采用等離子體能量用于改善高爐效果的方法有：①用等離子體發(fā)生器進(jìn)行超高溫預(yù)熱鼓風(fēng)，并同方向噴入粉煤或其他碳?xì)浠衔镆源娼固浚虎谟玫入x子體提供的能量來重整和加熱含碳或碳?xì)浠衔锶剂希誀t外生成還原氣體引入高爐。其優(yōu)點在于：不像高爐那樣必須建煉焦和燒結(jié)車間。焦炭消耗有限，可以從市場上購買，爐身和大多數(shù)裝備都相應(yīng)地減小，基建投資和操作成本比高爐節(jié)約得多。煤和焦炭消耗量低，也導(dǎo)致鐵水含硫低，而在高爐中這要靠獨立的脫硫處理才能達(dá)到。等離子體煤粉燃燒技術(shù)在上述兩方面的科研成果，大部分都申請了專利，因而通過相關(guān)專利分析可以較好地反映出等離子體煤粉燃燒技術(shù)的研究和應(yīng)用進(jìn)展。本文通過分析國內(nèi)外有關(guān)等離子體煤粉燃燒技術(shù)的專利申請的地理分布、技術(shù)熱點及專利權(quán)人信息，判斷并揭示當(dāng)前等離子體煤粉燃燒技術(shù)的發(fā)展?fàn)顩r及發(fā)展趨勢。相關(guān)專利申請狀況分析本文檢索專利申請所采用的數(shù)據(jù)庫為當(dāng)前最為權(quán)威的四大專利數(shù)據(jù)庫：中國專利數(shù)據(jù)庫（CNPAT）、德溫特世界專利索引數(shù)據(jù)庫（WPI）、日本專利文獻(xiàn)數(shù)據(jù)庫（PAJ）、歐洲專利局專利文獻(xiàn)數(shù)據(jù)庫（EPODOC），檢索內(nèi)容為2012年6月4日前所公開的所有有關(guān)等離子體煤粉燃燒技術(shù)的專利文獻(xiàn)。檢索的策略主要為關(guān)鍵詞檢索和IPC分類號檢索，采用關(guān)鍵詞為“等離子”、“煤粉”、“燃燒”，分類號為F23Q、F23D、C21B、H05H、F23C（具體含義見表1，表略）。在上述四大專利數(shù)據(jù)庫進(jìn)行檢索后，經(jīng)過去除重復(fù)專利文獻(xiàn)、瀏覽相關(guān)專利文獻(xiàn)摘要并刪除不相關(guān)專利文獻(xiàn)，得到189件有關(guān)等離子體煤粉燃燒技術(shù)的專利申請，其中發(fā)明專利申請154件，實用新型專利申請35件，外觀設(shè)計專利申請0件。由于專利申請具有延遲公開的特點，有少量2010年的申請和大量2011年的申請還沒有公開。

1．專利申請量的年度變化情況

為了能夠客觀地反映該專利技術(shù)的發(fā)展規(guī)律，首先研究其專利申請量隨時間（以年份為單位）的變化趨勢。等離子體煤粉燃燒技術(shù)的首次專利申請出現(xiàn)在1968年，是由美國的AVCO公司提出的。首次探索性的研究之后，出現(xiàn)了近10年的暗淡期，這是因為該技術(shù)首次應(yīng)用后，要有相當(dāng)長的一段時間讓技術(shù)人員去解決該技術(shù)應(yīng)用時所出現(xiàn)的各種技術(shù)問題，比如說還需要在電極材料、大功率線圈冷卻、流體力學(xué)和傳熱領(lǐng)域做基礎(chǔ)研究和積累實踐經(jīng)驗，使其中的“錯誤”不會在后來的設(shè)計中重復(fù)。該技術(shù)專利申請量在1980年出現(xiàn)過一次小的明顯增長，之后再經(jīng)過幾年的沉寂，在1986年達(dá)到第一個峰值19件，此后，申請量有所下滑，但仍然保持在一個比之前相對高的水平上波動，在2008年再次達(dá)到新的峰值22件。參見圖1所示。眾所周知，同族專利是一組具有相同發(fā)明主題，用相同或不同文種向不同國家或國際組織多次申請、多次被公開或批準(zhǔn)，內(nèi)容相同或基本相同的專利。申請人為了維護(hù)自己的潛在收益，不惜花費資金在許多國家申請專利，尋求保護(hù)，因而同族專利數(shù)量的多少可以作為衡量專利技術(shù)價值的一項重要依據(jù)。圖1（圖略）中的專利申請量未排除同族專利的因素，因此將等離子體煤粉燃燒技術(shù)相關(guān)專利申請中的同族專利與非同族專利區(qū)分開來形成圖2。由前面的分析可知，從圖2中下方非同族專利申請量的變化趨勢，可以更為清晰地看出等離子體煤粉燃燒技術(shù)專利申請數(shù)量隨年份的變化情況；圖2中上方的同族專利申請量變化趨勢，則反映了等離子體煤粉燃燒技術(shù)專利申請質(zhì)量（技術(shù)含量和專利權(quán)的地域保護(hù)范圍）隨年份的變化情況。從圖2中得到的結(jié)論是：等離子體煤粉燃燒技術(shù)專利申請數(shù)量實際上是一直保持平緩上升的，而在1986年、1988年、1991年、1996年、2008年，相關(guān)專利申請的質(zhì)量大幅度提高，涌現(xiàn)出技術(shù)水平較高、要求保護(hù)的地域范圍顯著擴(kuò)張的同族專利。

2．專利申請的國別分析

通過對專利申請的申請?zhí)栠M(jìn)行國別統(tǒng)計，可以分析該技術(shù)的地理上的熱點所在。從圖3中的數(shù)據(jù)可以看出，目前該技術(shù)最活躍的地區(qū)在中國，相關(guān)專利申請量高達(dá)61件，是第二名的2倍左右，原因在于目前中國石油資源緊缺，以相對廉價的煤代替價格高昂的燃油的迫切性非常高；其次是俄羅斯（本文將前蘇聯(lián)的相關(guān)專利申請量并入俄羅斯的申請量中），相關(guān)專利申請量為30件，該國的煤炭和石油資源都非常豐富，但是其火力發(fā)電廠主要以燒煤為主，該國科技實力很強，且與中國在等離子體煤粉燃燒技術(shù)方面一直有良好的合作關(guān)系，在中國也申請了不少相關(guān)專利；日本在能源方面比較貧乏，因此該國不但在火力發(fā)電廠而且在高爐煉鐵領(lǐng)域都一直積極嘗試采用等離子體煤粉燃燒技術(shù)以盡可能節(jié)省燃油和焦炭，其相關(guān)專利申請量排行世界第三，達(dá)到21件；美國和歐洲國家的火力發(fā)電廠主要以燒油為主，故在這些地區(qū)相關(guān)專利申請較少。

3．主要申請人

圖4（圖略）顯示了擁有3件以上等離子體煤粉燃燒技術(shù)專利申請的主要申請人，其申請量按照降序排列的匯總情況，統(tǒng)計過程中將各子公司的申請量與母公司的申請量合并統(tǒng)計。在此僅介紹排名前三位的申請人以及圖中其余的中國申請人。申請量排名全球第一的是中國龍源電力公司，其相關(guān)專利申請量高達(dá)41件，并且多數(shù)是質(zhì)量較高的PCT申請。該公司主要生產(chǎn)鍋爐安全控制系統(tǒng)、火焰檢測裝置等產(chǎn)品，自1998年成立以來，堅持走自主創(chuàng)新之路，研發(fā)成功了具有世界先進(jìn)水平的DLZ-200型等離子無油點火裝置，并擁有完全自主知識產(chǎn)權(quán)。在等離子點火及穩(wěn)燃技術(shù)的研發(fā)過程中，龍源電力攻克了等離子發(fā)生器技術(shù)、燃燒器內(nèi)燃技術(shù)、等離子燃燒系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計等多項重大技術(shù)難題，先后取得了多項國際和國內(nèi)專利，并達(dá)到工業(yè)化應(yīng)用水平。該公司已經(jīng)在美國、加拿大、日本、澳大利亞、英國、德國等國家申請了等離子體煤粉燃燒技術(shù)相關(guān)專利。據(jù)估算，如果原電力系統(tǒng)機組均采用其技術(shù)，每年可節(jié)約燃油250萬噸以上；如果國內(nèi)火力發(fā)電廠全部采用其技術(shù)，每年可節(jié)約的燃油相當(dāng)于一座中型油田的產(chǎn)量。該公司已經(jīng)運行和正執(zhí)行合同的采用等離子點火和穩(wěn)燃技術(shù)的機組總?cè)萘砍^1.3億千瓦，還有上百臺機組鍋爐正在可行性研究和方案論證階段。為開拓國際市場，2006年6月，龍源電力與英國三井巴布科克公司簽訂了在國際市場共同推廣等離子體點火技術(shù)合作協(xié)議，這標(biāo)志著其等離子點火技術(shù)走出國門取得實質(zhì)性進(jìn)展。按照協(xié)議要求，針對英國DRAX電廠的等離子點火技術(shù)改造方案已試驗成功，并為出口歐洲市場作好了技術(shù)準(zhǔn)備。此外，該公司已經(jīng)與澳大利亞及英國的多個發(fā)電集團(tuán)進(jìn)行技術(shù)談判，與俄羅斯的多個科研機構(gòu)進(jìn)行了有關(guān)等離子技術(shù)應(yīng)用的交流、合作，還和美國的主要鍋爐制造商開展了等離子燃燒器的技術(shù)研究。申請量排名全球第二的是澳大利亞悉尼大學(xué)，其相關(guān)專利申請量達(dá)到27件。悉尼大學(xué)創(chuàng)建于1850年，是澳大利亞最古老的大學(xué)之一。悉尼大學(xué)的物理系自20世紀(jì)70年代初就開始進(jìn)行等離子體煤粉燃燒技術(shù)的科研工作，且多次組織世界范圍內(nèi)的等離子學(xué)術(shù)大會，享有較高的學(xué)術(shù)地位。該大學(xué)與澳大利亞新南威爾士州電力委員會有良好的合作關(guān)系，其研究成果能順利地應(yīng)用于火力發(fā)電廠和煉鐵廠。申請量排名全球第三的是法國鋼鐵研究院（IRSID，institutderecherchesdelasederurgie），其擁有20件相關(guān)專利申請，全部為PCT申請。該研究院隸屬于法國鋼鐵聯(lián)合會和工業(yè)部，成立于1946年，其委員會由法國一些主要鋼鐵公司的董事長組成。它面向法國所有鋼鐵企業(yè)，承擔(dān)它們所委托的各項科學(xué)研究任務(wù)，其宗旨是促進(jìn)法國鋼鐵工業(yè)的技術(shù)進(jìn)步和工藝革新。法國與比利時在普通高爐上進(jìn)行了用等離子槍提高煤粉噴吹率的工業(yè)性試驗，取得了成功，焦比下降到200千克/噸鐵左右，法國在錳鐵高爐上已經(jīng)實現(xiàn)了商業(yè)化生產(chǎn)。北京光耀電力設(shè)備股份有限公司的該技術(shù)全球?qū)＠暾埩颗琶谖濉Ｔ摴境闪⒂?997年，是致力于為國家建設(shè)提供高價值技術(shù)解決方案的高科技企業(yè)，核心業(yè)務(wù)分布在數(shù)字化風(fēng)電遠(yuǎn)程監(jiān)控與并網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用、交流等離子技術(shù)應(yīng)用、節(jié)能減排解決方案等3類業(yè)務(wù)上。該公司研制的首臺交流等離子點火系統(tǒng)在北京京能集團(tuán)熱電2號爐成功點火并網(wǎng)發(fā)電。交流等離子技術(shù)是國家重大科技成就之一，它創(chuàng)造了一種穩(wěn)定的可控制的高溫高焓值溫度場，應(yīng)用前景十分廣闊。由于交流等離子具有電極壽命長、功率可調(diào)整等特點，其成為了目前市場應(yīng)用的直流等離子的替代產(chǎn)品。南京創(chuàng)能電力科技開發(fā)有限公司的該技術(shù)全球?qū)＠暾埩颗琶⒘械诎恕Ｐ熘萑紵刂蒲芯吭河邢薰竞颓髠サ南嚓P(guān)專利申請量排名并列全球第十一、中國第四。徐州燃燒控制研究院有限公司是江蘇省首批高新技術(shù)企業(yè)，1983年開始從事鍋爐自動點火的研發(fā)，經(jīng)過二十多年發(fā)展，現(xiàn)擁有八大系列一百多種產(chǎn)品，涉及光機電一體化、節(jié)能、環(huán)保、新材料等高技術(shù)領(lǐng)域，年銷售收入過億元。曲大偉是哈爾濱九洲節(jié)能設(shè)備有限公司的法定代表人，該公司是集科、工、貿(mào)于一體的高新技術(shù)企業(yè)，在鍋爐、加熱爐燃燒系統(tǒng)的節(jié)能環(huán)保技術(shù)領(lǐng)域具有深厚的基礎(chǔ)和經(jīng)驗。