測量準(zhǔn)確、檢查方便、控制精度高和查詢歷史溫度趨勢方便的優(yōu)點。硼加熱系統(tǒng)采用了分布式結(jié)構(gòu)，包括監(jiān)視層、過程控制層和現(xiàn)場設(shè)備，包括熱電偶、熱電偶接線箱、伴熱纜、伴熱纜配電柜、PLC控制柜和上位機(jī)等。這標(biāo)志著我國常規(guī)電廠進(jìn)軍核電調(diào)試領(lǐng)域的先河。
　　紅沿河核電站的6號機(jī)組于2022年6月23日實現(xiàn)高質(zhì)量投產(chǎn)，標(biāo)志著該核電站的全面建成。這一項目為我國提供了強大的核能發(fā)電能力，促進(jìn)了環(huán)保效益提升，為國家雙碳戰(zhàn)略做出了重要貢獻(xiàn)。
　　在工業(yè)自動化領(lǐng)域，創(chuàng)新是前進(jìn)的動力，而徐微分就是這一領(lǐng)域的杰出代表之一。電伴熱技術(shù)雖然在視覺上不太引人注目，但正如專訪中所展示的那樣，它在工業(yè)自動化的大舞臺上發(fā)揮了不可或缺的作用。從煤氣化到光熱發(fā)電，再到核電站，電伴熱技術(shù)的創(chuàng)新應(yīng)用不斷拓展著能源領(lǐng)域的邊界，為清潔、高效、安全的能源轉(zhuǎn)換提供了可靠的支持。
　　徐微分的努力和創(chuàng)新精神在這一系列項目中都有所體現(xiàn)，不僅為中國能源安全戰(zhàn)略的發(fā)展打下了堅實基礎(chǔ)，還為全球能源技術(shù)的進(jìn)步開辟了新的道路。她的成就彰顯了個人堅持不懈的追求和對技術(shù)的深刻理解，同時也鼓舞著更多人在工業(yè)自動化領(lǐng)域追求創(chuàng)新，為未來的自動化世界貢獻(xiàn)更多的智慧和力量。
　　讓我們共同期待著更多像徐微分這樣的創(chuàng)新者，為工業(yè)自動化帶來新的前景，為我們的未來不斷創(chuàng)造可能性。在這個看似不太引人注目但至關(guān)重要的技術(shù)領(lǐng)域中，有著無限的潛力等待被挖掘，也有著無限的機(jī)遇等待被抓住。讓我們一同揭示這個領(lǐng)域的秘密，探索未來的可能性。