25年磨一“炉”!听岳光溪院士讲述“晋华炉”的三代蝶变

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“在清华,我们叫它‘清华炉’;落地山西后,大家亲切地称它‘晋华炉’。因为这个炉子,我和山西的缘分持续了20多个年头。”9 4 日,在太原能源低碳发展论坛“煤炭清洁高效转化利用平行论坛”现场,中国工程院院士、清华大学能源与动力工程学院教授岳光溪的一段质朴又深情的发言,收获了全场热烈的掌声。

一台工业气化炉,藏着中国煤炭产业逆袭升级的密码。

岳光溪娓娓道来,以亲历者的视角,讲述了“晋华炉”跨越25年、从实验室图纸到产业标杆的迭代故事,也道出了一段清华大学与山西双向奔赴的科创佳话。

时光回溯到2001年,彼时,国内高端煤气化技术完全依赖进口,不仅设备昂贵、运维被动,更有一个致命短板:国外设备水土不服,无法高效消化山西储量巨大的高灰、高硫、高灰熔点的“三高劣质煤”。

海量煤炭资源无法高效转化,山西煤炭产业提质增效、绿色转型的愿景,始终被核心技术 “卡脖子”。

在此关键节点,岳光溪院士团队与山西潞安化机(原阳煤集团)携手并肩,正式开启产学研攻关的漫长征程。

立足山西煤质特性,团队大胆创新,从锅炉水冷壁中汲取灵感——在气化炉燃烧室外壁,用多根垂直管拼接成环形筒体,管内通入冷却水。高温熔渣溅到冰冷的管壁上,先形成固态渣层,再逐渐形成半熔融层和流动层,利用熔渣本身的高热阻特性,形成保护水冷壁的屏障。这一招,解决了高灰熔点煤的气化难题。

二十余年深耕不辍,晋华炉完成了从 1.0 3.0 的三次华丽蝶变,走出了一条自主创新、迭代升级的国产替代突围之路。

2006年,晋华炉1.0问世。这是中国第一台拥有完全自主知识产权的水煤浆水冷壁气化炉,突破了国外技术垄断。

2011年,晋华炉2.0投用,炉温提升至14001800摄氏度,气化效率进一步提高。

2016年,晋华炉3.0顺利点火、投料、出气。在3.0版本中,晋华炉创下了两个“全球第一”:热效率突破98.4%,攻克了气化炉直连辐射废锅长周期稳定运行的世界性难题。这意味着,煤化工企业终于拥有了一台可以连续、稳定、高效运行的核心装备。

2017年,中国石油和化学工业联合会组织鉴定,15位院士及行业专家一致评定:晋华炉整体技术达到国际领先水平。当年获中国煤炭工业协会科技奖唯一特等奖。2019年第47届日内瓦国际发明展金奖。国产煤化技术站上世界创新舞台。

技术含金量最终由市场验证。截至2026年初,晋华炉累计签约达107台套,近三年在国内热量回收气化炉市场的新签合同占有率约50%,稳居增量第一。

晋华炉的迭代升级,带动企业实现了质的飞跃。潞安化工机械集团市场技术开发中心副主任贾雷表示,依托晋华炉核心技术的持续突破,潞安化机彻底摆脱单一设备制造的传统模式,成功转型为核心技术+高端装备+全生命周期服务的一体化综合解决方案提供商,完成了从传统制造向高端智能智造的跨越式升级。

晋华炉的技术突破从未止步。岳光溪院士透露,晋华炉4.0聚焦两个方向:全热回收效率在三代基础上再提升20%30%,以及原料多元化。4.0的目标是实现合成气、电力、热力多能联产。

以一项核心技术撬动一个产业升级,晋华炉的成长轨迹,正是山西煤炭产业转型的生动缩影。

如今,山西持续深耕煤炭清洁高效利用赛道,全省布局认定25家专业化工园区,依托中科院山西煤化所、怀柔实验室山西研究院、太原理工大学等顶尖科研平台,持续深化产学研融合,彻底告别挖煤卖煤的粗放发展模式,走出了一条科技创新驱动的绿色低碳转型新路。

与晋华炉相关的另一个好消息是:总投资约297亿元的中煤平朔煤基烯烃项目,已成功纳入国家新版《石化产业规划布局方案》,即将全面开工建设。该项目正是依托晋华炉技术破解“三高”煤气化难题,年产220万吨甲醇、转化100万吨聚烯烃,国产技术将进一步赋能产业升级。

25年前,三高劣质煤高效清洁利用是困扰中国煤化行业的世界性难题;25年后,这个问题有了中国答案。这份答案的背后,是科研工作者久久为功的坚守、政企产学研的同心聚力,更是中国煤炭产业自主自强、绿色转型的硬核底气。