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。

建筑能耗监测系统主要对电、水、燃气等能源总量以及照明插座用电、空调用电、动力用电和特殊用电等四个分项进行计量并将能耗数据远程传输，不仅能够对既有建筑进行能耗动态监测，及时发现问题、完善用能管理，同时可以通过对建筑实际用能状况的定量分析，以及同类建筑的能耗指标比较，评价和诊断建筑的能耗水平，充分挖掘节能潜力，从而提供有效的节能改造依据和方案。

在传统的液压动力转向器（ HPS）上设计了一个与转阀的进、回油口并联的旁通油路，研制了具有新型阀芯结构和驱动机构的阀芯-衔铁一体式电液比例阀来控制旁通油路的流量， ECU 根据车速和转向盘转矩信号控制电液比例阀的开度以调节进入旁通油路的流量，实现按需实时改变助力大小，保证驾驶员在不同车速下都有良好的转向轻便性和路感，解决了中型车辆中高速转向盘“发飘”的问题；同时，在不转向时和中高速转向时，由于增大了转向泵出口油液的流通面积，输出压力下降，转向泵的输出功率下降，从而减少了发动机的输出功率

项目来源于国家科技部 “973”重大基础研究、“863”重点项目和上海市重点项目，旨在解决工业发酵过程优化与放大中的科学问题和生产实践推广，此技术可广泛应用到生物制药、食品工业、化工、农业等多个应用领域，开发的技术及工艺、工程和装备均处于国际先进水平。 项目技术特点： （1）提出了工业发酵过程工程的多尺度优化理论，建立了基于细胞代谢的宏观代谢流检测与控制和参数相关分析的优化研究方法，建立了基于细胞生理代谢特性和反应器流场特性相结合的工业发酵放大方法； （2）研制了专门用于发酵过程优化与放大研究用的装备，并应用到工业发酵过程中； （3）建立了基于工业发酵过程数据处理与实时远程诊断的工业发酵过程信息处理系统； （4）开发了专门用于过程优化与放大研究用软件包； （5）已应用到十余个产品的过程优化中，产品产量大幅度提高； （6）实现生物过程工艺、工程、装备一体化研究。 曾三次获得国家科技进步二等奖，近年申请专利十余项。

本成果针对城市水电气热等综合能源数据来源广泛，结构复杂，且与用户、时间、空间信息关系紧密的特点，构建了高性能综合能源数据分析平台，提出了细粒度的能源数据分析理论框架及方法，并将其应用于智慧城市建设。 项目特色：  统一高效的综合能源数据存储与计算服务平台，实现数据共享和业务融合；  综合考虑用户的用电行为、用户间关联关系、时间、日期对用户能源需求的影响进行建模；  融合分析用户多类能源的综合用电需求，并采用基于隐变量的聚类算法在隐含用电需求空间中对用户进行聚类。 市场应用前景： 建成统一高效的综合能源数据存储与计算服务平台，实现天津城市电网结构化数据、非结构化数据、采集量测数据的统一存储，提出的多因素能源使用特性细粒度分析框架，精细刻画用户的能源使用特性，比传统方法具有更加丰富的涵义和可解释性。成果有效支撑天津城市电网“十三五”期间的存储需求。为我国智慧城市综合能源数据分析领域的技术进步发挥了巨大的推动作用。

成果与项目的背景及主要用途：本技术、设备与配套的产品应用于污水处理领域。其成果主要包括：新型膜组件反应器、新型处理工艺和具有安全环保优势的免维护系统。其中新型膜组件反应器是以聚偏氟乙烯（PVDF）为材料，以耐腐蚀材料为骨架，具有独立知识产权；新型处理工艺和具有安全环保优势的免维护系统能够具有：出水清澈透明、容积负荷高、占地面积小、抗冲击负荷能力大、剩余污泥产量低、系统运行管理简单、运行成本低、易于集成并实现自动化等特点。本产品具有联合组装曝气功能，应用该它可以很好的将区域污水、洗浴废水、生物难降解废水和医药制药废水等进行处理。处理后的出水水质完全满足国家城市杂用水的水质标准。是目前国内外公认的、在区域（小区、开发区等）中水回用领域中最先进的处理技术之一。 技术原理与工艺流程简介：近年来，随着膜生产技术的提高和生产成本的降低，膜技术在污水处理领域中的应用特别是与生物反应器相组合的膜生物反应器（MBR：Membrane Bio-Reactor）作为一种新型高效污水处理技术在国际上受到了广泛关注。以超滤或微滤膜与传统的活性污泥生化处理技术相结合而成的膜生物反应器，以膜分离过程取代重力沉降过程，不论污泥颗粒的沉降性能如何，均可完成固液分离过程，并且可以避免因生物体流失而造成的系统运行失败。此外，采用膜分离与活性污泥法相结合的膜生物反应器处理含碳有机物，能使有机物深度氧化，并且能完全保留生物体，使污泥保留的时间相当长，从而完全保留体系中缓慢生长的硝化细菌，可同时通过硝化与反硝化作用成功除氮，在低温时亦能维持高处理能力。MBR 反应器能够维持高处理能力而使处理厂规模缩小，还可通过维持低 F／M 比例减少剩余污泥产量。对于各类污水，使用本产品进行处理是一种特别有效的方法，它可以将生物降解的物质分离出去，而将微生物留在生物处理池中。这样可以使生物池内微生物的含量处于最佳浓度，反应速度最快。和其他污水处理方法相比，使用膜生物反应器进行再生水处理不仅可以节约大量水资源，还可以减少设备占地，节约能源，减少设备和运行和管理费用，避免二次污染，有着很好的环境效益、社会效益和经济效益。 技术水平及专利与获奖情况： 已经获得的相关专利： 1．带有电位测控的工业废水处理系统（发明专利） 2．膜反应器（实用新型） 已经申请的相关专利： 1．超声波膜反应器（2004200289565.4） 2．工业废水气动搅拌机（200420056558.3） 已经获得的奖项：高校节水技术（天津市科技进步二等奖） 应用前景分析及效益预测：通过本产品的应用，可以带来巨大的环境效益、生态效益、经济效益及社会效益，通过中水回用项目，使天津大学成为国内第一所具有一流的教育环境、一流的节水技术（包括节水器具）全面综合开发的研发基地，为实现天津市创建环境保护模范城市的奋斗目标，为天津市的发展以及全国各高校的建设提供了一定的借鉴作用。该项目经济效益显著，其年投资与效益分析约为 1:0.4 左右，即可以得到约 40%的回报。 应用领域：环境保护、污水回用。

碟簧作为一种弹性补偿元件，被引入螺栓法兰连接系统，可有效地解决因诸多因素引起的法兰接头的螺栓预紧力松弛问题。当螺栓拧紧时，碟簧吸收机械能并将其转化成弹性势能储存起来，当法兰接头由于温度变化、压力波动、机械振动或自身各元件的蠕变导致螺栓预紧力或螺栓力松弛时，碟簧将释放其储存的弹性势能转化成机械能，对螺栓预紧力或螺栓力进行补偿，从而使螺栓力始终保持在垫片密封所需要的区间范围内，保证法兰接头长周期紧密不漏。本成果基于PVRC泄漏紧密性等级，考虑法兰、螺栓、垫片及碟簧的变形协调，对碟簧结构进行优化设计，并通过材料、加工及热处理工艺的深入研究，为石化、炼油、电力、核能、冶金等领域的高温高压或温度压力波动的螺栓法兰接头提供高品质的密封辅助元件。

基于国家示范城市建设和国家科技支撑计划课题、重点研发计划课题，研究 团队在能耗监管层面确定了建筑能源监测平台能耗拆分模型与指标，构建了公共 建筑能耗监管平台监测分析模型，提出并构建了重庆市典型公共建筑建筑特征信 息库；组织编写“重庆市国家机关办公建筑和大型公共建筑节能监管体系"能耗 管理软件，建立了 “国家机关办公建筑和大型公共建筑节能监管体系"，指导完 成重庆市公共建筑能源监管平台建设；编制了重庆市《公共建筑能耗限额标准》、重庆市《机关办公建筑能耗限额标准》等标准。 基于数据平台，在既有建筑改造与性能提升层面建立了既有建筑节能改造技 术体系，形成建筑节能量核算机理，建立既有公共建筑室内物理环境等级与评 价体系，研发室内物理环境综合提升集成技术，开发室内环境监测与调控动态响 应装备，实施既有公共建筑室内物理环境综合改善工程示范。开发了 “既有公共 建筑室内环境质量数据库平台软件”；申请了 “一种动态新风系统及多参数调节 控制方法”、“一种基于送风空气品质预警的新风系统的智能控制方法"、“基 于室内热舒适状态的空调系统启停控制装置及控制方法"、“一种集中空调节能 控制系统及其控制策略”等发明专利；编写了《公共建筑节能改造技术与应用一 一以重庆市为例》、《既有公共建筑室内物理环境改造技术指南》等专著；制定 《公共建筑节能改造节能量核定导则》、《公共建筑能源管理技术规程》、《多 参数室内环境监测仪器》、重庆市《公共建筑节能改造节能量核定办法》等政策 办法、标准等。 研究成果获得2011年重庆市科学技术成果、2012年“重庆市科学技术奖科技 进步三等奖”与2012年度“华夏建设科学技术三等奖"，并得到课题验收专家组 一致好评，解放军后勤工程学院少将刘安田教授专家组认为：“研究成果为本市 公共建筑的节能运行管理和节能改造提供了依据，具有指导意义，并建议对课题 取得的成果积极组织推广应用”。

复杂修形齿轮是克服高速重载工况下力热耦合形变影响的高端齿轮，直接决定装备传动 系统的振动、噪声、寿命等服役性能及其核心竞争力，广泛应用于航母、潜艇、汽车等。针 对复杂修形齿面精密制造面临全齿面修形加工存在原理误差、传统试错修调法提升加工精度 困难、齿面淬硬层均匀性及级理难以调控等问题，在国家科技重大专项、863计划等支持下， 开展复杂修形齿轮精密数控加工关键技术与装备研究，成果获2018年国家科技进步二等奖。  主要取得突破和创新如下： (1)  提出复杂修形齿轮加工的点矢量族包络计算新理论，不用建立和求解啮合方程， 以数字法替代解析法，突破啮合原理解析法无法求解奇异点、计算复杂的瓶颈；发明齿面扭 曲消减方法，解决刀具廓形精确设计及原理误差消减难题，齿面扭曲减少70%以上，达国 际领先。 (2)  发明复杂修形齿轮加工工艺系统误差调控技术，开辟齿轮修形精度提升新途径。 提出制齿机床热态精度提升技术，发明热致误差补偿方法，保证机床精度稳定；提出基于等 效虚拟轴的齿面误差补偿方法，解决修形精度提升难题，提高传动精度1-2级。获中国专利 优秀奖。 (3)  研制大规格精密数控滚齿机、精密多功能数控磨齿机、高速干切滚齿机等具有齿 面扭曲消减及加工误差补偿的高端制齿机床，填补国内空白；开发集齿轮修形设计、工艺规 划于一体的制齿软件，打破了国外高端机床垄断。滚齿精度达5-6级，磨齿达3级，干切滚 齿提高效率2-3倍，与同类国际先进水平相当，打破高端制齿机床垄断，迫使国外同类机床 降价30%以上，并出口英、法、日等。 (4)  发明复杂修形齿轮滚磨一体化工艺技术，确保修形精度及表面一致性。研制复杂 修形齿轮刀具，实现齿轮刀具的数字化设计制造；研发滚磨余量协同分配、齿面柔性修形、 磨削级理优化等工艺，实现磨后齿面淬硬层均勾分布、齿面纹理可控、修形工艺快速固化， 提高齿面疲劳寿命。满足了军方供货要求，支撑我国主要舰艇齿轮加工；为汽车变速箱的批 量国产化提供了保障。

依据“杀虫真菌农药共性关键技术研究与产品研制"成果，申请人开发出“500 亿砲子/克杀蝗绿僵菌母药”、“100亿砲子/mL杀蝗绿僵菌油悬浮剂”产品，建成 年产2000吨制剂的生产线，生产的绿僵菌制剂防治蝗虫近1000万亩次，保护了生态环境，取得有巨大的社会效益。