一、立项的背景和意义
针对我国广大县城、农村中存在大量的用于锻造、耐火材料等加热窑炉，污染严重、量大面广的现状，按照国家和广大用户及老百姓对环境治理的希望和要求，企业根据市场需求，自立的研究项目。
经查询，在县城以下的广大农村经济中，燃煤型的锻造和耐火材料、烧砖、烧瓦等加热窑炉仍在大量的使用，而且在现有的经济条件下，在较长的时期内，在国内外的范围内，都没有可替代的产品。在百姓不得不用、环保部门不得不管、管又管不得了的情况下，尽快研发出一种既环保又节能的新窑炉才是真正的出路。在传统的窑炉范围内，国内外都没有从技术上真正解决让燃煤在炉膛内充分燃烧的问题。因而烟气黑度和烟尘排放浓度严重超过国家标准，且热效率低，而且在使用窑炉时，必须选用大块优质煤，使用量大，生产成本及能源消耗高，产生大量的有组织排放和无组织排放污染物，传统的窑炉操作过程落后，工人劳动条件恶劣。世界各国对传统的窑炉，虽经过多次技术改造，虽然燃烧状态有所改善，污染状况有所减轻，但由于在关键技术上没有得到突破，烟气黑度和烟尘排放浓度仍较高、能耗高、污染严重等问题仍然存在。针对上述状况，开发既符合国家环保要求，又节约能源的多用途万能通用窑炉，对于减少污染物排放，改善环境空气质量，提高能源利用效率，降低生产成本，改善工人的劳动条件，实现蓝天工程，都具有重要意义。
二、国内外现状和发展趋势（包括知识产权现状）
国外，燃煤型的旧式窑炉，在经济发达的先进国家里已经淘汰了，或把这些在加工过程中污染严重、能源浪费大的产品，委托到欠发达的国家中生产加工；在国外欠发达国家中，据调查，旧式燃煤型窑炉更是维持老样，没有改变，可以说，还不如我们国家的现状。
国内，燃煤型旧式窑炉现仍继续使用，但在国家把环保节能事业当作国家和全民的重中之重的大事来抓的形势下，对该旧式窑炉的改造采取了以下几种形式：
1、 采用煤气发生器形式的窑炉：优点是消烟除尘效果较好，但成本高，操作不当会有发生爆炸的危险，绝大多数用户不想或不敢用，有的将此种窑炉安装使用，只是用来对付环保检查人员的，实际上仍然用传统的窑炉。
2、 采用焦碳式窑炉，优点是环保效果好，但成本高，绝大多数用户用不起。
3、 采用燃油式窑炉，成本太高，极少数利润空间大的用户方可用的起。
4、 采用电式窑炉，也是因成本太高，绝大多数用户用不起。
5、 采用管道煤气的，这更是极少数有供气条件的用户方可用之。
上述5种形式的窑炉，都是绝大多数用户不愿意接受的产品，现在广大的用户都在渴求一种既能符合环保要求，又能节省能源，操作安全可靠的新式燃煤型的窑炉面世。
正是基于上述市场的需求要求，我们选择了符合广大用户要求的多用途万能通用窑炉进行攻关研发。
现在,我们对该窑炉的整体设计和具体设计工作正在进行中,正在做样品试制的前期准备工作。
三、现有研究基础、特色和优势
在体制上，本研究所和我们的公司是优势互补，互为一体的单位，实质上是一个单位两块牌子。研究所研发的方案，在公司里试制试验。这样的体制决定了在工作上配合的十分方便得力，非常有利于研发工作的开发与进行。
在研究实力上，我们既有持有核心技术的权威专家,又有一批具有理论和实际经验相结合的各方专家组织的科研队伍。
近年来，我们研发的“消烟除尘高效节能燃煤器”已于2007年通过了科技鉴定，鉴定委员会一致认为：“该燃煤器设计先进合理，是企业自主创新技术。经科技查新，该燃煤器为国际首创，其主要技术经济指标达到国内领先水平。”
采用该燃煤器的立式锅炉在环保、节能、减排方面体现出来的技术和经济指标是：
在环保方面三个指标：烟气排放黑度小于林格曼级1级，国家标准是林格曼级1级；烟尘排放浓度144mg/m³，国家二类地区的标准是200mg/m³。减排程度28%，节能幅度在15%以上。旧式锅炉必须用7000到8000大卡的优质煤，而采用该燃煤器的立式锅炉可用5000到6000大卡的散装原煤，每吨煤可节约200元人民币。
该产品已被济南市科技局认定为：高新技术产品；被山东省环境保护产业协会列为：第一批重点推荐产品；被山东省政府节约能源办公室评选为：山东省优秀节能新技术产品。
广大用户对该产品甚为认可，该产品供不应求。目前，我们就是在上述研发经验和条件的基础上，开始攻关研究用户渴求的新产品——多用途万能通用窑炉。若此项目完成，实现了产业化后，则该产品替代了旧式窑炉，它的重大意义是可想而知的。
该项目主要创新点：
1、新型的横V圆式的炉膛墙围技术。
2、新型的龟式炉顶结构技术。
3、新型的旋流送风技术。
4、新型的炉门口半圆结构技术。
5、新型的活动炉排结构技术。
6、上述5条的最佳组合设计技术。使其配合到使用最佳状态。
四、应用或产业化前景，市场需求
据调查，目前国内外燃煤型的锻造耐火材料、烧砖、烧瓦的窑炉，不但燃料的浪费很大，而且在烟气排放黑度和烟尘排放浓度方面达到国家环保标准要求的还没有。也就是说，该产品研制成功后，不但产品是现在世界上独一无二的产品。而且它的市场也是相当巨大。据不完全统计，在县级市中，济南市的章丘市就有锻造窑炉和烧砖窑炉就有4000多台。地级市的淄博市窑炉的市场就有10000多台。我们中国有2400个县，每个县都有数量不同的窑炉，用非常保守的估计法分析，每个县再少也少不了500台窑炉，2400个县约计就有1200000台，这1200000台的窑炉根据环保的要求就必须全部更换成我们研制的符合环保要求的新式窑炉，若每个生产窑炉的厂每年生产1000台，还需要1200个工厂来生产，要尽快的满足市场的需求，就必须采取委托加工，大联合的本地产业化的方式方可解决市场需求问题，这就自然的带动了全国的机械加工行业和耐火材料行业的经济发展。
因为国外也急需我们正在研制的产品，故，国外的用户也必定是我们产品的广大市场。
五、研究内容与预期目标（合同、验收的主要依据）
针对传统的燃煤型窑炉，由于在设计上达不到让煤炭充分燃烧的程度，从而产生污染严重，达不到国家环保标准，能源浪费大的问题。研究开发一种整体结构设计先进合理、能让煤炭在产生污染的源头上，即在炉膛内充分燃烧的具有环保、节能、高效性能的多用途万能通用窑炉。
该窑炉的核心技术是能让煤炭充分燃烧的技术，决定煤炭充分燃烧的条件有诸多方面，各方面的设计都能达到先进合理，且各方面的配合都能达到最佳的程度，才能达到环保、节能、高效的目的，其具体研究内容是：
1、 新型的横V圆式的炉膛墙围技术：
该技术可起到扩大燃烧空间，增加燃烧面积和除尘的作用。
2、 新型的龟式炉顶结构技术：
该技术可使炉火迅速到达工件加热位置。
3、 新型的旋流送风技术：
该技术可使在炉膛内的可燃物质，在瞬间达到消烟除尘的效果。
4、 新型的炉门口半圆结构技术：
该技术可保证清渣顺畅彻底。
5、 新型的活动炉排结构技术：
该技术既可使排渣通畅，又可使炉内通风达到最佳效果。
6、 上述5条的最佳组合设计技术。使其配合到使用最佳状态。
该新型的窑炉研制成功之后，不需要额外增加任何的消烟除尘设备，就会达到以下技术、经济指标：
1、 可节约燃料30%—50%；且可使用质量较低、价格也较低的500—600大卡左右的散状原煤。
2、 提高工作效率1—2倍左右。
3、 烟气排放黑度小于林格曼级1级，优于国家规定1级的标准。
4、 烟尘排放浓度为80mg/m³，远小于国家规定的200mg/m³标准
完成上述攻关项目时，投资总额需要400万，项目完成时可实现年生产能力100台，企业总资产600万，其中固定资产180万，职工总人数60人左右。
因为完成该攻关项目的两年中，主要是在搞设计方案，修改方案，试验试制阶段，预计项目完成时，只能进入小批量生产的程度，因此预计可实现销售收入400万左右，交税22万左右，利润51万左右。在小批量生产阶段，对工艺，工装方面存在的问题再进行修改、完善工作后，就可进入大批量和产业化的方向发展，那时的经济效益必定是非常可观的。
六、研究方案、技术路线、组织方式与课题分解
1、研究方案
针对当前炉窑存在的问题，开发多用途万能通用窑炉，从产生污染的源头上，即在窑炉的炉膛内，使燃煤所产生的可燃物质得到完全充分的燃烧，就从根本上解决了产生烟气污染的因素，使烟气排放黑度和烟尘排放浓度达到和低于国家环保标准。并且节约了能源，改善了工人的工作环境。
产生烟气污染的根本原因，是燃煤得不到充分燃烧，粉煤灰等可燃物质排到炉外所致。而能否使燃煤完全充分燃烧，在技术方面与炉膛和炉顶的结构和形状有关，与送风的技术有关；与炉排的结构有关；与炉门的结构有关。只有在上述几个方面的技术配合的科学合理，才能使炉膛内的燃料得到完全充分燃烧。燃料若达到了完全充分燃烧的程度，黑烟就无处产生，烟尘就必然减少，就必然会达到环保、节能、降低成本、提高效率、改善环境的目的。
2、技术路线
采取的技术路线、包含的环节如图所示：
3. 实施效果
3、关键技术
1）、新型的横V圆式的炉膛墙围技术。
2）、新型的龟式炉顶结构技术。
3）、新型的旋流送风技术。
4）、新型的炉门口半圆结构技术。
5）、新型的活动炉排结构技术。
4、要求该项目的产品将要达到的主要技术经济指标是：
1）、在环保效果方面
① 烟气排放黑度小于林格曼级1级。（国家环保标准为林格曼1级）
② 烟尘排放浓度为小于80mg/m³。（国家环保标准为200mg/m³）
2）、在节能效果方面
节煤率达30%以上
3）、改善工作环境，实现文明生产
因为我们的研究所和公司是互为一体的，一个单位两种形式，因此研究所研究出来的设计方案，就能及时的拿到公司的工厂里进行试制、实验、监测。现在工厂规模较小，只具备2000㎡的生产场地和生产设备：如叉车、电焊机、卷板机等。还需增加如行车、焊接机、检测仪器和设备及装配、实验车间等。
该产品不属于压力容器和特殊行业，故，不需要许可证报批。该产品的生产过程，属普通的机械加工和装配产品，不生产废水和废气问题，在试制和试验的过程中产生的废渣很少且无危害，按一般工业加工行业的要求处理即可。
5、本项目推广应用计划和保障措施
该项目研制成功后在推广应用时，因该产品独一无二、市场急需、供不应求，故不需要广告宣传推销，只需按本地产业化的大联合的经营模式，组织各地的联盟生产厂家按计划保质、保量的组织生产供应和周到的售后服务即可。
6组织方式与课题分解
1）、组织方式
为了保证课题研究顺利开展，专门成立项目领导管理小组和研发小组，进行具体、明确的协作与分工。依据课题拟达到的技术指标，采取集中攻关、分解设计，协作与分工相结合，实行问责制。为了保障该项目的成功研制和项目的研发进度，领导小组负责项目的具体管理、资金审核、审批和筹集以及后勤保障服务等。研发小组集中力量，负责各项关键技术的研究，同时要定期检查，掌握项目研发进度，确保各项分工任务按时完成，而不因某个环节影响到整个项目进度。同时，领导小组和研发小组不定期的组织学习和讨论，交流工作心得和体会。针对实际研发中遇到的问题和难题集中讨论，及时解决。
2）、课题分析
整个课题进展阶段，对课题总体方案和具体方案的拟订。由具有该方面核心技术的拥有者，研发小组组长，研究所所长为主，组织各方专家和科研人员共同完成。我们的公司负责把研究所拟订的设计方案，按照计划要求进行试制和实验，并负责邀请省环保监测部门和省能源利用节能监测部门进行监测，以及负责制造实施和小批量的生产。
七、年度计划内容
对于课题的总体研究，拟订了近两年的年度计划。
1、第一年拟完成三项工作：
1）、完成项目的总体设计和具体设计方案。
2）、购置设备、租用场地、建立实验车间。
3）、购置必须的原材料。
上述计划约需投资300万元。
2、第二年拟完成三项工作：
1）、拟完成产品试制、产品设计的修改完善工作。
2）、拟完成实验和各项检测及成果鉴定工作。
3）、拟完成小批量的生产工作。
上述工作约需投资100万元。
八、主要研究人员和单位简况及具备的条件
1、主要研究人员情况
主要研究人之一：毕业于山东省工业大学，所学锅炉专业，现从事无烟窑炉的研发工
作。学历大学本科，技术职称为高级工程师，是我们研究所的所长、我们公司的总经理。是高科技成果“消烟除尘高效节能燃煤器”的首席研发者，也是该项目成果的实用新型专利的发明者，是自费研发了近20年之多的，拥有消烟、除尘、节能方面核心技术的权威专家。
主要研究人之二：毕业于山东工业大学，所学机械制造专业，现从事管理工作。学历大学本科，技术职称为高级工程师，是我们研究所的理事长、我们公司的董事长，曾配合“消烟除尘高效节能燃煤器”的首席研发者参加“消烟除尘高效节能燃煤器”高科技成果项目的整体结构方面的设计、研究工作。
主要研究人之三：毕业于兰州大学，所学热工动力专业，现从事窑炉的设计工作。学历大学本科，技术职称为高级工程师，是我们研究所的主任。曾配合“消烟除尘高效节能燃煤器”的首席研发者参加“消烟除尘高效节能燃煤器”高科技成果项目的炉膛结构技术方面的的设计、研究工作。
主要研究人之四：毕业于山东工学院，所学机电工程专业，现从事产品实验工作。学历大学本科，技术职称为高级工程师，是我们公司的产品实验室主任。曾配合“消烟除尘高效节能燃煤器”的首席研发者参加“消烟除尘高效节能燃煤器”高科技成果项目的送风装置技术方面的的设计、研究工作。
主要研究人之五：毕业于山东大学，所学机电工程专业，现从事机电工程研究工作。学历博士学位，技术职称为教授，是山东大学博士生导师。与新加坡理工大学进行国际交流与合作研究，其间完成国际合作项目4项；获省部级科技二等奖2项；在《Advanced Manufacturing Technology》、《Materials Science Forum》、《机械工程学报》、《中国机械工程》等国际、国内杂志和会议上发表论文40余篇；曾配合“消烟除尘高效节能燃煤器”的首席研发者参加“消烟除尘高效节能燃煤器”高科技成果项目的整体结构方面的设计、研究工作。
主要研究人之六：毕业于山东工业大学，所学锅炉专业，现从事窑炉研究工作，学历大学本科，技术职称为高级工程师，是我们公司质检科科长。曾配合“消烟除尘高效节能燃煤器”的首席研发者参加“消烟除尘高效节能燃煤器”高科技成果项目送煤装置的设计、研究工作。
主要研究人之七：毕业于山东大学，所学机电专业，现从事窑炉研究工作，学历大学本科，技术职称为高级工程师，是我们研究所设计科科长。曾配合“消烟除尘高效节能燃煤器”的首席研发者参加“消烟除尘高效节能燃煤器”高科技成果项目的送风装置技术方面的的设计、研究工作。
主要研究人之八：毕业于山东大学，所学机械制造及自动化专业，现从事机械制造及自动化工作，学历硕士研究生，技术职称为工程师，是我们公司装配车间主任。曾配合“消烟除尘高效节能燃煤器”的首席研发者参加“消烟除尘高效节能燃煤器”高科技成果项目的送煤装置方面的设计、研究工作。
2、单位法人及近几年来研究开发业绩
本单位法人，近几年来业绩显著，自2005年9月组建了本研究所和本公司以来，在因陋就简的条件下，组织科研人员和职工全力一赴的投入到科研工作中去，到2006年5月份所立项的“消烟除尘高效节能燃煤器”就通过了由省科技厅组织、省环保局主持的高科技成果鉴定。对该成果的鉴定结论是：鉴定委员会一致认为，该燃煤器设计先进合理，是企业自主创新技术。经科技查新，该燃煤器为国家首创，其主要技术经济指标达到国内领先水平。
本公司被济南市科技局评为高新技术企业。
该产品被山东省政府节能办公室评选为山东省节能优秀产品。
该产品被山东省环保产业协会列为山东省重点推荐产品。
该产品被济南市科技局评为高新技术产品。
该产品已经引起了国家环保部和国家环保产业协会的重视，并听取了本单位负责人的汇报，指示我们作好国家环保部来山东省，为我们的产品推广开全国现场会的各项准备工作。
3、单位技术装备水平、试验仪器状况。
本单位现有机械加工车间1000㎡，机械加工设备11台：电焊机3台、叉车1台、卷板机1台、切割机2台、车床2台、钻床2台，金相组织显微镜1台。
九、经费预算
本项目预计投资人民币400万元，企业自筹资金240万元，已完成投资100万元，申请区科技三项经费160万元。
科技三项经费的主要用途：仪器设备购置费46万元、能源材料费30万元、试验外协费25万元、资料印刷费12万元、会议差旅费18万元、人员劳务费24万元、其它费用5万元。