许多工业设备往往因为某个关键零部件表面的损坏，导致整个系统效能大幅度降低甚至报废，造成极大地浪费。综合应用先进的表面涂层技术，不仅可以极大延长装备关键零部件的寿命，提高产品质量，甚至可以修复已损坏的关键零部件，实现装备的再制造，达到节能、减排、降耗、环保之目的。 热喷涂技术可使工件表面获得不同于基体材料的特性，具备更优良的强度、硬度、耐磨、耐蚀、耐热、绝缘、导电、密封、抗氧化、隔热、消毒、防微波辐射以及其它各种特殊物理化学性能。它不仅可以再制造修复关键零部件，使报废的零部件

随着新能源渗透率不断增加，传统发电份额不断被挤占，导致系统惯量下降，热备用容量减小，降低了电网的安全稳定裕度。已知目前双馈感应风力发电机（DFIG）在最大功率点跟踪控制下，发电机输出功率难以响应电网频率波动，而超速减载控制和变桨距角控制虽然在一定程度上改善风电机组整体性能和一次调频特性，但存在预留一定备用容量而无法实现最大发电效益。目前储能装置已广泛应用于风电场，但大多为风电场集中式储能方案，其安全可靠性风险往往大于分布式模式，故如何提高单台风电机组的致稳性和抗扰性，使其具备一次调节能力显得尤为重要。 图1 实验装置图1 图2 实验装置图2 图3 DFIG的储能配置图 结合上述应用背景，提出以下技术解决方案： 1、结合DFIG直流母线储能装置的优势，从增加控制自由度、平滑源端风功率间歇性波动以及抑制网侧负荷扰动三个维度入手，分别提出基于超级电容器控制的DFIG惯量支撑与一次调频控制，基于变功率点跟踪和超级电容器储能协调控制的DFIG一次调频策略和考虑源－荷功率随机波动的DFIG一次频率平滑调节方法，上述控制可在增大发电效益的同时提升频率调节效果。 2、量化DFIG的一次电压调节能力，制定DFIG的动态无功控制策略，设计DFIG与风场无功补偿装置的综合协调控制方案，从提高系统稳定性和鲁棒性出发，研究自抗扰控制技术等快速提升风电场系统无功响应速度，最大限度地缓解电网电压跌落，提高电网的电压安全稳定性。 3、结合功率密度、可充放电循环寿命以及经济性作为储能介质选择的主要评测指标，确定合适的单一或混合储能介质及变换装置类型，根据频率调节目标计算储能装置的容量，进一步研究混合储能的容量优化方法，设计出一套高充放电效率、低成本的混合储能装置。 4、研究风储联合调频和基于超级电容调频、风机分布式储能和场站集中式储能所组合成的四种储能调频方案的优缺点，通过多复杂工况验证不同技术方案的调频效果，结合储能容量、使用寿命、经济成本和技术性能比较得出最优方案。 5、研究大功率基于单一储能或混合储能控制的风电机组一次调频样机，完成风电机组参与系统惯量支撑与一次调节方案的验证，对新型一次调频控制技术和一次调压控制方案进行大功率样机的试验验证，完成工程应用的基础准备工作。 创新点 1、针对风电机组一次频率调节，分别提出了基于超级电容器储能、变功率点跟踪和超级电容储能协调控制和考虑源荷功率频率调节等方法，提高一次频率调节能力，并优化了储能装置的容量配置。 2、设计双馈感应风力发电机的动态无功协调控制方案，提出了双馈感应风力发电机最小限度降低机组出力下可提高无功极限最大值的最优方法。 3、分别就风储联合调频策略和基于超级电容器调频策略、风机分布式储能和场站集中式储能所组合成的四种储能调频方案的优缺点和拓扑结构进行对比分析，最终得出采用风机分布式储能下的风储协调方案更加具有应用优势。 市场前景 通过本项目的研究，可形成新能源风机技术在大电网中应用效果验证方面的技术成果，有助于进一步体现国家风光储输示范工程的示范引领作用，推动新能源风机储能技术在大规模新能源接入地区的推广应用，为提升新能源发电高渗透率地区电网的安全稳定运行水平，促进建立可再生能源并网的辅助服务机制提供重要依据和借鉴。 应用案例 目前装置依托“双馈感应风力发电机惯量阻尼及一次调节方法的研究”项目，已开发完成380V/10kW实验样机，并预计展开示范应用。 获奖情况 “基于超级电容储能控制的双馈风电机组惯量与一次调频策略”论文获得《电力系统自动化》期刊2020年度优秀论文三等奖。

纤维乙醇中试技术以灌木茎杆、农作物秸秆和工业纤维废料为原料生物降解转化制备纤维乙醇，技术特点包括：（1）采用复合高效预处理技术进行纤维原料的预处理，大幅度提高了生物降解转化的效率；（2）进行同步糖化发酵与乙醇渗透汽化原位分离技术耦合，最大程度降低了转化产品对酶和酵母的抑制作用，提高了乙醇产率；（3）开发出生物质全利用技术路线，提高生物资源利用率；（4）开发出针对高效预处理后纤维原料等特定底物的低成本高活性纤维素酶；（5）纤维乙醇产率达到其理论产量的72~85%。 本项目技术成果来源于国家948引进技术项目、国家自然科学基金项目、国家林业局重点项目和教育部新世纪优秀人才项目等，目前已形成系列技术成果，申请发明专利11项，授权发明专利3项，出版专著1部，“玉米芯资源转化生物质化学品与能源技术”荣获2012年全国商业科技进步一等奖。

本项目在南钢3500炉卷轧机条件下，通过铁水预处理－转炉冶炼－RH－LF精炼工艺以及轻压下技术，开发了转炉冶炼过程钢液深脱磷、防止回硫及控制氮含量的工艺技术，实现了低碳、低磷和极低硫控制，提出并实施了科学合理的X100管线钢的板坯加热、两阶段控制轧制及层流冷却控制技术，形成了X100管线钢的组织性能综合控制理论，成功地研究开发了采用炉卷轧机生产X100高钢级管线钢的独特技术，并完成了钢管的研制。并对在炉卷轧机轧制工艺过程中的组织细化、强化及演变机理，制管过程中组织性能与变形行为等进行了研究，项目成果总体上达到了国际先进水平。

主动式Y型三辊冷连轧冷轧带肋钢筋生产机组是在我校第二代Y型轧机基础上开发成功的，目前已形成三种机型，可高速连续生产φ5～12mm符合GB13788—92标准的冷轧带肋钢筋，其中KD2型是专门生产大规格φ6～12mm、高强度、既可盘圆收线又可定尺直条钢筋的生产线；年产量15000吨左右。   该生产线的生产工艺流程是：热轧盘卷或直条→机械除鳞→冷连轧减径刻痕成型→消除应力矫直→成品收线（盘卷或直条）。与被动辊拔法相比：轧机采用主动旋转的轧辊主动咬入盘条，减径和刻痕变形一次连轧完成，没有辊拔法压尖或抬辊压辊、穿模等手工操作，操作十分方便；轧辊交替布置，实现无扭连轧，轧制速度高达4m/s；轧机短应力线设计，刚度高，便于盘卷收线，又可在线定尺直条剪断收钱；设备紧凑，占地面积少。操作人员3—5人，无三废污染。 该生产线生产的冷轧带肋钢筋是一种新型高效建筑钢材。是建设部“九五”重点推广产品。广泛应用于房屋建筑、高速公路、机场、码头、铁路、桥梁、隧道、电站、管道、电线杆、市政工程等多种建设工程。属建筑钢材生产，金属线材深加工行业，适合中小企业、乡镇企业、个体企业的“短平快”项目。   该技术是在我校成功推出第二代Y型三辊冷连轧机组的基础上，研制成功的，率先在我国建成了第一条主动式冷连轧带肋钢筋生产线，从根本上解决了被动辊拔法难以生产大规格高强度定尺直条钢筋的难题，95年通过冶金部技术鉴定：“该生产线经使用考核，连续运转正常，工艺稳定，冷轧钢筋产品的各项性能指标均达到国家标准GB13788－92要求，是一种新型高效冷轧带肋钢筋生产线，填补国内空白，属国际先进水平”。获国家教委科技进步二等奖，先后被列入冶金部、建设部科技成果重点推广项目，同时被列入“九五”国家级科技成果重点推广计划项目编号97040302A，该技术专利号为94221292.4。目前该生产线已在北京、深圳、福建、天津、河北、四川等国内十多个省市投产应用，产品经当地省市建委鉴定认为达到国内先进水平。

2-酮基-D-葡萄糖酸 (2-keto-D-gluconic acid，2KGA) 是工业上大规模生产的一种有机酸，主 要用于食品抗氧化剂D-异抗坏血酸及D-异抗坏血酸钠的合成。本项目采用氧化葡萄糖酸杆菌 静息细胞转化法生产2-KGA。转化反应体系中，底物葡萄糖浓度达到300g/l左右，2-KGA的产 率在95%以上，时空产率达到13.48g/l/h。国内外报道的最高发酵生产水平是11.4g/l/h。 现有的2-KGA生产，主要通过荧光假单胞菌发酵葡萄糖或淀粉水解糖。工艺面临的主要问 题是抗噬菌体菌株的筛选、连续发酵的周期长、菌体与CaSO4 的分离等。 本项目采用静息细 胞转化法生产2-KGA。本项目和发酵法比较，具有转化反应简单、易控制、时间短、后处理容 易等优势。

餐饮业每天要产生大量的餐厨垃圾，除一部分用于饲料外，其他很大部分被丢弃处理。此外，在市场上，水果和蔬菜在包装、运输和销售的过程中也产生了大量的果蔬垃圾，不但造成了浪费，同时也对环境造成污染。 北京化工大学开发了餐厨和果蔬垃圾高效厌氧消化生产沼气技术。生产沼气可用于发电、供热，或经提纯后制取车用燃料，也可加压罐装成沼气罐后，替代液化石油气气罐，作为家庭用燃气。因其价格低廉、制取简便、原材料易得，且为可循环利用资源，成为代替价格日益飞涨的石油和天然气的能源之一。技术指标：1、干物质消化率大于50%；2、产气率大于300m3／吨（干料）；3、反应器容积产气率大于1.0 m3／（m3·天）；4、沼气提纯后，甲烷含量大于95％，达到车用天然气的水平；5、沼渣达到有机肥料的相关标准，可作为生物有机肥料使用。 应用范围：1、城市生活垃圾处理厂；2、小区生活垃圾集中处理站；3、果蔬收集、集散地和加工场等。市场分析：北京市政府及部分地方政府已明文规定：“餐厨垃圾必须经过安全有效的处理，不能直接加工成畜禽饲料”。此外，果蔬收集、集散地和加工场也会产生大量的果蔬废弃物等。厌氧沼气技术可把这些有机垃圾转化成沼气、电力、车用燃料等，不但可以解决环境问题，还可以产生大量清洁能源和实现废弃物的高值利用。因其，本技术具有广阔的市场应用前景。效益分析：建设日产1万立方米的发酵系统，总投资大约在800万元左右，每年获经济效益500～600万元，同时社会效益显著。

成果描述：采用高效预处理、低温酶萃取、盐析和膜分离等成套技术，从新鲜动物皮、鱼皮、鱼鳞等不同原料中制备未变性胶原蛋白，解决了获取大量高纯度、未变性的化妆品用和医用生物活性胶原的技术难题；掌握了通过物理与化学改性手段调控未变性胶原的热稳定性、流变学等性能的方法和原理，为未变性化妆品用和医用胶原的产业化利用提供了技术支撑。目前，化妆品用和医用生物活性胶原蛋白生产技术已分别在成都新际生物活性胶原开发有限公司和广东胜驰生物科技有限公司成功实现产业化，产品技术参数与天然胶原标准品一致，经济效益显著，具有较强的市场竞争力。市场前景分析：生物活性胶原即未变性胶原，具有三股螺旋结构，分子量为30万，能够促进细胞生长、可生物降解，且生物相容性与机械力学性能良好，已广泛用于美容护肤、组织工程等领域。胶原作为一种高技术含量的生物材料在生物医学、化妆品等领域具有巨大的潜在市场。首先生物活性胶原作为一种生物材料本身具有无限的生命力，是全世界科学家都在研究开发的新型材料之一，国内当前处于探索性开发阶段，因此只要抓住这个先机将来就可以获得良好的回报；其次生物活性胶原的深加工产品拥有巨大的消费群体，这主要是由于生物活性胶原具有其它化妆品的活性成分所无可比拟的增强皮肤弹性，祛除细小皱纹，优良的保湿、护肤的确切效果，先期投入的第一代产品已被市场认可。目前，本项目的先期产品技术已在成都、广东的2家公司实现生物活性胶原原料的产业化，制备的精华液、面膜、眼贴膜等护肤产品市场反应效果良好，作为医用胶原海绵、骨修复材料的原料也即将投入市场，产品市场仍存在很大的开拓空间。与同类成果相比的优势分析：化妆品用和医用生物活性胶原液体（4mg/mL）每毫升售价约为20元，而生产成本每毫升仅约为2元，因此每公斤生物活性胶原液体的利润为1.8万元。可见，本项目技术生产的未变性胶原功能材料具有很大的利润空间，经济效益非常显著，具有很强的市场竞争力。

项目成果/简介:纤维乙醇中试技术以灌木茎杆、农作物秸秆和工业纤维废料为原料生物降解转化制备纤维乙醇，技术特点包括：（1）采用复合高效预处理技术进行纤维原料的预处理，大幅度提高了生物降解转化的效率；（2）进行同步糖化发酵与乙醇渗透汽化原位分离技术耦合，最大程度降低了转化产品对酶和酵母的抑制作用，提高了乙醇产率；（3）开发出生物质全利用技术路线，提高生物资源利用率；（4）开发出针对高效预处理后纤维原料等特定底物的低成本高活性纤维素酶；（5）纤维乙醇产率达到其理论产量的72~85%。 本项目技术成果来源于国家948引进技术项目、国家自然科学基金项目、国家林业局重点项目和教育部新世纪优秀人才项目等，目前已形成系列技术成果，申请发明专利11项，授权发明专利3项，出版专著1部，“玉米芯资源转化生物质化学品与能源技术”荣获2012年全国商业科技进步一等奖。