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[成果] 1800140069 江苏
S225.4 应用技术 农、林、牧、渔专用机械制造 公布年份:2018
成果简介:针对中国传统水稻联合收获机存在的稻谷损失严重、清选效率低、通过性差、作业性能不稳定等核心难题,该项目在斜置切纵流双滚筒低损伤脱粒分离、带回程输送的多风道高效清选、机械差逆液压无级变速履带式行走底盘、作业速度自适应控制与故障诊断等方面取得了原创性突破,主要包括: (1)建立了稻谷脱粒碰撞损伤力学理论,揭示了稻谷脱粒损伤演化机理,构建了稻谷损伤量化评价系统,提出了切流初脱、轴流复脱低损伤脱粒分离新方法;发明了斜置切纵流双滚筒低损伤脱粒分离装置,显著减轻了籽粒破碎和清选负荷。 (2)揭示了潮湿脱出混合物在气流吹托和筛面振动耦合作用下的分层迁移、沉积透筛规律,建立了切纵流脱粒清选装置气流场理想分布模型,提出了预清选、多次气流吹脱和脱出混合物快速均布的多风道高效清选新方法,创制了多风道高效清选装置,提高了清选效率和质量。 (3)提出了履带式行走装置机械差逆转向新方法,发明了机械差逆液压无级变速装置,具有单边、单边制动和差逆转向三种模式,创制了可承载6-7吨的机械差逆液压无级变速履带式行走底盘,显著提高了整机在深泥脚水田的通过性。 (4)发明了双向隔振全幅宽籽粒清选损失监测传感器,提出了基于模型参考的作业速度自适应控制算法和遗传-模糊神经网络故障诊断模型,研制了联合收获机自适应控制及故障诊断装置,提高了作业稳定性和作业效率。 研发的高效能履带式全喂入水稻联合收获机系列产品综合技术居国际先进水平,其中斜置切纵流低损伤脱粒、多风道高效清选和作业速度智能控制技术达到了国际领先水平。 该项目授权发明专利50件、实用新型63件、软件著作权3件,申请PCT专利2件;发表SCI/EI论文73篇。项目成果获中国专利优秀奖、中国国际工业博览会创新金奖。 研究成果在江苏上骐农装、江苏沃得农机、雷沃重工、星光农机、泰州常发农装、无锡收割机等企业得到应用。近三年研发产品累计销售73775台(出口4266台),新增销售收入56.29亿元、新增利润7.54亿元、新增税收1.79亿元,显著推动了水稻联合收获机升级换代速度和整个收获机械行业的科技进步。
[成果] 1800140157 江苏
TB9 应用技术 技术检测 公布年份:2018
成果简介:航空遥感、航天发射以及航海探测等极端工作环境中,位置、姿态等运动参数的准确测量是系统稳定、安全运行的先决条件,具有非常重要的意义。但是,与国外发达国家相比,中国在高精度位姿组合测量装备方面的发展还很不够,超过70%的高精度位姿组合测量装备仍需依赖进口,不仅国家外汇出现大量流失,国产装备的发展也因知识产权壁垒的存在而受到限制。相较于国外同类产品,国产装备在体积、重量、精度以及稳定性方面都存在着一定的差距。究其原因,一些关键技术问题制约了国产装备性能的提升:由于实际载体的运动往往动态范围大且变化快,而载体所处的环境则多种多样,目前组合方式不仅无法实现大动态范围内的高精度测量,对不同应用环境下的测量需求更是难以兼顾。 项目针对这些难点展开攻关,研究面向大动态范围和不同应用环境的高精度位姿测量关键技术,开发面向不同应用需求的系列产品,取得了以下创新性成果: 1.针对大动态范围内的捷联惯性系统应用难点,分析了捷联惯性算法误差产生的机理,设计了新型的高精度捷联惯性算法,突破了恶劣运动环境下捷联惯性算法与惯性器件之间的精度匹配问题,实现了高动态环境下载体姿态的高精度测量。 2.面向多种实际的应用环境,针对某些子系统信息容易缺失的难题,构建了基于惯性/卫星/航位推算/地磁/无线传感网络等多源信息的高精度组合测量新方案,克服了多源异构信号之间的相互干扰,在提高系统冗余度的同时有效降低了实际应用环境对系统性能的影响。 3.针对所提出的基于多源信息的高精度组合测量方案,分析了自身及外部磁场干扰的规律,提出了基于自身及外部磁场环境分析与建模的磁强计误差补偿方法,构建了合适的反馈校正策略,通过改善磁强计的精度间接提高了组合系统的姿态测量精度。 4.针对不同的应用环境,研究设计了相应的系统整体硬件结构,研制了组合测量系统的主要关键部件,在保证系统精度和可靠性的前提下减小了系统的体积、降低了系统的成本。
[成果] 1800140026 江苏
TH134.1 应用技术 泵、阀门、压缩机及类似机械的制造 公布年份:2018
成果简介:电动执行机构是阀门等部件的远程控制装置,广泛应用于各类工业领域。江苏大学与常州电站辅机股份有限公司围绕电动执行机构关键技术开展研究,开发了智能型非侵入式(多总线)阀门电动执行机构、开关磁阻调速型阀门电动执行机构、核电1E级阀门电动执行机构等系列产品。显著提升了产品以下性能: 1)智能功能,以新型微处理器为核心,具有数据记录、自诊断、自适应功能,能查询机构操作次数、最大转矩,实现变速慢关、现场/远控、通讯等功能。可自动相序纠正,具有缺相、电机过热、过力矩、瞬时反转等保护功能,保证系统安全性和可靠性。 2)总线通信功能,多种总线通讯功能,可远程群控240个机构。 3)优良控制性能,独创绝对编码电子行程控制器来测量机构行程,断电无需电池记忆。独创推拉式电子力矩控制器,准确性高,利于力矩精确控制。发明水尺标识及水位检测方法,识别简单,测量精度高,可全天候进行不规则落差、大范围的水位测量。 4)非侵入式功能,采用液晶显示、红外遥控和磁控开关,结合双密封-双保险系统进行非侵入式设计,可免开箱调试。防护等级符合IP68,防爆等级符合Exdib II CT4。 5)无级调速功能,以开关磁阻电机为作动单元,对码盘进行优化设计,提高转子位置检测精度。将转子位置和机构行程检测进行一体化设计以简化机械结构。具备缺相容错能力,实现了启动转矩大、调速范围宽、控制性能好、容错能力强的优异性能。 6)高可靠性,根据核电的高可靠性要求,对抗震与抗辐照性能、事故工况应急功能、H级绝缘结构、快速关阀缓冲功能进行研究,核级执行机构满足K1类(核岛)、K2类、K3类要求。 项目获授权发明专利6项,具有显著的创新性和重要的实用价值,1项产品认定为国家重点新产品,8项产品认定为江苏高新技术产品。企业获得防爆电气生产许可证、民用核安全设备设计和制造许可证。 产品打破了少数外国公司的垄断,大量替代进口,随阀门主机出口到多个国家和地区,累计销售收入达7.9亿元、创利税2.5亿元。
[成果] 1800140201 江苏
TH133.4 应用技术 轴承、齿轮、传动和驱动部件的制造 公布年份:2018
成果简介:节能技术是国家的重要战略方针。液粘调速离合器具有启动冲击小、无级调速、高效节能等特点,主要应用于中大功率风机、水泵、带式输送机、舰船动力系统等设备的启动和调速。但由于大功率液粘调速离合器动力系统复杂、控制精度高,导致中国液粘调速离合器主要集中在1000kW以下,更大功率设备的开发能力尚未获得有效突破,其根本原因是:没有掌握大型液粘调速离合器开发的关键技术。 针对存在的问题,该项目从整体结构设计、冷却技术、液压系统、控制策略和检测手段五个方面进行研究和技术创新,取得了如下成果: (1)独创的双侧活塞控制结构,减小了摩擦副热变形和偏磨问题,提高了设备的使用寿命和传动效率,突破了限制中国液粘调速离合器向大型化发展的结构壁垒。 (2)采用多场耦合技术和有限元方法,揭示了多组摩擦副温度分布状态,创新设计了结构合理、高效的冷却油路,解决了大功率液粘调速离合器冷却难的问题。 (3)基于独立控制的思想,设计了节能型液压系统,实现了大型液粘调速离合器液压系统的高效节能。 (4)借鉴生物免疫反馈过程的调节作用和模糊逻辑推理的自适应性,创新设计了一种模糊免疫PID控制系统,提高了液粘调速离合器运行的控制精度和鲁棒性。 (5)自主创新设计了系统检测装置,开发了在线检测系统,采用微型传感和无线技术,对温度、压力、流量、转速、扭矩等进行精准测量,该技术有利于液粘调速离合器的标定、检修、维护,以及辅助用户正确选型。 项目授权国家发明专利6件,实用新型1件,软件著作权1件,主要技术和性能指标达到国际先进水平。近三年累计新增销售70953万元、利润15537万元、税收7940.5万元。该项目的实施突破了限制中国液粘调速离合器向大型化发展的结构壁垒和国外技术的封锁,提高了系统的传动效率、控制精度和使用寿命,实现了大型液粘调速离合器系统的国产化,推动了中国大型装备柔性启动和调速技术的发展,具有巨大的市场竞争力和推广应用价值。
[成果] 1800140016 江苏
TG316 应用技术 金属铸、锻加工 公布年份:2018
成果简介:精密成形技术是国家“十一五”到“十三五”产业政策重点发展的战略任务。精密锻造作为一种高效节能的关键零部件精密成形技术,对提升汽车、航空航天等支柱产业的技术水平和市场竞争力具有重要作用。 项目组针对中国传统锻件成型技术和生产的弊端,在国家、省级项目的支持下,对中空薄壁件冷温复合锻挤精密高品质成形关键技术与装备进行了系统而深入的研究,取得了如下创新成果: (1)设计开发了系列中空薄壁件多工位冷温复合锻挤精密成形工艺,形成了成型工序变形量及预成形件形状尺寸协调分配技术,揭示了多工步锻挤过程材料变形行为及组织演变规律,实现了中空薄壁锻件形/性协同控制,使其尺寸精度(7级)及综合性能达到国际同类产品先进水平。 (2)开发了基于弹性变形补偿的中空薄壁件模具结构设计新技术,保证了锻件的尺寸精度,创新设计了系列中空薄壁件冷温复合锻挤新模具,开发了多重套瓣合模具结构和新型的分段式模具结构。 (3)开发了冷温复合精密锻挤模具激光冲击强化延寿技术,提出了分区选择性激光冲击强化模具新工艺,获得了不规则表面、沟槽、孔边等复杂型腔和细节表面的强化方法和规律,使锻挤模具使用寿命提高了50%以上。 (4)设计了基于PLC控制的多工位冷温精密锻挤成形装备,形成了中空薄壁件精密锻挤成形生产线的集成控制和各单元的优化匹配,建成了国内首条中空薄壁件柔性智能冷温复合锻挤精密成形生产线,生产节拍达10~25秒/件,能耗降低20%以上,材料利用率达85%以上,达到国际先进水平。 项目成果获授权发明专利15件,发表学术论文6篇,培养博士、硕士研究生6名。专家鉴定和科技查新表明,主要技术和性能指标达到了国际先进水平。由江苏威鹰机械有限公司全面应用,并推广到南京冠盛汽配有限公司、宁波万航实业有限公司、襄阳汽车轴承股份有限公司等企业,近三年累计新增销售260649万元,利润24617万元,税收17417万元,取得了显著的经济和社会效益,促进了锻压行业的发展和技术进步。
[成果] 1800140172 江苏
TH317 应用技术 泵、阀门、压缩机及类似机械的制造 公布年份:2018
成果简介:该项目属于"农业机械-机械化农业设施-排灌机械"技术领域。 中国水资源匮乏,农田灌溉水有效利用系数低,大力发展节水灌溉是解决中国 农业用水短缺的根本出路。自吸喷灌泵由于“一次引流、终身自吸”,大大简化了管路系统,广泛应用于农田排灌、公共排污、市政工程、石化冶金以及环境工程等诸多行业。中国自吸喷灌泵技术水平与国外先进水平相比仍然比较落后,特别是在运行效率、自吸性能及产品可靠性等方面差距较大。该项目通过对轻巧型自循环高效多级自吸喷灌泵的水力优化、自吸特性、轻巧设计、振动噪声等进行系统性研究,突破了能耗高、自吸效果差、体积大笨重、振动噪声大等长期制约自吸喷灌泵行业发展的难题,为中国高端自吸喷灌泵国产化奠定了理论和技术基础,主要科技创新内容有: (1)提出了轻巧型自循环高效多级自吸喷灌泵水力优化设计方法。通过理论分 析、数值计算与试验研究,开发出一体化三维智能水力设计软件,实现了自吸喷灌泵的水力智能化设计。额定点效率比国外同类最先进产品高1.8%,比国内同类产品高10.3%,解决了自吸泵水力性能普遍较差、效率普遍较低的行业难题。 (2)建立了以自吸瞬态数值优化为基础的喷灌泵轻巧型自循环多级自吸结构。 整机重量减轻20%以上,解决了传统喷灌泵体积大、笨重不便搬运的难题;5m 高度自吸时间普遍比国家标准缩短30%以上,解决了自吸喷灌泵自吸时间普遍较长的行业难题。 (3)提出了轻巧型自循环高效多级自吸喷灌泵振动噪声数值优化及抑制方法。 泵体振动加速度幅值最多降低22%,外声场辐射噪声声压级最大降低3~5 分贝。解决了自吸喷灌泵振动偏大、噪声偏高的行业难题。 (4)自主开发了轻巧型自循环高效多级自吸喷灌泵新产品。经第三方检测,泵 效率比国家标准的规定值提高了7.1% ~23.8%,自吸时间平均至少比国家标准缩短25%以上,填补了多级自吸喷灌泵国内空白。 项目获授权国家发明专利18 项、软件著作权登记6 项;出版专著2 部;发表学 术论文50余篇,其中SCI、EI收录40余篇。研究成果均已通过省部级鉴定,综合技术指标达到国际先进水平。研究成果已被新界泵业集团有限公司、上海凯泉泵业(集团)有限公司、徐州丰源泵业有限公司等二十余家企业广泛应用于单级自吸喷灌泵、多级自吸喷灌泵、磁力自吸泵等产品生产中,产品遍布灌溉、化工和环保等行业企业。现仅据11家国内水泵生产骨干企业统计,近三年共计新增产值16.69亿元、利润1.73亿元,创收外汇2700余万美元,取得了十分显著的经济效益和社会效益,对提高中国农田排灌关键用泵的技术水平以及国民经济生产的节能降耗具有重要的推进作用。
[成果] 1800300013 江苏
X703 应用技术 污水处理及其再生利用 公布年份:2018
成果简介:所属类别:城镇污染治理控制技术技术来源:优化集成适用范围:城市合流制雨污水管网改造基本原理: 这是一项由多种单项技术组成的集成技术,主要针对城市合流污水污染消减,结合合流污水的产流过程,系统地进行从源头、输运过程、溢流汇流水体开展针对性的技术应用研究,在此基础上通过技术集成,解决雨污水在合流制管网系统源-流-汇净化链中的负荷匹配与功能耦合、系统中污染物输运规律及对管网系统运行参数的响应过程等科学问题,提高合流制管网的截污效率。通过系统总结,从规划、管理和工程三个方面提出了城市溢流污染控制的系统解决方案。 工艺路线“源头减污”:溢流污染产生的源头主要来源包括①住宅区生活污水的排放;②工业区生活污水以及达标排入城市下水道的工业废水;③固体废弃物及生活垃圾的随意堆放,降雨时产生的径流污染;④道路、庭院陆地等在降雨时产生的地表径流⑤错时分流技术应用,实现雨天时的旱流调蓄。通过对这五种溢流污染物质来源输入量的减少(一般包括生活污水的有效调控;减少生活用水水量或者循环用水;减少固废和垃圾的露天堆放或无害化处置;减少硬化地面或软化地面及加强径流拦蓄等),实现溢流污染物质的产生量最小化。 “过程控污”:在“源头减污”的基础之上,或者对于那些源头上无法减量的污染物质(如无法减少生活污水量或工业废水量)或场所,在溢流污染物质迁移的过程中,利用拦截、阻断、调蓄、分质截留等技术,阻碍污染物质的运移或延长污染物质的迁移路径,从而实现污染物质迁移与扩散量的最小化。在可能的情况下,利用城市绿地或路面下渗等系统内部自我消纳的能力,将合流管网系统内部的部分或者全部的“有用”污染物质进行再利用,实现固体废弃物的资源化利用。拦截和阻断溢流污染物质迁移和扩散的技术一般采用构建缓冲带如生态沟渠或者人工生态系统等措施直接拦截和阻断,或者采用路面下渗系统的措施,增加溢流污染物在合流管网系统中的循环过程,间接地延长了污染物质在系统内部的使用频度,相当于减少了污染物质向系统之外输出。针对一些固废、垃圾等溢流污染物质,除了在源头上减少其产生量外,在“拦截”技术上一般让这些物质经过收集填埋等处理,进而延长这些物质在系统内部的反应过程,达到输出量的最小化;也可采用分质截流技术,对不同污染程度的区域设置不同的截流倍数,实现污染物的最大化截流。 “过程控污”更深层次的意义在于,对于一些难以有效物理拦截的溢流污染物质,有必要对其进行深度的处理与净化。在溢流污染物中,COD、氮、磷的含量通常相对较高,并且具有易溶于水、易迁移、形态较多等特点,需要进行建设额外的控制工程进行深度处理与净化,这类工程一般包括以下三大类:管内淤泥减量化,调蓄处理一体化净化系统和物化组合措施等。通过这些工艺的物理、化学和生物的联合作用,实现合流管网系统中氮、磷等难减量化的溢流污染物质最大化从系统内去除。 “末端治污”:包括两部分内容,其一为管网系统末端的污染物深度净化系统;主要内容包括构建溢流口生物、生态、物化净化措施;进一步控制排入水体的污染物质。其二是指在对溢流污染物质最大化去除之后,需要对整个受纳水体系统进行重新审视与修复,实现合流管网系统内的受纳水体系统的健康良性发展。主要内容包括重建受纳水体系统的水生生态,使之成为新的生态系统中的主要初级生产者、重要生物的生境建造者和营养吸收转化的驱动者和悬浮物质沉降的促进者;重建基本的生态系统生产者—消费者—分解者结构,使之形成具有循环功能的食物网关系;在形成生态系统基本结构的基础上,以生态工程措施恢复和提高系统的生物多样性,使之渐趋稳定,最终实现受纳水体系统自我修复能力的提高和自我净化能力的强化,由损伤状态向健康稳定状态转化。 关键技术: 1、错时分流技术; 2、分质截留技术。知识产权情况:技术开发单位结合本技术开发了各类实用技术10余项,共申请并授权发明专利12项。
[成果] 1800140185 江苏
TH311 应用技术 泵、阀门、压缩机及类似机械的制造 公布年份:2018
成果简介:水泵的耗电量约占全国用电总量的20%以上,而双吸离心泵约占其中的1/3。泵行业的节能技术工作已经成为国家节能工作的重要组成部分,《中国节能技术政策大纲》明确提出,要“发展、推广高效率的泵类设备。通过完善泵的三元流场、二相流分析计算方法,改进加工工艺,使泵的能效达到 83%~87%”。《中华人民共和国节约能源法》提出,“国家鼓励工业企业采用高效、节能的电动机、风机、泵类等设备”。因此,该项目是顺应国家节能市场需求而立,项目运用三元流设计理论、计算流体动力学(CFD)、计算机辅助设计(CAD、CAE)等先进技术,综合国内外知名厂家生产的同类型离心泵的优点而研发的。该项目应用开发的新产品效率达到国际先进水平,具有结构优良,运行平稳,噪音低,利于维护维修等诸多优点,广泛应用于电力、水利、钢铁、石化、自来水厂、市政工程、污水处理、船舶工业、矿产勘采、海水淡化、航空等领域。 1.主要技术创新: (1)首次将遗传算法与CFD全流场数值计算相结合,通过理论分析、数值模拟、试验研究,对双吸离心泵进行了优化设计,大大提高了泵的性能。科技查新结果表明该研究方法属国内独创,学术水平高,实用性强。 (2)创新地提出了一种双螺旋吸水室,减小了水泵叶轮进口速度环量,可增加叶轮进出口速度环量差,即可增加水泵扬程;同时,由于减小了水泵叶轮进口速度,提高了叶轮进口压力,减小了水泵的必需汽蚀余量,提高了泵的抗汽蚀性能。 (3)对低比转速泵出口扩压管采用了上弯式设计,并结合理论推导和数值模拟,分析了水泵全流场的分布规律,证实了上弯式出口扩压管的流场分布优于一般直锥形出口扩压管,流态分布好,效率高于传统的直锥形出口扩压管形式。 (4)设计了一种新的叶轮密封环,在相同叶轮间隙的情况下增加了密封长度尺寸,减小了高、低压区的密封泄漏量,能够有效地利用高、低压区泄漏流体的速度动能。 (5)创新设计了带高效散热性能的风冷叶片组的压盖式轴承部件,将轴承体的散热部件分开,采用易传热的材料制造散热片,大大提高了轴承部件的散热效果和泵的运行可靠性。 2.主要技术指标: (1)提出了高效双吸离心泵的设计理论和优化方法,多个授权发明专利、实用新型专利和外观专利构成了完全自主知识产权,教育部科技查新工作站的查新结论证实了知识产权的独有性,机械工业联合会科技成果鉴定表明主要技术指标达到国际先进水平。 (2)经机械工业排灌机械产品质量检测中心检测,该项目开发的系列高效节能泵的效率高,高效范围宽,性能优于国家标准要求,试验效率高于国家标准的规定值1~12个百分点,效率指标高于国内外同类产品,综合技术指标居国际先进水平。 (3)该项目开发的系列高效节能泵系列产品结构新颖,可靠性高,是传统中开式离心泵的更新换代产品,符合创建节约型社会的目的。 3.经济效益和社会效益: (1)该项目应用所研发的AS型系列高效节能泵系列产品已成为湖南山水节能科技股份有限公司的绝对主导产品,产品远销至欧美、东南亚、中东等众多国家和地区。近三年累计为该公司新增产值2.99亿元、利润0.245亿元、税收0.083亿元,取得了显著的经济和社会效益。 (2)该项目应用所研发的AS型系列高效节能泵系列产品性能优异,效率优于市场上的国内外知名品牌,产品成本却低于国内外知名品牌33%-60%,竞争优势巨大,经国内外用户使用,实用性强,效果良好,取得了显著的经济和社会效益,促进了水泵行业的发展。 (3)授权发明专利3项、实用新型专利7项、外观专利1项、软件著作权1项;发表学术论文46篇,其中SCI、EI收录34篇;培养博士、硕士研究生10余名。 (4)项目应用所研发的AS型系列高效节能泵的效率相比国内现行的运行泵产品效率普遍高3%-5%,如果全部换成AS泵的话,平均每年可以节约电能203.38亿千瓦时,按每千瓦小时(度)0.5元计算,每年将节约电约费101.69亿元。
[成果] 1800240290 江苏
TM241 应用技术 电线、电缆、光缆及电工器材制造 公布年份:2018
成果简介:电网输变电系统被誉为社会经济的“神经网络”,而气体绝缘全封闭组合电器(GIS)是其中的“神经节点”,处于现代电网关键技术前沿。随着国家“十三五”能源规划发展战略的深入实施,面向超特高压电网应用的GIS在电网输变电系统中地位愈加凸显。铝合金部品是GIS中的核心零件,占据着现代智能电网重大装备制造的制高点,已成为迫切需要突破的重点产品。 超特高压GIS铝合金部品通常具有复杂、薄壁、异形等结构特点,需要适应复杂地域和环境的应用,且要求30年免维护,对其力学性能、导电性和可靠性要求很高,成形制造难度极大。其存在铸造成形出品率低、连接面(机加工面)针孔类缺陷难以控制、导电面镀银质量差、效率低及环保问题。针对其成形制造急需解决的重大技术难题,项目组在国家自然科学基金等国家和省级项目的支持下,对超特高压GIS高导电精密异形铝合金部品关键技术及应用进行了系统深入的研究,取得如下创新成果: (1)发明了提高铝合金微合金化效果的微纳介观材料组分精细控制方法,实现了GIS铝合金部品铸件的抗拉强度不低于240MPa(砂型)和300MPa(金属型),同时导电率IACS大于40%,解决了铝合金导电性能和力学性能难以兼顾的难题,综合性能优于国内外同类型产品。 (2)提出了基于分层分级切削碾压的微缩孔愈合机制,发明了粗精碾一体化精密复合加工技术和模块化复合工装,消除了机加工表面针孔类缺陷,实现了零缺陷的GIS部品生产制造。 (3)提出融合微纳粉激光再制造及激光冲击和磁控化学热处理的表面修复和强化新技术,实现了铸模重用,显著提高了铸模使用寿命;提出了铝合金氰化镀银无效损耗银的环保高效回收方法,实现了产品导电面强附着无气孔环保镀银。 (4)建立了基于智能搜索引擎和知识库的精密铸件主动设计技术,GIS铝合金部品铸件合格率由行业水平的50%提升至95%,GIS铸件和成品通过ABB公司和英国船级社检测,各项指标高于同行业性能要求。 项目获授权发明专利10件,实用新型专利13件,发表学术论文4篇;培养博士、硕士研究生6名;形成江苏省高新技术产品3项。研究成果已在泰州康乾机械制造有限公司全面应用,近二年累计新增销售20827.4万元,利润1769.2万元,税收420.23万元;经江苏鑫开源电器集团、江苏万奇电器集团、泰兴市航天电器、兴化市华伦达铸钢有限公司等用户推广应用,近二年累计新增销售58246万元,利润5028万元,税收4604万元,经济和社会效益显著,具有广阔的推广应用前景。 该项目的成功实施,打破了国外技术垄断,实现了超特高压GIS铝合金部品自主设计制造,主要技术和性能指标达到国际先进水平。该项目促进了高性能轻合金精密异形部品成形技术的跨越和发展,提升了现代电网输变电系统重大装备的技术水平,促进了高端GIS及其他输变电重大装备的产业结构升级,对于推动关系国民经济命脉的电力系统可持续发展具有重大意义。
[成果] 1900010445 上海
TU452 应用技术 工程和技术研究与试验发展 公布年份:2018
成果简介:项目属于土木建筑工程的岩土力学领域。 在我国经济发达的沿海沿江饱和软土地区,高层建筑、大型桥梁、高铁等重要结构物多采用桩基础。在环境振动、交通移动及地震波等载荷作用下,桩基与饱和土耦合系统会产生动力响应,所产生的动孔压甚至会导致重大工程事故。因此,对饱和土动力响应机制及桩土相互作用机理的认识,直接关系到上述结构物的安全。项目对饱和土动力分析理论及应用进行研究,建立了振动、移动及波动荷载下饱和土动力响应的基本解体系,构建了饱和土中弹性波传播模型,提出了桩土动力相互作用的分析方法,为饱和土动力分析及桩基设计提供了理论工具和技术支撑。主要发现点和创新成果如下: 1)系统构建了饱和土动力响应的基本解体系,将土动力学基本理论从单相介质突破到两相的饱和孔隙介质,揭示了孔压响应基本规律。采用积分变换及势函数解耦方法,提出层状饱和土动力分析的TRM方法,建立振动和移动荷载作用下均质和层状饱和土的解析解,被法国学者Mesgouez等评价为唯一适用于孔隙介质动力分析的三维解析解,并为饱和土中桩基动力分析奠定理论基础。 2)建立了饱和土中弹性波传播的解析和数值模型,揭示了两相介质中孔压响应的动力传播机制。基于分数导数方法,建立了饱和土中高频弹性波传播的计算模型,提出了为两种流体所饱和的土体中弹性波传播的理论模型,建立了孔隙介质中任意孔洞对弹性波散射的保角变换方法。欧洲科学院院士Manolis教授积极评价了项目成果在地质构造能源提取和回收中的重要应用价值。 3)提出了饱和土和桩基共同作用的动力学模型及求解方法,解决了动力荷载作用下桩基与饱和土相互作用过程中的孔压响应求解难题。提出了饱和土中单桩、群桩和排桩等各类桩基的积分方程解,揭示了饱和土-桩基体系在复杂土层和不同荷载条件下的作用机理与孔压响应特征,为饱和软土地区桩基动力分析与设计施工提供了有效的理论手段与分析优化工具。在国际上被公认为孔隙介质中群桩动力分析的原创性成果(加拿大工程院院士Rajapakse教授等)。 8篇代表性论文均发表在International Journal of Solids and Structures、ASCE-Joumal of Geotechnical and Geoenvironmental Engineering等本领域顶级期刊上,总他引351次(Google Scholar),其中SCI期刊他引207次,并被欧洲科学院院士Manolis教授等撰写的三本学术专著所引用。 项目开拓了土动力学的新方向,推动了国内外学者开展饱和土动力响应研究,项目所提出的基本解也被广泛用于验证新模型与新算法。项目解决了饱和土水土两相耦合作用下桩基传力机制研究的关键难题,被英国剑桥大学Hunt教授列为40年来桩基动力研究的代表性进展。地铁振动与地震荷载作用下桩基性能分析方法,成功应用于上海中心、上海环球金融中心等重大工程的桩基设计与施工优化。饱和土中桩基振动响应分析与设计优化,解决了世界上第一个建造在饱和软土上的自由电子激光装置(上海光源工程,重大科学试验装置)的微振分析与控制难题。获得软件著作权3项,申请发明专利10项(授权5项)。 项目曾获2014年度教育部自然科学一等奖。
[成果] 1900010260 江苏
U471.1 应用技术 汽车制造 公布年份:2018
成果简介:驾驶辅助系统是汽车走向智能网联化的必经途径,也是中国道路交通行业的重大发展战略之一,对于提高交通安全具有重要意义。车道偏离预警(LDW)和前撞预警(FCW)系统将作为营运车辆的国家强制性要求。但国内外现有LDW/FCW技术体系不完善,存在制约其安全性能的国际难题:复杂交通环境带来的精确感知问题,识别准确率低;仅从单车安全性出发,无法防控二次事故和可能诱发的多车连环事故;车载信息交互系统带来的信息安全重大问题。团队历经10余年,突破了面向复杂环境的LDW/FCW关键技术,创新了交通事故链的阻断理论和方法,解决了网联车辆信息安全防控的重大急需,打造了“人-车-路”协同的驾驶辅助新体系,关键技术形成产业化应用。 开发了复杂交通条件下的LDW/FCW精确环境感知与建模新技术。提出了用于车道线识别的方向可变Haar特征,提升了雨天和车道线磨损等情况下的识别率;首创了摄像机外部参数的在线自标定方法,解决了摄像机光轴位置漂移导致的LDW误警问题;掌握了采用深度网络抽取车辆本质特征的核心技术,突破了不良天气、遮挡条件下车辆感知的难题;开发了考虑驾驶员特性、环境不确定性的精确避撞安全距离模型,LDW/FCW主要性能指标优于同类产品。新技术突破了驾驶辅助系统对复杂环境的适应性难题,促进了智能汽车技术的发展。 创建了基于车路协同的道路交通事故链阻断策略新体系。基于海因里希事故法则,将安全防控的主体从单车扩大到多车群体,创建了隐马尔可夫事故链的生成和演化模型,建立了考虑阻断技术可靠性、过程稳定性和代价经济性的阻断策略“三维”定量评价方法,设计了“人-车-路”协同交通安全主动防控集成验证系统,实现事故链阻断成功率超过80%。新体系为二次事故及连环事故的防控提供了新思路和新技术,对推动中国交通安全技术的进步具有重大意义。 发明了车联网快速身份认证和信息安全防控新方法。发明了基于代理的身份认证技术,移动接入认证速度提升10倍,突破了车联网跨区漫游认证的效率瓶颈;发明了基于AES对称加密的车载系统信息安全防护技术,建立了硬件、逻辑和密码学三层次车载系统安全防控新方法,为“人-车-路”综合信息、驾驶辅助信息和全局交通信息的快速和安全传输提供保障。新方法解决了“互联网+”信息技术、汽车领域的信息安全重大急需,也是事关国家安全的重大战略储备。 获授权发明专利28项、实用新型和软件著作权20项;发表SCI/EI论文110篇;获中国公路学会、商业联合会科学技术一等奖。驾驶辅助系列技术被奇瑞汽车、上汽集团、南京金龙等7家整车企业产品应用超过50万套,部分替代了博世、大陆、德尔福等国际知名供应商产品;在物流运输、公交运营企业应用超过3万套。其中8家企业近3年汽车销售与运输效益417亿元,利润43亿元,项目平均贡献率超过8%,累计新增销售36亿元,新增利润8亿元。专家鉴定认为:成果总体处于国际先进水平,部分成果达到国际领先水平。成果推广应用进一步提高了交通安全水平,促进了汽车产业转型升级和交通强国战略实施。
[成果] 1800240593 江苏
TS206.5 应用技术 风机、衡器、包装设备等通用设备制造 公布年份:2018
成果简介:该项目所属科学技术领域为食品包装技术、食品机械学科领域。 粉状食品工业是食品工业支柱产业之一。粉状食品具有高流动性、易飞扬、静电、吸水(油)等特性,长期以来其高性能、自清洁工业化包装技术与装备是世界范围内包装行业面临的技术难题。随着功能性、高营养粉状食品消费需求快速增长,产品包装质量与安全、包装创新与环保性等成为行业的重点需求。多年来中国粉状食品包装存在包装质量缺乏定量控制、包装速度与精度低、包装飞粉控制与安全不足、阀口袋包装环境污染严重等突出问题,高性能成套装备依赖进口,全自动自清洁阀口包装生产领域国内空白,包装技术与装备的落后已严重制约了该产业链的整体经济效益和健康发展。 项目围绕中国粉状食品高质量、清洁化包装的重大需求,在国家自然科学基金、国家部委以及江苏省发改委等多个项目支持下,开展了粉状食品的微量条(Stick)包装、小剂量罐装以及大容量阀口袋装等系列包装关键技术、智能装备、后道二次与运输包装等成套系统的研发。 项目的主要技术发明点包括: (1)针对典型粉状食品(奶粉、保健品等)的高品质长货架期保质要求,建立了基于气调包装的产品质量控制技术;提出基于包装因子控制的包装货架期预测模型;研发包装内连续气体精确置换技术,突破了长期困扰本行业的包装内气体置换效率与飞粉控制的技术瓶颈。 (2)针对传统螺杆式粉体计量充填存在的计量精度与充填速度低、物料适应性差等突出问题,提出了基于螺杆输送的螺旋不连续定量加料及检测新方法,实现加料量智能预测控制;研发基于螺杆无极调速给料和动态称重的混合式计量技术、高精度微距螺杆计量技术,突破了粉末微剂量高精度计量难题,研制的微量Stick包装计量精度指标处于国际领先水平。 (3)针对粉状物料特别是超细粉料包装易产生粉尘污染及炸包等安全问题,研究建立多级旋风分离、无滤袋飞粉回收系统,并与除尘系统实现联动控制,飞粉捕集效率提高至95%;建立阀口袋负压抽气一体化充填新工艺,实现气粉充分分离,解决了粉体外逸、装袋蓬松及“炸袋”等行业老大难问题。 (4)开展基于不同包装容量、包装质量控制的高性能包装装备关键技术研发,创制微量Stick包装、小剂量罐装、大容量阀口袋装粉状食品智能柔性包装装备及后道包装生产线,实现Stick条装、罐装粉状食品的无人值守智能包装生产,国内首次实现粉状食品阀口袋自清洁全自动包装。研制装备生产线总体达国际先进水平,计量精度等指标处于国际领先水平。 该项目已获授权国家发明专利24项,发表学术论文15篇。微量Stick包装已占据国内粉状保健品Stick包装装备80%的市场份额,奶粉罐装生产线国内市场占有率90%以上;阀口袋粉体食品包装解决了超轻细粉体包装长期存在的粉尘污染大、包装密实度低的行业难题。项目打破了国外在该领域的垄断地位,有力推动中国粉体包装行业整体技术水平提升。技术成果已在伊利等20余家企业得到应用,产生了重大的经济效益。
[成果] 1900010303 江苏
TB559 应用技术 工程和技术研究与试验发展 公布年份:2018
成果简介:现代食品制造产业呈现出低能耗、高效率、智能化的国际发展趋势。超声波作为一种物理方法在食品制造的节能降耗、提质增效方面得到国际上的高度关注,但是国内外超声波装备普遍存在工作模式单一、结构不合理等突出问题,导致声场分布不均匀、能耗高、效能低。该项目历时14年,以占食品生物制造80%以上比例的酶解、发酵和提取的超声强化为主题开展研究工作,在技术创新和装备创制方面取得一系列突破。主要创新点如下: 构建了超声波工作新模式,创建了多模式超声波强化酶解、发酵、提取等食品生物制造新技术,突破了传统工作模式难以满足加工多样性的技术瓶颈。针对食品制造的多样性和复杂性,设计出可满足不同需要的扫频等超声工作模式12种。针对食品制造中酶活不高、微生物代谢速度慢、传质效果差等问题,揭示出多模式超声靶向促进蛋白去折叠、促进蛋白酶高活性体形成、提高微生物细胞膜通透性等作用机制,解析了超声强化提取的非稳态多场传递机理,创建了扫频超声强化蛋白酶解、发散超声强化食用菌发酵和食醋酿造、聚能超声强化活性组分提取等系列新技术,胃蛋白酶活性提高了62.7%、热带假丝酵母生物量增加148%。 创制出多模式超声波系列新装备,解决了装备设计中声能集中与声场均布之间的矛盾,突破了传统超声装备能耗高效能低的技术难题。针对传统的发散式和聚能式超声装备分别存在声能不集中和声场不均匀的问题,通过超声-速度-温度多场计算机仿真模型的建立和装备结构的创新设计,创制出两个系列的多模式超声装备17种,功耗降至传统超声的5-25%,效率提升20%以上,其中FBTQ杯状聚能式和WKS柱状发散式超声装备填补了国内外空白,WKS3000/2S狭缝发散式超声装备打破了美国先进技术的垄断地位。 集成多模式超声波技术于多肽等新产品的工业化生产,创立了超声处理技术放大和制造过程智能化控制新方法。将创制的超声强化酶解、发酵、提取技术应用于功能多肽、食用菌多糖、活性蜂胶以及高品质食醋的工业化生产,通过对标准化超声模块的并联集成,突破了超声处理技术与装备产能扩大设计的难题,研制出基于近红外原位实时监测的食品超声制造过程智能化控制系统,超声设备占地面积减少1/3、用工降低20%,菜籽多肽得率提高18%。 该成果获部级及行业科技成果一等奖3项、中国专利优秀奖1项,达到国际领先水平;授权发明专利28件;发表主要的相关论文132篇,其中SCI收录60篇(JCR一区47篇,最高影响因子7.18)、EI收录32篇,31篇发表于声学领域国际著名顶级期刊Ultrasonics Sonochemistry (JCR一区),近7年位居全球食品领域第一。成果在11家企业应用,包括中国首家调味品上市公司和全国最大的食用菌精深加工企业,培养出全球第一家菜籽肽生产企业和全国前两位的蜂胶活性因子SU提取企业,获得加拿大的生产许可证,获批高新技术产品5个,近3年各企业累计新增销售50.3亿元,新增利润11.1亿元,对于食品生物制造产业的技术进步、节能减排、提质增效发挥了重要的引领作用。
[成果] 1800240395 江苏
S220.3 应用技术 农、林、牧、渔专用机械制造 公布年份:2018
成果简介:该项目涉及动力机械工程、内燃机工程、机械工程等领域。随着中国农村土地规模经营与劳动力的大量转移,大型农用机械的应用日渐普遍,随之高性能大马力农用动力产品的刚性需求与日俱增。长期以来,中国农机专用动力基础研究不足,核心部件和高端机型高度依赖进口,加之国内农机及其配套零部件企业大多独立地开展研发工作,尚未建立动力系统总成一体化设计的研发体系,现有大马力农用动力产品普遍存在油耗高、动力性、舒适性和可靠性差等问题,亟待升级换代。《中国制造2025》与《农机装备发展行动方案2016-2025》均指出,立足国内自主零部件配套,开发生产新型节能环保农用发动机,是全面掌握农用机械核心零部件关键技术的重要目标。在国家科技支撑计划、自然科学基金和江苏省成果转化项目等资助下,突破高效节能与排放控制、整机系统匹配与专机专用开发等核心技术,开发了拥有自主知识产权的系列大马力农用动力新产品。 主要技术创新:①构建了发动机冷却水腔内汽液两相流动可视化及整机热负荷试验方法和测试规范,提出了在高热负荷区域内实施适度的核态沸腾传热的冷却新思路,丰富了发动机共轭相变冷却传热的数值计算理论,发明了电磁驱动变叶片角度新型风扇,优化了冷却系统结构,形成了关键摩擦副的低摩擦主动设计关键技术,实现了整机润滑摩擦和机油消耗的协同控制;总体改善目标产品燃油消耗4~10%,发动机经济运行区域显著拓宽。②攻克了电控高压共轨燃油喷射与应用技术,首次实现自主研发共轨燃油喷射系统在农用动力上的大批量应用;基于国产核心部件,掌握了农用柴油机高效燃烧与超低排放控制关键技术;摆脱了行业核心部件和高端产品长期依赖国外品牌的窘境。③提出了农用动力总成系统一体化设计思想,进行了柴油机-变速箱-外负载的优化匹配与自主标定,拓展了发动机高效运行区域,提高了扭矩储备和瞬态特性,并有效提升可靠性;针对农用装备作业环境恶劣,外负载波动频繁特征,改变农用动力“一机跨界多用”局面,完成了农业装备“专机专用”集成化开发与配套。 完成科技成果鉴定4项,授权发明专利26项,其中核心专利10件,软件著作权2件,制修订国家标准2项。研究成果在常柴股份、常发农装、东风农机、江苏沃得和悦达智能农装等多个农机骨干企业推广应用;立足自主核心零部件,开发了G系列高性能大马力农用柴油机,获中国农机行业年度产品创新奖,产品具有结构紧凑、功率密度高、低油耗及低排放等特点,配套农用装备后整机运行稳定、作业效率高及可靠性好,市场推广前景广阔,在所属功率档的轮式拖拉机配套占有率45%,收割机市场占有率达60%以上。据部分应用企业统计,近两年来,新增销售356946.4万元,利税69790.6万元,取得了良好的经济与社会效益。项目的实施契合了“中国制造2025”战略与低碳农业的重大需求,有力增强了行业对自主品牌的自信心,促进了中国农用动力产品的升级换代,提高了全球市场的核心竞争力。
[成果] 1900010569 江苏
TM914.41 应用技术 电池制造 公布年份:2018
成果简介:该发明属可再生能源领域。光伏发电是未来主要能源之一,是我国重点发展具有国际竞争力的战略新兴产业。太阳能电池是发电系统的核心器件,其中晶硅电池占垄断地位,实现光伏电力平价上网的关键在于其高光电转换效率和低成本,国家将“高效晶硅太阳电池生产技术”定为优先发展的产业技术。项目实施前,光伏产业技术被西方国家垄断,国际上技术发展进入瓶颈期;我国缺乏自主知识产权,技术、装备依靠国外,受制于人。在科技部973、863和工信部专项支持下,项目历经7年联合攻关,创新晶硅电池非传统化学制造新原理、新工艺,发明了成套关键技术,突破了产业化技术瓶颈,实现了具完整向主知识产权体系、国际领先的高效晶硅电池低成本产业化制造。主要发明点如下: 1.发明了易钝化双面微米纳米结构催化刻蚀技术。针对电池表面光吸收与载流子复合的矛盾,首创双面微米纳米陷光结构,创新出化学湿法与金属纳米颗粒催化刻蚀相结合的微纳结构制造新原理、新工艺及装备,以催化反应刻蚀替代常规制绒,光吸收率从70%提高至85%-95%,电池效率提升了0.3-0.6%。 2.发明了多层介质界面钝化技术。针对电池表界面载流子复合问题,发明了表面损伤层的纳米级精确可控去除和气固反应生成超薄多层介质钝化技术,气体原子在晶硅表面可控吸附、体内扩散和化学反应钝化悬挂键,实现复杂微纳结构表界面高效钝化,界面复合速率小于10cm/s,电池效率提升了0.5-0.8%。 3.发明了低界面复合扩散掺杂和金属化技术。针对电池材料中磷元素难以精确定位掺杂、栅线遮光、接触电阻大、焊带表面光反射损失的问题,首创分步式梯度磷扩散掺杂、二次印刷叠加浮金属化和焊带表面微聚光结构,提高载流子传输和收集,电池效率提升了0.4-0.6%、组件输出功率提高了5Wp以上。 4.发明了低缺陷籽晶诱导多晶硅制备技术。针对多晶硅结晶成核点和长晶界面难以控制的问题,发明了独特的多晶硅炉热场结构、梯度坩埚和籽晶诱导复合涂层,硅片少子寿命提高了50%,电池效率提升了0.3-0.5%。 整体发明技术自2014年在常州天合光能有限公司应用,近三年新增销售收入476.57亿元、利润14.5亿元。高效电池出货量占全球20%,每年发电可替代标准煤540万吨,减排CO21522万吨,产生重大经济社会效益。形成标准25项(国际18项);授权发明专利41件(国际2件);发表论文46篇;建立了创新平台和人才培养体系;创建了首条全球领先的关键设备100%国产化工业生产线,组件价格从36元/Wp下降到3元/Wp,下降了91.6%,助推光伏电力平价并网。获全球可再生能源领域领先技术蓝天奖、中国石油和化学工业联合会技术发明特等奖和中国机械工业技术发明一等奖。经国际权威机构认证,17次创造电池效率和组件输出功率世界纪录,被誉为“世界太阳能之父”之称的Martin Green高度评价并载入电池效率世界纪录路线图,得到世界光伏行业和学术界广泛认可,是世界光伏技术发展历程中的里程碑,引领国际光伏产业技术。鉴定评价:“技术达到国际先进水平,应用该技术制造的产品光电转化效率达到国际领先水平”。
[成果] 1900010621 广东
V263 应用技术 航空航天器制造 公布年份:2018
成果简介:航空发动机是飞机的“心脏”,已列入国家重大专项。随着发动机推重比等性能指标的提高,整体叶盘等复杂件的新结构、新材料不断出现,机械喷丸等传统表面强化技术难以满足其高温、高压、高载荷和高速旋转环境下长寿命安全服役的需求,迫切需要新的表面强化技术。激光冲击强化能显著提高金属疲劳寿命,是国际研究热点。整体叶盘结构复杂、叶片薄、变厚度、通道窄、扭角大,给激光冲击强化形性协同控制带了极大挑战,其面临三大国际难题:复杂结构的工艺性差、变厚度薄壁的变形大、髙阈值激光束整形与能量稳定难。 该项目针对上述难题,在国家科技攻关等项目资助下,经过二十多年研究,形成了具有原创性的激光冲击强化形性协同控制理论与技术: (1)建立了激光斜冲击能量补偿理论和曲率、厚度与残余应力场的关系模型,发明了复杂空间结构隐蔽面的激光冲击强化方法和稳定水膜涂敷技术.解决了强化后叶盘叶片形状尺寸一致性差的难题。强化后钛合金风扇整体叶盘叶片扭转变形量≤5.1'、整体叶盘的疲劳寿命提高2倍以上; (2)揭示了零件强度与塑性匹配的表层梯度纳米结构形成机制,发明了变厚度复杂曲面的方形光斑激光多层交错均匀冲击强化技术,解决了塑性变形大、表面粗糙度差的难题,实现了强化与变形的协同控制。强化后钛合金叶片位置度≤φ0.272 mm、粗糙度≤SRa0.4μm,叶片疲劳寿命提高5倍以上; (3)揭示了热效应再制造/焊接薄壁复杂件激光冲击残余应力转化机制,提出了基于应力分布重构的反向变形控形方法,发明了动态时效激光冲击再制造技术,实现了修复区域残余应力、微观组织和形状精度的主动调控,解决了复杂结构件修复后易产生裂纹和变形的难题; (4)发明了五分透镜高阈值光束整形方法,突破了大能量、短脉冲、髙重频激光器热平衡拄制技术,解决了热损伤和能量稳定性差的难题,实现了无扩束高阈值激光束的方形光斑调制。研制的YAG激光器能量稳定度均方根<0.5%。 建成了我国第一条整体叶盘激光冲击强化生产线。项目授权发明专利31件,其中美国专利丨件,软件著作权3项;形成国家航空行业标准(HB/Z)3项;出版专著2部,发表主要论文35篇,加拿大工程院Medraj院士、中国科学院李应红院士等在其发表的论文中高度评价了该项目理论成果。经同行专家鉴定:“在我国首次实现了整体叶盘等复杂型号产品的激光冲击强化,总体技术水平达到国际先进水平”。中国航发沈阳发动机设计所评价:“制定的航空工业标准已经成为我们激光冲击强化设计的依据”。 项目成果解决了我国航空发动机长寿命制造的关键难题之一,显著推动了行业科技进步,成功应用于航空发动机和飞机的国家重大工程中,中国航发沈阳黎明等单位应用后,近三年新增利润2.2亿元、新增销售5.89亿元,取得了显著的国防效益、经济效益和社会效益。项目成果在燃气轮机、核电、再制造等其他领域发展前景广阔,具有巨大的经济效益和社会效益。
[成果] 1800240190 江苏
TH311 应用技术 泵、阀门、压缩机及类似机械的制造 公布年份:2018
成果简介:化工离心泵是石油化工生产装置中用量最大的转动设备,高端化工离心泵主要应用在高温、高压、高抗空化及输送复杂工质等场合,但存在能效低、可靠性差等行业关键难题,国家曾先后把大型石化设备列入《十一五”重大技术装备研制和重大产业技术开发专项规划》和《石化和化学工业“十二五”发展规划》。针对高端化工离心泵领域急需解决的重大技术难题,为打破西方对高端化工离心泵产品的技术封锁,实现国产化替代进口,项目组依托国家水泵及系统工程技术研究中心、石油和化工行业泵及系统节能技术重点实验室,在国家科技支撑计划等近10个国家和省部级课题的资助下,历时10余年,对高端化工离心泵理论、关键技术和典型产品进行研究。攻克了影响高温、高压和复杂多相介质工况下化工离心泵高效、高可靠性运行的关键技术问题,创建了化工离心泵变工况水力设计技术、激光空化强化技术,研发的6种高端化工离心泵产品水力性能达到了国际领先水平。 主要科技创新: (1)创建了变工况和多相混输水力设计技术,发展了化工离心泵多工况水力设计技术,构建了化工离心泵现代水力设计和优化平台,解决了复杂工质变(多)工况下高端化工离心泵能效低的行业技术难题。经第三方检测表明:与国际同类产品相比,通过变工况水力设计方法研制的液力透平回收效率高2%以上;通过多相混输多工况水力方法研制大型管线输油泵效率分别提高了4.1%、4.7%、5%、4.4%,水力性能均优于国外同类产品,达到了国际领先水平。 (2)研制出一种具有耐磨防腐功能的化工离心泵用石墨烯基涂层技术,提出了一种化工离心泵水力部件微细裂纹激光强化延寿方法和激光空化强化高性能水泵材料,强化了化工离心泵的材料性能。经工程应用可知:机组全寿命周期提高了20%以上,能效指标提高了2%以上。 (3)创新性提出了一种化工离心泵气液两相流全特性分析方法和运行性能与故障诊断分析方法,构建了集节能控制、优化运行、数据分析及故障诊断的互联网+服务管理平台。 在高端化工离心泵的水力设计方法、激光强化技术和节能运行等方面已获发明授权60余件,发表相关论文90余篇,其中SCI/EI检索80余篇。研究成果已在上海凯泉泵业集团有限公司、沈鼓集团石化泵有限公司等10余家大型企业使用;开发了HT型高温高压汽液两相液力透平泵、SDZA水煤浆气化关键泵、HXK型旋壳泵、CJRB型高速磁力泵、GSY型管线输油泵、LC型长轴液下泵等典型产品,填补了国内空白并替代进口。 据10家企业近两年统计,累计新增销售额为14.65435亿元、新增利润18289.5万元。研究成果已在神华集团、扬子石化、金陵石化、浙江LNG接收站等全国石油化工领域广泛推广应用,促进了石油化工和能源工业的经济建设,预计每年可节电2亿千瓦时,节约7.3万吨标准煤,减少CO2排放19.5万吨,推动了化工离心泵行业科技进步,取得了突出的经济和社会效益。
[成果] 1900010070 江苏
TE952 应用技术 矿山、冶金、建筑专用设备制造 公布年份:2018
成果简介:该项目属于“石油天然气开采装备”领域。 深海油气是能源结构和“蓝色经济”的重要组成部分。作为贫油大国,深海开发刻不容缓,国家已将深海能源开发提高到事关国家安全的战略高度。海洋石油981平台的成功研制,彰显了中国具备深海资源开发的装备和能力。项目围绕深海油气开采平台井口装备需要,解决原有井口装备平台适应性弱、承载力小、可操作性差、一体化服务能力差和智能化程度低等瓶颈问题,对超大吨位井口智能成套装备结构设计、新材料、制造工艺和设备、全功能智能集成方面进行设计与制造技术的研发。主要科技内容与创新点如下: 可靠稳态轻量化结构设计:针对传统井口装备结构承载力低和安全性低的突出问题,创新设计出阶梯卸载等稳态结构,实现了超大吨位井口成套装备轻量化(减重10%)和可靠作业(井口装备服役寿命从1年提高至3年),破解了轻量化和承载力之间的矛盾。为油气开采一体化增值服务提供了技术支持,是国际上最大的井口成套装备,成功在981等深海钻井平台上应用。 高强初海洋装备用钢制备及应用:开发了超纯冶炼、微合金化和热处理协同的组织精控技术,实现了多相微观组织的精确调控,制备出高洁净、均匀的高强韧海洋装备用钢,成功解决了井口成套装备的材料自给需求;采用超短程热处理工艺的关键部件性能超过国外同类产品水平,抗拉强度达900MPa(高出国际标准31%),屈服强度达780MPa(高出44%),断面收缩率40%(高出60%);自主研发的性能测试系统为井口装备提供了安全保障。 先进成形制造工艺和设备:发明了智能液压模锻和工艺优化、井口装备功效表面(无损式牙板、密封件和模具等)的形貌主动设计方法和工艺、模具“分区异构”的可控制造技术、模锻工艺优化、自创“单脉冲同点间隔多次”工艺、首台激光表面宏/微织构制造和强化装备等先进制造技术。该技术的应用可以实现模具延寿(从8000次提高至16103次)和油管服役寿命提升(1年提升至5年)。为中国重大海工配套装备一体化建造提供了关键技术支撑。 动态监测技术与智能控制:系统集成视觉监测、液压控制、健康监控、故障识别和无线传感技术,研发了井口成套装备动态监测技术与智能控制系统,实现了井口装备的智能化及与主系统的有机集成。通过微型传感和无线收发技术,实现了与钻井平台主系统的无缝对接和井口装备的智能化无人作业。 授权发明专利46件,实用新型专利21件,发表论文5篇,制订行业标准5件,企标15件。研究成果在加拿大、里海、美国及中东国家等第五代、第六代钻井平台上的井口成套装备中应用,并成功配套中国981深海钻井平台。项目产品不仅在陆地(中原、川庆等油田)和近海油气平台上广泛应用,而且将海洋作业深度从500m提高到3000m以上,显著提高了中国油气开采配套装备的自主化水平,标志着中国深海油气开采成套装备设计制造水平的重大突破,有力助推了国家深海能源开发战略和国家能源安全战略。2010年以来进行了系列化研发与推广,国际市场占有率大于15%,国内占有率大于50%,整体技术水平居于国际先进水平。项目实施近3年新增销售50.46亿,利润3.25亿元。
[成果] 1800240457 江苏
V44 应用技术 专用仪器仪表制造 公布年份:2018
成果简介:磁悬浮飞轮系统是以磁悬浮技术为核心的机电一体化集成尖端产品,美国、俄罗斯、德国等大力开展相关研究,已成功应用于航天航空、舰船潜艇、先进储能等领域,而中国相关研究滞后,核心技术长期被国外封锁。因此开展磁悬浮飞轮关键技术及应用研究,对打破国外技术封锁,推动中国重要装备核心技术突破,增强国际竞争力具有重大意义。该项目历时15年,在国家863等16项国家级项目、25项省部级项目资助下,开展系统深入研究,在磁悬浮飞轮系统关键结构与机理、系统的稳定性与高速高精控制、动态强冲击保护与高可靠密封技术等方面取得重大突破: 1)磁悬浮飞轮系统关键结构设计与优化。发明了平动与偏转互不干扰的球面解耦磁轴承、单绕组和双定子等新型磁悬浮电机,创建了基于磁场耦合因子和磁密均匀性的多目标磁路优化方法,实现了磁悬浮转子悬浮运动定位精度从微米级提升至纳米级,大幅提升飞轮系统悬浮精度与可靠性,减小系统体积与重量。 2)磁悬浮飞轮转子稳定判据与控制。创建了复变量频率特性的磁悬浮转子涡动模态稳定判据,建立了基于复变量频率特性的一类耦合系统稳定性理论,提出了模态分离和动态滤波补偿解耦的控制方法,破解了磁悬浮飞轮高速章动失稳和在轨运行的高精度与强鲁棒控制难题。 3)航天器姿态角速率测控一体化技术。发明了磁路解耦磁悬浮陀螺和基于磁悬浮控制力矩陀螺的航天器姿态角速率测量方法,提出基于磁悬浮飞轮的航天器高精度高带宽角速率测量与抑制方法,突破了航天器姿态测量与控制一体化技术瓶颈。 4)磁悬浮飞轮储能电机自适应柔性运行技术。发明了单绕组磁悬浮储能电机电动/悬浮、发电/悬浮柔性运行下参数自适应优化设计理论,提出了悬浮力“差动补偿”以及“修正逆”全域解耦控制方法;发明了磁悬浮电机双通道全周期发电技术和一种模糊PID控制器参数自整定方法;创建了磁悬浮飞轮储能系统新的结构与机理,形成了磁悬浮电机悬浮、电动、发电的柔性运行理论与方法。 5)磁悬浮飞轮动态冲击保护与密封技术。发明了磁悬浮飞轮可重复电磁和抱式锁紧设计方法,首次提出了基于系统性能、宏观振动和微观损伤的保护性能综合诊断技术,发明了飞轮低温焊接真空密封技术,有效解决了卫星发射主动段激烈振动与冲击对非刚性联接磁悬浮飞轮转子保护与诊断难题。 项目发表SCI/EI高水平论文150余篇,授权国家发明专利41件,支撑了航天五院502所成功研制国际首台磁悬浮控制敏感陀螺样机,为航天器甚稳超静姿控技术发展开辟了全新途径;助力航天东方红卫星有限公司和航天九院北京兴华机械厂成功研制“实践九号”卫星,并在国内首次搭载磁悬浮飞轮进行在轨试验,至今在轨运行正常;项目成果还在飞轮储能等高端装备中得到推广应用,显著提升了产品性能。相关成果得到中国航天控制著名专家、中国科学院院士和“实践九号”卫星总测试师的高度评价,为中国磁悬浮飞轮技术及其应用做出了突出贡献。
[成果] 1900010274 浙江
P747 基础研究 其他水的处理、利用与分配 公布年份:2018
成果简介:淡水资源不足已成为威胁人类生存与发展的首要因素之一。海水淡化作为水资源的开源增量技术,是保障中国社会经济可持续发展的战略所需。 项目针对中国海水淡化应用规模小、运行成本高和装备国产化率低等问题,经过10多年的持续攻关,成功突破了大型膜法海水淡化工程设计、系统集成等核心技术,研制出具有自主知识产权的关键装备,自主设计承建了万吨级膜法海水淡化示范工程,在推动单机规模化、装备国产化、技术标准化等方面作出了重大创新与贡献,总体水平已跃居国际先进行列。主要创新成果包括: 突破大型膜法海水淡化系统节能工艺和单机设计技术,建立国内首套万吨级单机装置,工程规模和制水能耗等指标均达到国际先进水平。创新性提出大型反渗透系统全流程变负荷优化调节策略,独创大口径膜壳及模块化阵列串接方式,建立膜堆配水数学模型,开发出低能耗海水预处理、淡化水后矿化调质等关键技术和设备,解决了大型反渗透装置膜堆配水不均匀、制水能耗高、淡化水水质不稳定等技术难题,提高了大型装置运行的安全性和稳定性。项目实现海水淡化制水耗电2.6kWh/m3,淡化水运行成本下降一倍,达到3~4元/吨。 攻克无机纳米共混反渗透复合膜材料及其制备技术,率先研制出高性能反渗透海水膜和膜元件,脱盐率性能达到99.8%,与国际先进水平同步,产品实现进口替代。创新反渗透复合膜材料、制备工艺和微结构设计,开发出无机纳米共混膜材料,优化界面聚合的复合膜制备技术和工艺参数,研制出高性能反渗透海水淡化膜,并实现产业化。提升膜元件卷制与密封等关键技术,自主开发了自动化卷膜工艺及设备,解决了海水膜元件在高压工况下的盐渗漏等技术难题,有效提高了产品稳定性及成品率。 研制出国内首台与大型反渗透海水淡化系统配套的高压泵和能量回收装置,实现工程化应用。开发出新型轴向吸入式多级高压泵结构,创新性采用平衡鼓兼做水润滑轴承,并和平衡盘联合进行轴向力平衡,优选海水淡化用高压泵的水力模型,研制出首台海水淡化高压泵,泵效率达到83.2%,优于进口同类产品;提出了外驱动转子式能量回收装置的结构设计,开发出流量自适应调节、自紧密封配流和长流道低转速驱动等关键技术,研制出高转换效率、低泄漏量和低噪音的能量回收装置,有效能量转换效率达到95%,与进口产品同步。 项目获国家发明专利18件,登记软件著作权5项,主持起草国家标准4部、行业标准1部。项目从根本上扭转了中国海水淡化关键装备依赖进口的局面, 显著降低了膜法海水淡化的设备投资和运行成本,为构建水资源安全保障体系、发展蓝色经济、推进实施“一带一路”等重大战略提供了重要支撑。 项目成果已在中国大型海水淡化、高盐废水资源化等项目中推广,国内市场占有率已超过50%,技术及装备出口至沙特、印尼、菲律宾、伊朗等10余个国家,累计创造直接经济效益达30亿元。项目入选了“2015年中国海洋十大科技进展”,获2012年海洋工程科技一等奖、2016年浙江省科技进步奖一等奖。
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