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富氧燃烧高效低成本运行关键技术与示范
【研究背景】
我国以煤为主的能源禀赋决定了煤电将会在未来一段时间内充当托底角色，燃煤发电过程中产生的CO₂作为主要碳排放源，成为了“2030碳达峰、2060碳中和”愿景目标的现实约束。开发具有大规模CO₂捕集功能的新型低碳燃烧技术是实现“双碳”目标的关键。其中，富氧燃烧技术采用空分系统所产生的氧气(纯度>95%)代替助燃空气，同时采用烟气再循环调节炉膛内的介质温度和传热特性，实现烟气中CO₂高浓度富集，便于CO₂的分离与捕集，是最具发展前景的规模化碳捕集技术。
【成果介绍】
本成果提出了一种富氧燃烧高效低成本运行关键技术与其对应示范装置。着眼于发展经济、安全和可靠的富氧燃烧技术需求，本成果重点围绕两个关键科学技术问题：
(1)基于氧/燃料双向分级的富氧燃烧火焰组织、传热调控与污染抑制原理；
(2)基于静/动态仿真的富氧燃烧系统集成优化和控制技术，组织共性技术研发和工程示范。
本成果建立了常压与加压富氧燃烧条件下的分级燃烧、传热和污染物控制理论，开发了常压富氧燃烧的分级燃烧系统，研制了加压富氧燃烧的燃烧、换热及返料等关键装备，突破了酸性气体共压缩纯化等共性关键技术，掌握了常压富氧燃烧的系统集成、优化与控制方法，并提升富氧燃烧大型化设计能力。
其中，运用富氧压缩S/N/Hg一体化脱除技术，SO₂/NOx/Hg脱除率分别达到99%，93%和98%；35MWth富氧燃烧工业示范连续运行168h，锅炉燃烧效率90.68%，烟气中CO₂浓度71-82%，NOx浓度（等效空气燃烧）110mg/Nm³。相比空气工况，富氧工况下脱汞效率（以ESP前为基准）和ESP除尘效率进一步提升。
图2 应城35MWth富氧燃烧工业示范系统及现场实时运行
【技术优势】
与现有的其它碳捕集技术，包括燃烧前、燃烧后碳捕集技术，富氧燃烧碳捕集技术的改造成本更低，系统效率更高、生成成本更低、投资与碳减排成本更低。
【技术指标】
【资质荣誉】
获日内瓦国际发明展金奖(2017)、国际自动化学会电力工业设施奖(2017)、湖北省技术发明一等奖(2018)。
华中科技大学
2023-07-19
泵+管道输送系统的优化运行软件与高效节能技术
1 成果简介国民经济各生产部门广泛采用管道输送系统。为保证输送系统正常运行，需要按照流量和扬程配置若干台泵按一定的组合作为流体的动力源。泵与泵之间首尾相接为泵的串联模式，各泵的进口管、出口管分别连接在一起时称为并联模式。在大多数工业流程中，为了达到较好的动力配置常采用多台泵串联与并联混合使用的方式，这些泵构成复杂的泵串并联输送系统。 泵串并联输送系统的运行调节比较复杂，在我国目前多采用常规优化法。常规优化法通过改变泵的转速、改变泵的运行台数或增加新泵等手段达到改变系统运行状态的目的，属于一种半经验半理论的方法。常规优化法实施得当时可提高运行效率，但一般难以达到最佳节能状态。当调节不当时，泵系统中的某些设备将处于非稳定运行工况，不仅影响设备本身的使用寿命，也使得系统的安全性受到影响。 清华大学在长期的研究中积累了丰富的泵及其系统优化运行技术，并形成一套软件。该软件采用遗传算法进行泵串并联输送系统的最优化运行控制，可针对泵系统的实际串并联情况开发优化运行软件，确保系统高效节能。2 应用说明泵串并联系统主要可分成流量基本稳定和流量经常变化的系统。对于流量基本稳定的供水系统，泵的优化选型主要通过确定系统中各泵的转速使得整个系统在最佳节能工况下运行；而对流量经常变化的供水系统，如自来水供水系统、热电厂锅炉给水系统和供热系统、高层建筑生活供水系统、油田高压注水泵系统、中央空调的循环水系统和各种泵站输水系统等系统，这些系统是按照所需要的最大流量来选择水泵的，应根据所需流量的变化进行泵的优化调节。 无论哪种泵串并联系统，均可以通过软件的设置自动判别，并进行相应的优化计算，给出系统运行调节的参数。
清华大学
2021-04-13
动物源食品中主要兽药残留高效检测关键技术
该项目2016年获得国家技术发明二等奖。属兽医药理与毒理学研究领域。为保障动物源食品安全，成果发明兽用抗菌药和违禁化合物残留高效检测核心试剂及产品、多组分残留物痕量加速溶剂萃取和恒温萃取技术，解决了兽药残留高效、快速、高通量检测的一系列关键技术问题。共获授权发明专利39件，制订国家标准19项，备案产品17个，保藏物种41种，专家鉴定为国际领先水平成果8项，国际先进水平成果4项；获省部级技术发明和科技进步奖一等奖4项，其他奖3项；培养博士生11人、硕士生59人，各类技术人员2000余人次。
该项目在农业、卫生、质检和贸易系统使用面达40-50%，在全国500多家大中型养殖企业的使用率达60%-70%，全国兽药残留超标率由使用前5-10%下降到现在1%以内，为养殖业年均挽回经济损失159.23亿元(据中国农科院农业经济研究所测算)。项目完善了国家兽药残留检测技术体系，提升了兽医科技自主创新能力，对保障食品安全、应付重大突发事件、打破国际技术壁垒、维护经济社会稳定等做出了贡献。
成果完成时间：2012年
华中农业大学
2021-04-11
高效能驱动系统共性关键技术及其应用
项目获得国家自然科学基金、江苏省高技术研究计划等支持，获教育部科技进步一等奖 1 项、中国轻工业联合会科技进步二等奖 1 项。
1、项目简介
开发先进的驱动系统，实现梳理齿条加工的数字化控制，解决其刚性机械耦合连接和热处理耗能问题，是纺织器材行业发展急需解决的关键难题。本项目以此为背景，对高效能驱动系统共性关键技术进行了详细的研究与开发。主要研究内容包括高效能驱动控制器的研究、功率变换器的拓扑结构、智能化调制策略与控制方法研究、电机的数字化设计和控制平台研究。
2、创新要点
（1）提出了等价输入干扰估计器的优化控制策略。
（2）提出了正弦波电流幅值调制的概念。
（3）构建了虚物实化、实物虚化的电机数字化设计平台。
3、效益分析
本项目在 30 余家企业应用，累计新增产值约 36630 万元人民币，直接经济效益可达 11560 万元，出口创汇 3800 余万美元，节约用水近 100 万吨，节电 1340余万千瓦时，节约蒸汽 40870 万吨。
4、推广情况
本项目在苏浙豫等省的 30 余家企业，尤其是纺织器材企业得到推广应用。主要有常州蓝箭集团有限公司、河南光山白鲨针布有限公司、南通惠通纺织器材有限公司、无锡市猫头鹰纺织器材有限公司、无锡市威华焊接设备制造有限公司、江苏省无锡市亨达电机有限公司、浙江锦峰纺织机械有限公司、无锡圣马科技有限公司。
授权专利：
正弦波电流幅值调制逆变器200510095195.3
数字铅酸蓄电池容量测试修复仪 200710191362.3
数字式脉冲固定超前时间移相电路 200710190512.9
一种智能型摩托车限速点火器 200710020254.X341
智能移动捡球机器人 200710190398.X
感应加热快速热水器 20071019511.4
基于 FPGA 的空间矢量脉宽调制方法200810025527.4
三相数字式分时平衡大功率交流焊接电源 200810195517.5
一种基于 FPGA 的风电系统最大功率跟踪控制器 200910184672.1
便拆装携带式风、光发电一体装置 200920258809.9
江南大学
2021-04-13
一种油气路一体化伸缩的支撑臂装置
本发明公开了一种油气路一体化伸缩的支撑臂装置，包括支撑 臂组件、传动组件、油路组件和气路组件，支撑臂组件为可伸缩结构， 包括伸缩臂和套接在伸缩臂上的固定臂，固定臂内部安装有支撑臂底 座;传动组件包括丝杆螺母、丝杆、动力源和导向套管，用于实现支 撑臂组件的伸缩运动;油路组件为可伸缩结构，其包括彼此相连的不 锈钢管和双联弹簧管，不锈钢管与伸缩臂相连，双联弹簧管套装在导向套管上，并且其前后两端分别与丝杆螺母和导向套管相连;气路组 件为可伸缩结构，其包括小气管和嵌套在小气管外部的大气管。本发 明可有效增加支
华中科技大学
2021-04-14
大功率复杂波形激光脉冲种子源
大功率复杂波形激光脉冲种子源主要用于产生高功率的复杂波形激光脉冲。在MOPA（Master Oscillator Power Amplifier）系统中的输出光脉冲，会因系统内部的多次光放大而带来波形劣化。克服该技术缺陷的主要手段是对种子光脉冲进行整形，以修正最终的高功率脉冲波形。这要求种子源系统输出的光脉冲能同时满足大功率和复杂波形。 MOPA系统主要应用于需要强激光脉冲的激光标记、材料加工、或其它特殊领域，大功率复杂波形激光脉冲种子源是提升输出激光脉冲质量的核心技术。
电子科技大学
2021-04-10
铜材复杂器件耐腐蚀耐磨材料的研究
在海洋环境、酸雨污染、高温高湿等的环境条件下，紫铜、黄铜及其合金的加工器件在中间工序存放和使用过程中会造成点蚀，进而扩展为大面积腐蚀，而作为连接部件会加剧缝隙腐蚀引发应力腐蚀断裂。该项目成功研制了耐腐蚀耐磨防腐蚀环保涂料，大大延长铜类尤其是紫铜的自然存放期，对铜器件生产和运输过程中起到了很好的保护作用；由于耐蚀性优异，也可作为长期防护涂层。该技术获得的涂层在厚度为5μ条件下测试相关主要技术指标如下： 外观 无色透明 可保留铜的金属光泽；可调整任意颜色 粘度 25秒 《涂料粘度测定法》（涂-4杯）（GB/T 1723-1993） 附着力 0级 《色漆和清漆漆膜的划格试验》（GB/T9286-1998） 耐盐雾 200h 《色漆和清漆耐中性盐雾的测定》（GB/T1771-1991） 耐冲击 50Kg·cm 《漆膜耐冲击测定法》GB/T1732-1993 耐磨擦 0.005千克 《漆膜耐磨性测定法》（GB/T1768-1989） 硬度 4H 《涂膜硬度铅笔测定法》（GB/T6739-1996） 相容性 与弹药相容 《真空安定性试验-压力传感器法》（GJB772A-97 501.2） 该技术适合喷涂、刷涂、辊涂等工艺，不含任何有害稀释剂，为环保产品。该产品用量少、性能和使用工艺优于防锈油；其另一特色在于必要时很容易去除，比防锈油的去除要容易的多。
北京科技大学
2021-04-11
低复杂度广义空间调制迭代检测方法
本发明属于无线通信技术领域，具体涉及广义空间调制(generalized spatial modulation，GSM)通信系统中的一种信号迭代检测方法。本发明提出一种低复杂度广义空间调制迭代检测方法。对于所有的N种可能的激活天线组合，分别通过B‑MMSE检测得到一组候选符号，最终得到一个N元的候选集，然后进行ML检测，取其中欧氏距离最小的组合作为最终结果。
电子科技大学
2021-04-10
复杂高层结构抗震设计理论及工程应用
本项目重点解决复杂高层结构大震分析、失效评价、失效调控、抗震设计理论等关键科学问题，开展大震弹塑性分析技术、失效评价方法、失效调控、抗震设计理论等关键理论研究和技术攻关，提出系统的复杂高层结构抗震设计理论并实现工程应用。本项目研究成果已发表学术论文109篇，其中SCI/EI 收录96篇；编写专著1部；申请或授权专利9项、软
哈尔滨工业大学
2021-04-14
复杂网络演化动力学分析与控制
随着人类社会的日益网络化，使得复杂网络分析与控制成为重大科学挑战。项目组在网络科学兴起之初即进入这一领域，开创了基于网络结构特征的复杂网络动力学分析与牵制控制的研究，主要学术贡献包括：1）率先揭示了复杂动态网络牵制控制策略的可行性和有效性。2）提出了基于牵制控制思想的分布式蜂拥控制算法。3）提出了复杂网络拓扑演化的局域世界优先连接机制。4）揭示了度相配性等特征对复杂网络传播动力学的影响。 8篇代表性论文SCI他引869次、WoS他引1283次。主要成果被多位知名学者在Nature等多种著名期刊上作为复杂网络牵制控制策略研究最早的代表性工作引用。主要完成人发表IEEE杂志上首篇复杂网络综述（2003）、发起组织首届全国复杂网络论坛（2004）、出版国内首部系统阐述网络科学的著作（2006）和国际上首部牵制控制英文专著（2013）；曾获IEEE电路与系统汇刊最佳论文奖（2005）、上海市自然科学一等奖（2008）和2项国家杰出青年科学基金（2002、2014）。
上海交通大学
2021-04-13