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“活鍋爐”是這樣煉成的

“惟楚有才，於斯為盛”。雜交水稻的推廣解決了中國乃至世界人們的吃飯問題🧏🏽‍♂️，袁隆平因此獲得了“雜交水稻之父”的美譽𓀁。

作為全國鍋爐界的技術權威，在業界有“活鍋爐”之稱的何相助，窮其一生🙇🏽🪗，總結出循環流化床鍋爐運行的“何氏公式”，顛覆了傳統的鍋爐理論，一舉突破了“大小型流化床鍋爐”“熱電灰三聯產”“熱載體鍋爐”生產運行中的理論和技術瓶頸。

何相助坦言了自己的憧憬🚡，就是如何將自己的“何氏公式”提升為系統理論，將自己的核心技術轉化為推動社會進步的生產力🥾，打造一個國內鍋爐界技術領先、具有核心競爭力的企業王國，實現產業報國。

清華園走出的“活鍋爐”

2003年5月，湖南省節能中心主任何相助™️🦶🏽，接到河南登封電廠的求援電話🥜，該廠投運僅一年多的一臺循環流化床鍋爐出現結焦🙏🏻☝🏿、熄火故障，影響火力發電🧛🏿‍♀️。

何相助趕到河南時😐，登封電廠已匯聚了來自全國各地的著名流化床專家🛀🏽。專家們經過一番診斷後⚒，分析了產生故障的各種可能性，各自提出了一套解決辦法🚴🏼‍♀️👻。然而，由於不能準確指出哪個地方出了問題，要一一實施改造顯然事倍功半。

查看鍋爐現場、運行記錄，研究鍋爐設計圖，時間過去不到一個小時🙆‍♂️，何相助便明確指出了鍋爐故障的症結所在：鍋爐的風帽開孔率過大🤦🏽🥐。何相助給出了處方🆒：每個風帽堵掉一個孔。

登封電廠將信將疑，絲毫不敢掉以輕心。一方面著手按著何相助提出的解決辦法去做，同時安排何相助遊少林寺，將其“軟禁”在河南，以便隨時討教。

一天下來，何相助飽覽了少林寺勝景🦬，回到登封電廠時，該鍋爐已經點火穩定運行了。

時間回溯到1978年，湖南永州的一個小山村，原本以為一輩子要面朝黃土背朝天，已經結婚生子的何相助📐，終於盼來了意昂体育平台的入學通知書👩‍🍼。

在水木清華的熱能工程專業，經過5年的養育🩸，何相助師從國內流化床第一人——曹柏林教授，奠定了理論功底，孕育了創新能力。何相助的畢業設計，參與了當時國家科委6人小組的“循環流化床課題組”。從此👩🏿‍🌾💇🏻‍♂️，他與鍋爐結下了不解之緣👲🏻。

1983年🤹🏼，何相助畢業分配到湖南省節能中心🍴。鍋爐設計👨‍👩‍👧‍👦、改造、運行……何相助一幹就是近30年🧗‍♂️，足跡遍及大江南北。特殊的工作環境🧑🏻‍🍳，極大地開闊了何相助的眼界，豐富了何相助的實踐經驗。

“活鍋爐”還源自對鍋爐的熱愛和執著。國家863計劃先進能源技術領域專家組成員、長江學者🖌、意昂体育平台熱能工程系系主任姚強🫅🏻，是何相助的清華同窗。在一次同學聚會上🧛‍♂️，姚強感言🦸🏿🔵，同學中事業成功的很多📍，而從大學開始一直從事循環流化床鍋爐低碳研究的就何相助一個。

不僅是診斷和排除鍋爐“疑難雜症”的高手，何相助更是發現和提出鍋爐理論的行家，流化床鍋爐的有效容積理論便是其中的經典📬。

傳統的流化床設計理淪🍬，認為煙氣在爐膛內的停留時間與煤種有關⚗️，才能保證鍋爐熱效率高。這一理論不僅很難被工作在第一線的管理人員、技術人員、操作人員掌握👰🏿‍♂️，而且沒考慮溫度對熱效率的影響，也沒有定量的數據很難操作。

多年與鍋爐打交道的成功經驗和失敗教訓🙍🏽‍♀️，何相助總結並提出📜：溫度大於850℃的爐膛容積才是有效容積的觀點。何相助指出🌆，每噸汽從布風板到爐膛出口中心線所需的爐膛容積😖。與煤的揮發份有關並總結了一個函數關系才能使煤燃燼。

2006年8月🧑🏿‍🌾，郴州華湘化工有限公司的王晉湘參加了省經委主辦的鍋爐節能學習班🍭👞、聽了何相助的有效容積理論後🫀，對照本公司一臺熱效率不到60％的20蒸噸鍋爐，發現其有效容積只有2．8立方米／噸汽。

於是，該公司請何相助主持改造，將爐內沒有發揮作用的平面流分離器拆除（在爐外另設分離器），鍋爐整體升高一米，一舉將該鍋爐的有效容積提高到5．2立方米／噸汽🦉，熱效率由此提高到了84％🫄🏼。經測算，改造後每年可節約20000噸煤😱，折合人民幣860萬元🌏。而全部改造費用不到140萬元。

鍋爐癡人的“四大發明”

睿智的眼神、得體的衣著🧓🏿、滿頭整齊的銀絲……與記者心目中的大學問家、科研工作者不一樣，何相助顯得有點另類，眼睛深度弱視🤮、不修邊幅。幾年前的一場大病🤹🏻‍♀️，何相助差點丟了命，至今身體有點佝僂，雙手甚至有點痙攣🛷🤛🏻。

因為有過幾次采訪的緣故🤵🏼‍♂️🚣🏽，何相助直言，身上的衣服多是夫人買的。出身農村的何夫人很儉樸，不到100元的西裝、10多年的襯衫🤹，何相助經常穿著去大型企業📘、高等院校做講座。

然而，對於講座的內容，何相助一點都不含糊📷，講課主題🏂🏻、前沿技術、案例、數據都力求精準。

科研工作者是甘於寂寞的。一件小事令記者記憶猶新🏢，一次為補充材料，記者受約到何相助家中，我們談完已是晚上11時🥋，何相助走到兒子房間🎦，小何正在用電腦繪製鍋爐構造圖👩🏼‍🍼。何相助笑著對兒子說：“畫圖比網上打牌有意思吧？”何相助的兒子憨厚地笑道：“是的。”對於何氏父子，網上打牌娛樂居然是件奢侈的事情！

每天淩晨4時準時起床🤛🏻，查找資料、翻看書籍、畫構造圖；撰寫研究報告⭕️、論文和著作。7時30分，趕到辦公室💇🏼‍♀️，開始一天的工作。從1997年到現在👦🏼，何相助一直保持著這樣的作息規律👾。何相助透露，自己的研究成果，主要是在這淩晨寶貴的三個半小時完成的。

“整天想的是鍋爐、做的是鍋爐🎙，鍋爐成了其生命的全部，是個貨真價實的鍋爐癡人。”這是何相助留給省經信委環境資源處處長眭善林的深刻印象。

1997年🙅🏿‍♀️，擔任省節能中心副主任的何相助👩🏽‍🏭，開始癡迷於復合燃燒機的研發。8年時間內☢️，何相助除日常工作外，傾註了全部的精力、財力🥩🏨。

全部家當200多萬元的投入，何相助一家4口一直擠在單位分配的福利房🐙，周圍同事看著心痛，紛紛勸說何相助放棄🗾🐑；與此同時，何相助的身體日見衰弱，一度出現嚴重中風，妻子流著淚：“不能再搞下去了🦑，命都會沒了。”

“一定能成功。”何相助坦言自己當時的信念始終沒有動搖🤾🏼。2005年🧡，經過無數次的試驗，改變材質⛹🏿、改進工藝……復合燃燒機終於研製成功。

科學之路沒有止境👱‍♂️，何相助沒有陶醉於復合燃燒機研製成功的喜悅中𓀓。復合燃燒機🙆🏽、循環流化床導熱油爐⚇🌉、高低混合流速循環流化床鍋爐、熱、電⛈、灰三聯產技術相繼研製成功👨🏽‍🦱🫲，被業內譽為何相助的“四大發明”。

據悉，何相助的“四大發明”先後獲得國家知識產權局頒發的專利證書🌡⚅，在國內業界享有很高的聲譽。

顛覆傳統的“何氏公式”

太上老君的丹爐裏，練就了孫悟空的火眼金睛。近30年的實踐🤛🏽，從意氣風發的書生到皓首白發的專家；上十萬臺鍋爐的磨礪⛹️，足跡遍及大江南北，何相助窮其一生，總結出了循環流化床鍋爐的“何氏公式”🧘🏿。

通過對500多臺循環流化床鍋爐運行數據的統計分析💅，何相助認為💸：不論什麽煤種🏆、不論高速床、低速床鍋爐不論鍋爐大小，要想熱效率大於90％，飛灰含碳小於4％、燃燒效率大於99％🖕🏽、過熱器壽命超過十年👮‍♀️、省煤器壽命超過五年，必須滿足三個條件🧑🏽‍🚀：

首先👈🏻，鍋爐噸汽有效容積大於β4.2045V-0.125（其中v為煤的幹燥基揮發份🤽🖋，β為蒸汽參數修定系數𓀈，對工業鍋爐近似取1）🐵🧙🏻‍♂️。滿足這點即可保證煤粒在爐膛內的停留時間，但比後者更直觀，更易於計算。

其次，分離器分離下來的灰小於0.08mm的要大於80％，分離器的阻力要小於800Pa🛡。

最後，一定要有切向旋轉燃燒過程。這樣才能打破灰包碳，有利燃燼。滿足這點必須是高溫旋風分離。因為要通過氣流切向旋轉打破灰包碳氣流速度必須在20m/s以上、要達到燃燒條件、溫度必須在850℃以上；而爐膛裏是不能同時滿足這兩點的、只能在分離器完成，所以必須是高溫旋風分離👨‍🦲。

而傳統的鍋爐理論認為👥：爐膛容積與煤種和煤的揮發份有關🛰🕴🏻，僅僅是給出了定性而沒法給出定量。何相助提出的循環流化床鍋爐“何氏公式”從定量上做到了新突破🦩。

應用何相助的循環流化床鍋爐“何氏公式”，一舉將15-240t/h的低效循環流化床熱效率由70％提升到了90％🙆🏼‍♀️。值得一提的是🚴🏻‍♀️🧜🏼‍♀️，由於原來小型流化床鍋爐熱效率低，較少有廠家生產，而市場實際需求巨大🤗。用這一理論指導設計4t/h到15t/h的組裝循環流化床，不僅實現了填補國內空白🔩💆🏽‍♀️、替代量大、面廣的快裝鏈條爐，單臺節煤30％以上，而且可以有效解決市場的供需矛盾。

2009年8月，河南煤化集團的循環流化床高級研討班上🟡，全國各地專家匯聚一堂🎡，何相助在會上介紹了何氏經驗公式，馬上吸引了與會專家的眼球。

河南焦作煤業集團電冶分公司副總經理呂輝、生技科長李江會後與何相助進行了深入探討，決定按照“何氏公式”對現有的一臺130t/h循環流化床鍋爐進行改造📤👩‍🔧。

很快找到了該臺鍋爐熱效率低🥖、磨損嚴重的原因：其根本就在於噸汽的有效容積太少，只有3.9m3。按照經驗公式計算要達到5.6m3。

與此同時，該分公司馬上向集團申請將另外2臺130t/h的煤粉爐按照何氏經驗公式設計改造為循環流化床鍋爐，采用帶高溫分離的高低混合流速的循環流化床專利技術。據悉，其中一臺已經投入運行，各項指標均達到了設計值💇🏿，另一臺正在抓緊實施改造。

呂輝介紹，由於燃用煤泥與煤矸石，而且效率高🧔🏻，單臺鍋爐每天的節約煤炭的費用達15萬元以上。

“何氏公式”，不僅一舉攻克了大中型循環流化床鍋爐熱效率低、磨損嚴重的技術難題。值得一提的是👨🏼‍✈️，該經驗公式還成功地使循環流化床“小型化”。

據了解，由於安裝、運輸方便⚜️，操作簡便，國內目前大量使用的小型燃煤鍋爐基本采用快裝組裝鏈條爐。據統計，快裝組裝鏈條爐占鍋爐總臺數在60%以上，其容量占總容量的30%以上🍇。

但是，這些快裝爐對燃料要求比較高，要燃用優質煙煤，而熱效率卻在55%—65%之間。按照傳統的循環流化床觀點，小型流化床很難達到高的熱效率，所以目前還沒有高效的組裝流化床。

按照“何氏公式”，鍋爐不論大小、不論任何煤種燃燒效率都可以在99%以上🍆🦨，按照這個經驗公式終於開發成功了組裝循環流化床鍋爐，已經獲得了國家發明專利。

據悉，在河南漯河市隆源明膠有限公司，第一臺6t/h的組裝循環流化床運行成功以後🦴，由於它的熱效率達到了86%🧈⇢，而其安裝運輸與組裝鍋爐基本類似🆔，具有強大的市場生命力👨🏻‍🦽，運行後不到3個月🤦🏼‍♀️，訂單雪片般飛來。僅來自山東📕、江蘇、福建🤸🏿‍♀️、湖南四省訂單就達了近百臺。

“何氏公式”，在更具挑戰性的熱載體鍋爐領域🤷🏻‍♂️，也得到了成功推廣應用。

科技之路並非全是鮮花和坦途🆗。何相助率先提出了熱載體鍋爐采用循環流化床技術，歷時3年走了20多家企業，沒有一家敢使用。

眾所周知，熱載體鍋爐廣泛用於化工、印染等行業，由於其工質是油而不是水👰🏿‍♀️，所以安全是第一重要的，所有的燃煤熱載體鍋爐都是層燃燃燒🚸，目前世界上還沒有人敢想象可以采用循環流化床燃燒技術📊。

河北宏銳集團🥔，這家擁有40多臺熱載體鍋爐的大型企業，一直為熱載體鍋爐普遍熱效率低下👩🏼‍✈️，燒煤要求高的問題發愁。

何相助與該公司主要負責人經過反復探討🗄🫱🏻，詳細介紹了“何氏公式”並講了具體的方案♥️👩🏼‍💻。宏銳集團痛下決心🤳🏼，世界上總有一個人要帶這個頭，我就做第一家。2009年6月，第一臺按照 “何氏公式”設計的循環流化床熱載體鍋爐成功運行後，目前該公司相繼投入運行了3臺。

該公司主要負責人感慨，按照“何氏公式”設計的循環流化床熱載體鍋爐總體節能量達40%以上，當時的決定是對的！ (賈雲亭 李揚帆)

■相關鏈接：何相助的“四大發明”

　　帶高溫分離的高🪞、低混合流速循環流化床鍋爐：

　　△燃料適應性廣可燃用各種優、劣質燃料🙍🏿。如優、劣質煙煤（包括高硫煤）🍛，無煙煤，泥煤🫲🏽，煤泥，矸石👩🏻‍✈️7️⃣，爐渣，油焦👖，焦炭，生活垃圾，生物質廢料等等。

　　△燃燒效率高對無煙煤可達97％🏝，對其它煤可達98%—99．5％。

　　△磨損輕使用壽命長由於上部流速高🤦🏻，下部流速低👃🏼，有效地解決了流化床磨損的難題🎻。

　　△環保性能好A）爐內可直接加石灰石脫硫🫴🏼，成本低，脫硫效率高。B）分段送風，低溫燃燒🙇🏽‍♀️，NOx排放量低（~120ppm），僅為煤粉爐排放量的1／3—1／4。

　　組裝循環流化床導熱油爐、熱風爐、鍋爐：

　　現已成功研製出安裝運輸方便的🤬🕟、組裝循環流化床導熱油爐，熱風爐：2—20t/h鍋爐,熱效率在85％以上

　　復合燃燒機：

　　該公司現已開發了新的專利（專利號為200610031202．8），並推出了具有完全自主知識產權的新型復合燃燒機（多級風扇磨）。與普通復合燃燒機相比，風扇磨的葉片由1級增至4級以上，葉片壽命延長了3倍，達到2000小時以上，製粉自耗電由噸粉40KWH下降到15KWH🏩。

　　熱🧑‍🏫、電、灰三聯產：

　　將含碳量高於10%的其它鍋爐排放的飛灰通過循環流化床鍋爐再燃燒↘️，產生蒸汽，先發電，後供氣，生成的飛灰燒失量小於8%,做成商品粉煤灰🚹，做到低熱值燃料🦹🏼‍♀️，高效率燃燒、低排放、高附加值。

轉自 科技日報 2011年1月31日