杨勇平是热能动力工程专家,长期从事高效清洁火力发电技术研究、开发与工程应用。火力发电占我国发电量65%以上,对保障能源安全、实现节能减排具有重要作用。他在高效清洁火力发电领域取得了系统性、创新性成果,实现了规模化工程应用,创造了显著的经济社会效益,为我国火力发电跃居国际领先做出了重要贡献。相关成果获国家科技进步奖二等奖2项(均排名第1)、省部级科学技术奖一等奖4项(均排名第1),发表论文131篇,授权专利69件,出版专著2部。
他两次作为首席科学家主持“973计划”项目,是国家自然科学基金创新研究群体负责人、国家杰出青年基金获得者、首批国家“万人计划”科技创新领军人才。主要成就与贡献有:
一、揭示了火电空冷系统特性规律,攻克了大型空冷机组安全高效运行和自主设计的核心难题,实现了大规模工程应用。
1、突破空冷机组安全、高效运行技术瓶颈。研发出空冷单元空气流场导流技术,发明了直接空冷系统环境风场诱导装置,有效抑制空冷单元内局部涡流和空冷岛热回流,实现冷却空气流场的优化组织;提出轴流风机群分区调节技术,克服群抽效应。技术成果大幅提升了空冷机组对风速风向和气温波动变化的适应能力,显著降低机组煤耗,并实现了规模化应用。
2、攻克火电空冷系统大规模安全高效释热关键技术,支撑世界上容量等级最高的1000MW机组空冷系统的自主设计。发明了新型拟序结构空冷换热器翅片,传热能力增加10%以上;突破了1000MW机组空冷系统换热面空间布局优化、冷热介质热负荷匹配等技术,设计背压较国际同类技术降低2~3kPa,实现了空冷机组在高环境风速和-40~40℃宽温域条件下的安全运行。
成果已在100余台空冷机组成功应用,并实现了火电空冷技术从依赖进口到技术输出国的跨越。获2011年国家科技进步二等奖。
二、面向火力发电清洁排放需求,突破了平板式SCR脱硝系列关键技术,打破国外封锁,实现脱硝技术的全面升级与规模化工程应用。
1、攻克宽温域与抗重金属/碱金属中毒的SCR脱硝技术难题。揭示出火电机组低负荷和复杂煤种下烟气NOx的迁移转化规律,提出了NOx协同控制策略;主持开发出全新的平板式钒钼体系SCR脱硝核心技术;首次将脱硝温区由320~450℃拓展至150~650℃,并实现高硫、高氯、高砷、高碱烟气条件下的成功应用,解决了传统脱硝技术难以适应深度调峰和复杂煤种的难题(附6.2)。
2、开发出低能耗SCR脱硝工程系统集成技术,实现火电机组脱硝系统的高效低能耗稳定运行。基于火电厂多过程耦合和能量梯级利用,实现了烟气污染物脱除流程与热利用流程的协同优化;攻克了SCR脱硝反应器减阻设计、SCR系统流场组织、还原剂氨精准控制等技术难题,显著降低了脱硝运行能耗。
成果已推广至500余个脱硝工程,催化剂寿命超过24000小时,年减排NOx超35万吨,推动平板式SCR脱硝技术的国内市场份额从不足1%提升至30%以上,实现我国平板式SCR脱硝技术由依赖引进到国际领先的跨越。获2019年国家科技进步二等奖(排名第1)。
三、面向清洁取暖的重大需求,发明了大型热电联产机组排汽余热深度利用新技术,取得了显著的节能减排效益。
1、揭示热电联产机组全工况能量转换与利用机理,创新大型热电联产机组供热模式。建立了涵盖供热机组、热网和热用户的能量梯级利用系统,获得供热机组能耗时空分布和节能潜力;提出了大型热电联产机组深度节能的实施路径。
2、攻克大型热电联产机组低品位余热高效利用技术难题。发明了X型强化传热管束以及阻汽式双级抽真空技术,将低温热源加热器端差降至1°C;发明了多台联运机组串联分级加热及近远程双循环热网技术;与传统抽汽供热相比,供热期供电煤耗降低70g/kWh以上、供热能力增加超过30%。
成果已在我国300MW等级及以上热电联产机组规模化应用。获2019年河北省技术发明一等奖(排名第1)。
兼任中国工程热物理学会副理事长,国家能源专家咨询委员会委员,科技部“煤炭清洁高效利用”重点研发计划专家组成员,国家自然科学基金委工程与材料学部咨询专家,国务院学位委员会第七届学科评议组动力工程及工程热物理组成员,第七届教育部科技委员会兼能源与交通学部常务副主任。