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大型船舶综合电力系统协同优化与智能运行关键技术及应用
项目成果/简介:2019年上海市科技进步一等奖在复杂多变海况与恶劣运行环境中，大型综合电力系统各类型扰动和故障频繁，严重影响了大功率变频装置与高精密仪器的可靠运行，系统安全稳定问题远比陆地电网严峻，亟需突破解决。提高装备性能和系统调控水平，是保障我国由造船大国向造船强国转型升级的重大需求。围绕综合电力系统优化与智能运行技术难题，历经十余年的产学研攻关，取得了多项独创性技术成果：1、发明基于多电平功率模块的大功率变频系统及自适应虚拟同步电机控制技术，研制国产5MW大功率多重优化控制变频装置。2、首创多频带混合电力滤波器及参数动态优化技术，开发变压器可控预充磁装置，研制船舶电能质量诊断与协同优化控制系统。3、提出大型船舶电站-电网自适应广域协调保护方法，研制协调保护装置与模糊多目标故障智能自愈系统。4、发明船舶负载功率波动模糊分频与协同优化分配技术，提出综合电力系统分级协同稳定控制机制与方法，开发船舶能量动态智能优化管理系统。项目获16项专利，成果整体达国际领先水平，打破了国外技术垄断与封锁，解决了我国民用船舶电力系统关键装备“卡脖子”的问题，有效支撑了综合电力系统的优质运行。成果已成功应用于“海洋981”半潜式钻井平台、“雪龙2”等综合科考船、大型箱船，其中“东方红3”科考船电网运行参数部分世界领先，获CCTV、新浪网等多家权威媒体报道。项目核心装备与系统打通了高技术船舶上下游产业链，推动了上海船舶工业高端化转型与发展，近三年新增产值10.39亿、利润1.48亿、利税0.5亿，衍生技术已拓展应用至多个配电网示范工程。图 2 自主优化控制大功率变频装置图 3 混合滤波器实物图 图 4 电能质量主动优化控制系统图 5 智能保护与自愈系统现场应用及测试知识产权类型:发明专利 、 软件著作权技术先进程度:达到国际领先水平成果获得方式:与企业合作获得政府支持情况:国家级计划/专项类别:科技部重大专项、上海市重大项目等
上海交通大学
2021-04-10
复合氧化锆电子承烧板
多层电容器作为电子线路中不可缺少的元件，得到了越来越广泛的应用。多层电容器在烧制过程中，为了确保电气性能，必须在氧化锆承烧板上进行烧制，由于氧化锆承烧板属于易耗品，且价格较贵，所以电容器生产厂家迫切需要一种质量可靠，使用寿命长，价格低廉的承烧板。本项目提供一种质量可靠，使用寿命长，价格低廉的复合氧化锆承烧板以弥补现有技术之不足。 目前，高品质复合氧化锆电子承烧板多为日本进口产品，采用火焰喷涂技术在氧化铝基材表面制备氧化锆涂层。该技术存在的主要问题是设备投资较大，并且对氧化铝基材要求较高，国产氧化铝基材由于质量相对较差，在喷涂过程中容易造成断裂。而本项目采用液相制备技术，设备投资少，有效的解决了涂层附着力问题，对基材要求低，原料易得，具有良好得应用前景。
北京科技大学
2021-04-11
热轧、冷轧、中厚板板形控制技术
现代工业的发展使得用户对板带钢的板形质量提出越来越苛刻的要求，板形控制技术已经成为标志现代化板带热轧机、冷轧机和中厚板轧机的技术装备和自动化水平的代表性技术。北京科技大学陈先霖教授领导的项目组从“六五”至今一直在板带轧制工艺研究、板形控制技术的消化和自主创新领域进行了不懈的努力，取得了多项重要成果并投入实际应用。包括： 能够提供变接触VCL/VCR支持辊技术，自动消除辊间有害接触区，显著改善了轧机的板形控制性能，增加了弯辊调控效果，降低了轧辊消耗，延长了换辊周期。 能够提供高效变凸度HVC/LVC工作辊技术，克服CVC工作辊技术在轧制窄带钢时表现板形调节能力不足的缺陷，实现板形调节与带钢宽度和窜辊量均成线性关系，显著增加轧机的板形调节能力，解放弯辊力，为L1的板形实时控制预留空间。 能够提供非对称ASR/ATR工作辊技术，解决热连轧机组中下游机架不能兼顾板形控制和工作辊磨损控制的难题，在获取好的板形质量的同时实现自由规程轧制。同时，该技术可实现对边部板形要求较高的专用钢的稳定生产。 能够提供均压型PPT中间辊技术，消除了HC轧机辊间接触压力尖峰，解决了轧辊严重剥落损伤问题，提高了板形质量和成材率。 能够提供成套板形控制模型，包括过程控制级（L2）的板形设定控制模型和基础自动化级（L1）的弯辊力前馈控制模型、凸度反馈控制模型、平坦度反馈控制模型、板形板厚解耦控制模型和轧后冷却补偿模型等，实现连续生产过程中高精度的板形自动控制。 以上研究成果在武钢1700冷连轧、宝钢2030冷连轧、武钢1700热连轧、鞍钢1700热连轧、鞍钢2150热连轧、济钢1700热连轧、莱钢1500热连轧、日钢1580热连轧、武钢2800中板等生产线取得了长期稳定应用。 本项目适用于所有的新建和欲改造的板带轧机包括热轧机、冷轧机和中厚板轧机。同时，通过技术集成和转移，可为轧钢技术装备国产化作出较大贡献。 ◆经济效益及市场分析 经济效益主要体现在改善产品的板形质量、提高轧机的生产率和成材率、降低生产成本等方面，同时，由于价格优势，可为企业降低投资成本，节省外汇。市场竞争的压力对新建的和已有的板带轧机的板形控制能力均提出了很高的要求，板形控制技术将成为这些轧机的必备技术。
北京科技大学
2021-04-11
三分螺旋折流板换热器
该项目应用领域：可替代现有各种管壳式换热器方案，尤其对贵重材料应用的经济性更好，如铜管干式蒸发器、钛管闭式冷却器等。
东南大学
2021-04-10
穿梭板智能机器人泊车系统
针对我国停车位缺口巨大、传统立体车库构造复杂且维护不便等行业痛点，本项目团队研发了全新的穿梭板智能机器人泊车系统。该系统由超薄全向，夹运一体的全自主智能泊车机器人及智能调度控制系统组成。无需任何轨道，导向机构，运输大车等装置，只需配以平面地平，标准升降平台，即可搭建智能立体车库，并可衍生出超高密度立体车库，平面智能泊车等解决方案。本项目对标并替代现有高端立体车库产品，可盘活废旧立库或建筑，拓展新型应用市场。
华中科技大学
2021-04-10
螺旋折流板换热器热力设计技术
管壳式换热器在现代工业中占有十分重要的地位，特别是在动力、能源、化工、空调制冷、石油、冶金、核能等工业领域中应用极为广泛，它是工艺流程中的一种主要设备。传统的弓形折流板换热器存在流动死区，易结垢，无法充分利用传热面积从而导致传热系数低，压降大，管束易产生流体诱导振动等缺点。高效的管壳式换热设备能从多方面节省能源的消耗：一方面可以节省驱使换热器中冷热两种流体的运动所需的功耗，同时换热面积的缩小可以减少生产换热设备所需的能耗以及原材料，有效的结构形式还可以减少换热面结垢的可能性，延长运行周期。因此换热设备的高效强化是实现我国过程工业节能的关键因素之一。据统计，管壳式换热器大约占世界换热器市场总份额的35–40%，且在石油、化工领域管壳式换热器能占到高达70％的份额。因此对螺旋折流板管壳式换热器进行推广应用对于节能具有重要的意义，可以创造巨大的社会效益和经济效益。 上世纪末提出使用螺螺旋折流板支撑结构代替传统的弓形折流板支撑结构可以显著降低壳侧压降，也有利于强化换热，具有良好的综合性能，虽然近十余年中国内外对于螺旋折流板管壳式换热器开展了较多的研究，但现有的公开发表的资料中未见到有关螺旋折流板换热器的完整的设计方法介绍。本技术基于本课题组大量的试验与数值模拟研究并参考相关公开发表的文献，开发一套完整的热力设计方法和软件。 该项目是在教育部重点课题和“973”项目的大力支持下，经过多年的努力完成的。针对单壳程多管程单相介质流动换热的螺旋折流板管壳式换热器所开发的热力设计软件，该软件拥有完全的自主知识产权。本软件采用VB6.0、EXCEL2003和FORTRAN混合编程。VB形成可视化操作界面，可视化数据输入输出，实现数据传递功能；调用FROTRAN语言编制的可执行程序读取所需数据完成核心计算；调用EXCEL软件进行相关数据的保存和输入输出管理。
西安交通大学
2021-04-11
大通量、高效立体传质塔板技术
一、项目简介立体传质塔板（CTST）技术已先后获得多项国家专利（ZL93218445.6, ZL01221921.5, ZL01221920.7, ZL200410020375.0），具有通量大、分离效率高、操作弹性大、压降低、抗堵塞以及适宜处理易发泡物料等诸多优点。可广泛应用于石化、化工、制药等行业的挖潜改造、节能、环保等项目中。几年来在国内28个省市的大中型企业应用的塔设备已经超过3000座，有效地解决了生产中的瓶颈难题，对企业产品质量的升级换代具有极大的推动作用。同时，在降低原材料消耗、降低能耗、减少环境污染等方面的社会效益也十分显著。据不完全统计，为企业创造的经济效益超过30亿元。经鉴定其主要技术性能达到国际领先水平。先后获得河北省科技进步一等奖（1999），天津市科技进步一等奖（2004），河北省科学技术突出贡献奖（2006）。并被列入河北省科技成果重点推广项目，天津重点科技成果推广计划，国家科技成果重点推广计划目，国家重大科技攻关计划项目等。二、技术指标1、生产能力或处理能力比F1浮阀塔板大1.5-2倍以上；2、分离效率高：板效率比New VST提高10-40%；3、板压降低：板压降低于浮阀塔板，可用于减压场合；4、操作弹性大：操作弹性可达5-7；5、设备投资低：该塔板效率高、通量大，在生产能力相同情况下，节省投资1/3以上；6、操作费用低：减小操作回流比、降低能耗。三、市场前景目前，国内石化、化工、制药及相关行业的很多企业的分离设备都处于二十世纪中后期的水平，设备老化、效率低下、急需更新。另外，一些新引进项目的扩产若采用此项技术，可大幅降低设备投资，缩短施工工期。应用前景十分广阔。四、规模与投资使用此技术建塔，比传统塔节省1/3费用；如果用此技术对原塔进行改造，比新建塔节省2/3费用。
河北工业大学
2021-04-13
一种预制板翻转装置
（专利号：ZL 201310534669.4） 简介：本发明公开一种预制板翻转装置，属于工业制造技术领域。该翻转装置包括预制梁、压板、铰链架、油缸装置、翻转架、从动支承装置、回转轴以及两端固定装置；预制梁放置在翻转架上，压板固定在翻转架的右侧，油缸装置设置在翻转架底部的前后两端，翻转架平放于水平地面且通过回转轴与铰链架铰接；从动支承装置分布在翻转架的左右两侧，翻转架的左右两侧分别均匀设置五个相同的从动支承装置，两端固定装置共有四个分别设置
安徽工业大学
2021-01-12
规模猪场刮粪板清污技术
研发阶段/n规模猪场刮粪板清污技术。 成果简介：生猪规模养殖有机废弃物处理与利用已成为重要课题之一。本项目采用养殖工程设施与机械设备清污配套，实现清污机械化、更彻底（刮净率达到95%），从源头上固液分离，改善养殖环境，减少养殖污物滞留所产生有害气体和病菌污染，降低二氧化碳、氨气、硫化氢、甲烷和吲哚的生成；且省劳节能，减少用水，有利于资源化利用。技术创新点：1.将刮粪板与平槽配套，且增加“型”液态收集管用于清污过程；2.在猪床或漏缝板下设置平槽（槽底两侧向中央或起始端设定微坡），使机械清污达到固液分
华中农业大学
2021-01-12
高铬铸铁磨球及衬板
用于水泥厂球磨机，可大幅度提高磨粉效率、降低磨粉及衬板消耗。经实际运行的数据表明水泥磨一仓球耗为27.9g/吨水泥，是钒钢磨球球耗的十分之一。衬板的磨耗为1.1g/吨水泥，是高锰钢衬板的12倍，而成本仅为高锰钢衬板的2倍，达到国外同类产品的先进水平，本成果为国家攻关成果，经专家鉴定达到国内先进水平，建议在水泥厂大力推广应用。
西安交通大学
2021-01-12