成果介绍 成果名称：多元耦合燃料（生物质/垃圾/高硫煤/高钠煤）发电关键设备防腐蚀感应熔焊与喷射复合涂层技术 成果参与单位：江苏科环新材料有限公司、深圳能源环保股份有限公司、上海康恒环境股份有限公司 成果完成人：曲作鹏 知识产权情况：已申请专利87项，其中已授权发明专利17项，已授权实用新型专利27项 针对我国新能源与环保科技的重大战略，以解决垃圾与生物质发电锅炉高温防腐的实际需求为目标，本项目拟搭建应用于生物质与垃圾电站锅炉腐蚀防护的高频感应熔焊系统技术平台，在多元耦合燃料（生物质/垃圾/高硫煤/高钠煤）发电关键设备等受热面，开发完成镍基自熔合金高温涂层的技术体系，包括涂层材料与工艺，形成针对各类客户群体的系列解决方案。 随着近年来我国生物质和垃圾电站的迅猛发展，锅炉高温腐蚀问题日益突出，传统热喷涂技术由于易脱落、孔隙率高而应用受限，前期用得较普遍的Inconel625合金堆焊，也逐渐暴露出由稀释率高引起的高温防腐性能受限等问题。因此，开发新型高温防腐涂层技术已迫在眉睫。本项目在国家“十三五”重点研发计划等项目的支持下，经过十余年的集智攻关，于2019年初研发成功了高频感应熔焊高温腐蚀防护涂层技术，取得了系列创新性成果：首次在国内构建了生物质与垃圾电站锅炉高频感应熔焊系统技术平台，开发了在水冷壁管排表面制备耐镍基自熔合金高温薄涂层的技术体系，解决了城市垃圾与生物质电站锅炉高温腐蚀防护的技术瓶颈，打破了发达国家的技术封锁，形成了系列针对城市垃圾与生物质焚烧发电锅炉高温防腐的不同客户群体的解决方案。 我国西部特别是新疆地区的高硫高钠盐等高腐蚀性煤在燃烧过程中产生高浓度硫化物和钠盐等腐蚀性气体，造成水冷壁、过热器受热面的高温腐蚀、尾部烟道空气预热器低温腐蚀和受热面结焦等，特别是对燃烧器区域水冷壁管来说，如果没有防护涂层只能使用1—2年。传统的热喷涂，由于结合强度低孔隙率高，很少应用；普通高频感应熔焊虽然有效，但寿命难以超过5年；目前用得最多的是堆焊高温合金，但一般五年后就逐渐会发生涂层脱落和管壁减薄甚至爆管的现象，非计划停炉维修给企业造成了极大的经济负担。针对我国西北地区高硫高钠盐燃煤发电锅炉受热面对高温防腐的迫切需求，本项目拟开发感应熔焊与超音速喷射复合金属陶瓷涂层技术，从服役寿命、使用性能到性价比等方面都优于堆焊，以期彻底终结困扰我国燃煤行业多年的高腐蚀性气体对锅炉管道造成的严重腐蚀的防护难题。 创新点 1、首次在国内构建垃圾电站锅炉高频感应熔焊系统技术平台，自主开发了在水冷壁管排表面制备耐高温涂层的防腐技术体系，打破了发达国家对核心技术的封锁，突破了垃圾电站锅炉涂层防护系统核心技术瓶颈，形成了整体防腐的焚烧解决方案。 2、首次在国际上成功研发镍基自熔合金与金属陶瓷梯度复合涂层的防护技术，发明了基于重熔与喷射一体化的高温全域防腐全套技术，锅炉的高温腐蚀防护性能与服役寿命显著提升。 3、创新锅炉管道镶嵌陶瓷瓦的长效防护方法，发明了多项陶瓷高效低成本加工技术，填补了国际上硬脆材料特种加工技术的空白，突破了垃圾焚烧发电锅炉高频感应熔焊系统核心技术瓶颈。 市场前景 磨损与腐蚀是工业生产中的共性问题，全世界能源消耗的1/3-1/2在摩擦上，每年各种机械零件失效的一半以上由于磨损，每年因金属磨损、腐蚀造成的直接经济损失约达７万亿美元。垃圾焚烧电站锅炉受热面腐蚀问题，非常普遍，其腐蚀机理主要是所焚烧的垃圾中含有Cl,S以及碱金属等元素，造成Cl，S化合气体腐蚀和低熔点碱金属盐熔融腐蚀。据“十三五”规划，2020年焚烧处理能力占无害化处理比例50%，预计复合增长率不低于20%，垃圾焚烧规模呈快速增长态势，截至2018年，中国已运行的垃圾焚烧厂约为380座，处理能力约为37万吨/日，中国在建的垃圾焚烧厂约为200～250座，处理能力约为20～25万吨/日，中国垃圾处理“起步晚、起点低、发展快”，垃圾焚烧发展极快，2025年行业总规模估计超过100万吨/日，垃圾焚烧发电站超过2000家。余热锅炉高温防腐蚀涂层市场规模100亿以上，年增长率在20%以上，且防腐蚀涂层是消耗品，平均3—5年为一个周期。 另外，该技术不仅可以用于垃圾焚烧电厂，团队在农机刀片耐磨、水泥建材行业耐磨、机械重工表面硬化耐磨处理、钢轨耐磨涂层、高端球阀防腐、燃气轮机热障涂层、海上风电盐雾腐蚀、军工等领域的新产品、新技术也逐步成熟，走向规模化应用市场。 应用案例 深圳能源环保公司宝安老虎坑垃圾焚烧发电厂4号、5号、6号锅炉项目，工程地址：深圳市宝安区松岗镇老虎坑，业主单位：深能环保宝安垃圾焚烧发电厂。 获奖情况 2021年中国商业联合会科学技术奖 一等奖 2021年河北省科技技术奖 二等奖 2019年CCTV中国十大创业榜样 2019年第八届中国创新创业大赛 优秀企业奖 2019年第七届创业江苏科技创业大赛 三等奖 2019年“创客中国”江苏省中小企业创新大赛 优胜奖 2019年 淮安市第四届企业科技创新大赛 一等奖

该项目主要研究了高性能水泥及其组分的水化过程及控制机理，为从科学理论阐释 整个高性能水泥项目的两个基本科学问题：高 C3S 水泥熟料的晶格畸变与辅助胶凝材料 的活化机理奠定理论基础与支撑。并在许多方面取得突破与创新。 

金属制品是冶金工业中的重要一环，但在我国该行业却是一个薄弱环节，机械、电气设备陈旧，阻碍了行业的发展。该系统是以笼型异步电动机变频调速代替发电机—电动机组，用一台PC机实现拉拔品种设定、操作自动化、生产过程控制、实时闭环控制、自动计米等功能。系统动、静态数字模型的建立及按专家系统研制的品种设定器为本项目最突出的创新点。 系统的技术先进，节能显著。调速范围在正常工作时为30:1；在5%的额定转速时有1.5倍的额定转矩；设备效率为90-95%；节电率为41%。自94年第一套投产以来，已有从三卷筒到八卷筒的五套电控系统投入运行，至今工作良好。 97年通过省级技术鉴定，评定为“国内领先”水平，在无张力检测的直进式拉丝机上应用变频调速，实现反拉力恒定、秒流量相等的实时控制；应用专家系统研制的品种设定器及自行研制的急停装置等属国内首创。获宁夏自治区科技进步二等奖，北京市科技进步三等奖。

利用互联网建立手机、电脑和农业现场设备的互联互通，让农 民可以远程查看温室大棚的空气温湿度、土壤温湿度、光照、二氧化碳浓度、 风口开关情况、卷帘情况等现场状态，远程调控现场设备的工作参数，远程发 送控制指令，控制放风机、卷帘机、灌溉系统、补光灯等设备立即开始或者停 止工作。可以设置现场状态警报阈值，温度过低过高、意外停电等情况下手机 和电脑都可以及时收到警报提醒农民及时处理。历史数据持久保存，各种机械 和传感器的历史数据可以查看时间轴曲线分析，温室大棚情况清晰掌握。 整套产品由现场工作机械（放风机、卷帘机等）、现场数据传感器（空气 温湿度、土壤温湿度、光照、二氧化碳浓度等传感器）、网络中央控制器、远 程控制核心平台、手机前端 App、电脑前端软件、前端网站、菓然藓微信综合平 台组成，全自主知识产权，专利产品，放风机控制器和网络中央控制器采用易 施工、稳定性高的射频无线传输，搭载自主研发的 Figbee 自组网协议，传输距 离远、链接稳定。数据传输采用自主研发的 FYY 压缩算法，数据流量小，传输 速度快。当风口或者温湿度等数据有异常发生时，现场设备和传感器会及时推 送警报到互联网，从而第一时间提醒农民进行处理。本平台对农业生产现场数 据进行持久留存，提供曲线、图表分析，利用大数据分析为农民提供生产指导， 建立生产数据农民社交互动平台，促进农民生产技术相互交流、学习。

科研领域及方向        热能与动力工程 / 先进控制策略在热工过程自动控制方面的应用研究项目概况    本项目主要针对众多热电联产机组在实施自动控制时所存在的问题，采用先进的智能优化控制理论，研究能较好地解决热、电负荷优化控制问题的先进控制系统，具体包括：热电联产机组热电负荷协调优化控制；锅炉母管蒸汽压力的优化控制；机组主汽温度的优化控制等。主要特点 传统控制和现代控制在提高热工对象的控制品质上已作了大量的努力，但对于一些复杂对象的控制效果仍欠佳。本项目对人工免疫系统这一新的智能理论进行了研究，并与传统的PID控制、模糊控制、预测控制等方法相结合，将新的思想与传统及成熟的控制理论有机结合，应用于解决实际复杂热工过程的优化控制，以期取得良好控制效果。技术指标     着眼于热电厂母管制机组实现热、电负荷整体优化控制需要解决的的一些关键问题，针对现有控制系统的不足，研究更为有效的基于免疫算法、多Agent技术和预测控制方法等的智能优化控制系统。市场前景本项目研究成果对改善中小电厂锅炉燃烧自动控制的现状，提高其锅炉自动投入率和经济效益，以及节约能源都具有重要意义。此外，还将有力地促进人工免疫技术的发展及其在热工过程控制中的应用，并为类似分布式复杂系统的控制提供借鉴。

本项目针对国内外工业生产安全事故频发的严峻态势，经十余年研发应用，解决了硬件系统、软件系统和工程系统等三大系统性核心技术，成功研制保障控制系统全生命周期安全稳定的高安全成套专用控制装置及系统。在汽轮机、直流炉、电梯、环保等领域关键工业装备推广应用 13000 余套，技术经济指标达国际6先进水平，产品出口美、日、韩、俄等 32 个国家。获授权发明专利 104 项，省部级科技进步一等奖 3 项。近三年新增销售 111.15 亿元，新增利润 18.81 亿元。

智能无人系统能自主的完成复杂任务，具有自主性、智能性、协同性等特征，覆盖了智能机器人、智能无人机、无人驾驶、群体智能等领域，是人工智能的主要研究方向之一。贺威教授团队长期致力于智能无人系统的控制理论与方法研究。本次申请吴文俊人工智能自然科学奖项的项目成果研究历时六年，针对柔性无人系统的高精度控制、具有多约束条件的智能控制和不确定系统的自适应控制三个方面展开了深入地研究与探索，提出了智能无人系统基于偏微分方程的建模方法和边界控制方法、基于神经网络的智能控制方法以及基于状态和输出反馈的自适应控制方法，推动了智能无人系统控制理论与方法的发展。本项目的20篇主要代表性论文均发表在IEEE汇刊及Automatica等本学科著名期刊上，SCI他引1705次，其中15篇入选ESI高被引论文。8篇代表性论文，SCI他引923次，全部入选ESI高被引论文，其中4篇SCI他引超100次，单篇最高SCI他引318次。

目针对收缩开裂这一长期困扰工程界而未能有效解决的国际难题，刘加平教授团队创建了多因素耦合作用下收缩开裂风险量化评估方法，设计制备了核心关键材料，建立抗裂能力精准调控成套技术，实现了混凝土收缩开裂风险可计算、抗裂性能可设计、收缩开裂可控制。

与传统中高速电机+减速器驱动相比，采用大转矩直驱电机省去复杂的减速齿轮，简化了驱动系统结构，提高了系统可靠性。为提高电机转矩密度，降低损耗，强化电机散热，课题组在新型电机拓扑结构设计、损耗精确计算及高饱和磁密材料应用等方面做了创新性研究工作。设计的55kW, 2500N·m级轮毂驱动电机在常规液冷散热条件下体积转矩密度达到180kNm/m3.为低速大转矩永磁同步电机设计了专用驱动器和控制器，搭建了低速大转矩永磁同步电机测试平台，对电机的输出转矩特性，过载能力进行全面的测试。

.项目简介： 吹瓶机是一种常用的塑料机械产品。它的用途是将颗粒状塑料通过八个温区的加热软化后吹制出各种塑料产品。 在这个生产过程中，加热温度是影响产品质量的关键因素，一般的仪表控制效果很差，温度波动可高达数十度，产品质量难以保证。    微机温度控制系统采用LCD中文显示、高精度温度测量、可控硅调压控温、先进的控制算法，因此控制效果好，静差小于0.5度。