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[成果] 1800130368 北京
TM6 应用技术 电力生产 公布年份:2018
成果简介:中国CO2排放量位居世界第一,煤基发电是CO2排放的主要来源,减少CO2排放已成为国家的重大战略。煤基发电的CO2减排问题关系到其自身的生存与发展。煤基发电的三种CO2捕集方式为:燃烧后捕集、富氧燃烧和燃烧前捕集。燃烧前CO2捕集是国际公认的最有潜力的温室气体减排技术,具有CO2浓度高、分压高、气体处理量小的优势,可实现低能耗、低成本捕集CO2,易于实现煤基发电CO2近零排放。 该项目依托国家“十一五”863计划重大项目-中国首套250MW整体煤气化联合循环发电(IGCC)示范工程,并获得国家“十二五”863计划主题项目“基于IGCC的CO2捕集、利用与封存技术研究和示范”的支持。项目的研究目的为:研究基于IGCC的全流量燃烧前CO2捕集工程放大工艺集成与工艺基础设计,开发燃烧前CO2捕集关键技术和设备,建设中国首套燃烧前CO2捕集示范系统,实现中国煤基发电燃烧前CO2捕集项目零的突破。主要技术创新点为: 1.攻克了燃烧前CO2捕集关键技术,解决了能耗与捕集效率矛盾的难题。揭示了低水汽比变换放热和床层温度分布规律,发明了基于组分特征的分段变换反应器;开发了保护变换催化剂的系统,解决了变换过程中蒸汽锅炉水用量控制难题;根据变换气气体组分分压特点,开发了CO2吸收溶液活化剂,实现了单塔同时脱硫脱碳,降低了CO2捕集能耗,CO2捕集效率高于99%。 2.研发出国内首套燃烧前CO2捕集工艺;建立了燃烧前CO2捕集系统工艺设计模型,在国内首次完成了30MWth基于IGCC的CO2捕集系统工艺基础设计,具有能耗低、溶剂损耗低、CO2捕集率高的优点。 3.首次提出了燃烧前CO2捕集系统与IGCC发电系统的集成优化与控制方案,形成了集成燃烧前CO2捕集的IGCC系统多目标集成方法和设计优化方法。 4.自主开发、设计、建设及运行了国内首套30MWth燃烧前CO2捕集系统,系统规模为国际上最大,达到了工业示范量级;掌握了燃烧前工业装置规模CO2捕集系统设计、建设、运行、自动控制等成套技术,为中国IGCC全流量捕集CO2奠定了基础。 科技成果鉴定认为:项目开发了国内首套、世界规模最大的燃烧前CO2捕集工业试验示范系统;研究成果填补了国内空白,使中国在此领域跻身国际领先行列。 该项目主要技术指标达国际领先水平,系统经运行检验,稳定可靠,与燃烧后CO2捕集相比,单位能耗和捕集成本均减少30%,为煤基能源实现高效近零排放提供了一条重要的技术途径,对煤基能源的科技创新、可持续发展和应对气候变化具有重要意义。
[成果] 1800130419 北京
TM7 应用技术 电力供应 公布年份:2018
成果简介:随着分布式电源和新型负荷接入比例的升高,传统配电网逐步演变为具有众多可调可控资源的主动配电网。由于分布式电源和新型负荷的随机性、波动性,其大规模分散接入对配电网安全稳定和高效运行带来巨大的挑战,尤其是以北京为代表的超大城市对安全可靠供电和清洁能源高效利用有着更高要求,研究如何提升主动配电网的规划优化水平和运行控制能力具有重大意义。 依托国家863计划、国家自然科学基金和国家电网公司重大专项等科研项目,项目团队历时6年,攻克了主动配电网规划运行互动决策、多源协同优化运行、供电质量提升和云服务信息平台等方面关键技术,研制了2套装置(快速切换装置和综合配电单元),研发了3套系统(规划运行互动决策支持系统、运行控制系统、模拟仿真系统)和1个平台(主动配电网信息平台),实现主动配电网关键技术集成与推广应用。主要创新点如下: ①建立了能量信息相协调的一体化规划模型和规划-运行评估指标体系,提出了基于运行性能关联的规划方案滚动调整方法,研发了规划运行互动决策支持系统,系统提升规划运行水平。 ②提出了主动配电网安全合环、供电路径风险预控、快速切换等控制方法,研制了基于涡流驱动的配电网快速切换装置,系统地提升了供电质量。 ③提出了主动配电网源荷特性辨识和状态估计方法,研制了为主动配电网提供同步量测信息的综合配电单元,提升了主动配电网态势感知能力。 ④提出了基于电压主动调节和集群负荷需求响应的多源协同优化控制策略,研发了主动配电网运行控制系统,提升了分布式电源消纳能力和利用效率。 ⑤建立了覆盖全电压等级的电源-主动配电网-柔性负荷精细化模型库,提出了连续运行场景下的分布式推演仿真方法,研发了模拟仿真系统,实现了运行控制策略的验证校核。 ⑥提出基于图数据库的主动配电网数据存储技术,提出基于云计算、支持多场景应用的虚拟资源配置技术,研发了基于云服务的主动配电网信息平台,为规划和运行提供信息支撑。 项目获专利授权17项,软件著作权12项,发表SCI/EI论文84篇;整体成果在北京亦庄和福建厦门进行了示范应用,并推广应用至23个地市配电网规划设计和运行控制中,直接经济效益1.6亿元,保证了主动配电网的安全可靠、经济高效运行。项目通过了中国电机工程学会组织的成果鉴定,以周孝信院士为组长的鉴定委员会一致认为,成果整体处于国际先进水平,其中规划互动技术、态势感知技术和基于图数据库的配电网数据模型管理技术达到国际领先水平。
[成果] 1800130450 北京
TP3 应用技术 电子计算机制造 公布年份:2018
成果简介:成果属于新材料、微电子、物理交叉领域。 阻变存储器兼具信息处理和存储的功能,具有非易失性、高速度、高密度、低功耗等特点,已成为下一代存储器的有力竞争者。诠释阻变激活区电操作过程、精确调控器件性能是自上世纪六十年代以来科学家们一直渴望解决的关键科学问题。 在国家973项目等的资助下,项目组深入研究了阻变材料微观结构与宏观性能的相关性、导电通道形成动力学、磁和光对材料电阻转变的精细调控技术,阐明了电操作对阻变激活区的影响规律,发展出多种新型阻变材料与器件。主要发现点为: 1、首次实验观察到氧化还原类阻变材料中纳米金属导电通道的存在,通过调控阳离子迁移率和导电细丝形核能,获得三种不同的金属导电细丝生长模式,建立了统一的导电细丝生长动力学模型,成功诠释阻变激活区电操作过程。韩国高丽大学Lee评价:“阻变激活区非常小,很难观察到,采用透射电镜揭开了导电细丝的本质”。 2、发现氧离子迁移对器件阻变性能具有显著调控作用,阐明了电极工程、界面工程和离子掺杂对器件中氧离子迁移与性能调控的规律,获得多种新型阻变存储器材料体系和单元结构,研制出自整流和互补型阻变存储器件,为阻变存储器的串扰问题提供了可能的解决方案。德国Jülich中心的Waser评价:“采用材料工程的办法消除了阻变存储器串扰问题”。 3、发现磁和光均可调控特定阻变介质的电子结构而表现出多个电阻状态,提出通过多场调控来实现多值存储的方法,率先在有机存储介质中获得量子导电行为,研制出磁场可调、光学敏感和量子导电的多值阻变存储器件。印度国家化学实验室首席科学家Ogale评价:“在阻变过程中实现了对磁性的调控……磁有序和电阻态的结合将可能引领‘四态’数据存储的发展”。 4、发现氧化还原生成的金属导电通道可在有机物介质中稳定存在,构建并制备出基于有机物介质层的新型阻变存储器件,所获得的有机阻变存储数据保持性能入选2013年国际半导体发展路线图,并通过精确调控转变过程实现神经突触感知过程的可塑性模拟。 发表SCI论文78篇,科学出版社出版《阻变存储器材料与器件》专著1部,10篇代表性论文SCI他引1438次,单篇最高SCI他引491次。发表于Adv Mater, Nano Letters和Mater Sci & Eng R的3篇论文入选ESI高被引论文。 成果推动了材料在多场条件下微结构演化和电磁性能调控理论的发展,提升了阻变材料用于信息存储的水平及其多功能化技术,对相关材料的多场调控具有重要的指导意义。
[成果] 1800140001 江苏
TM91 应用技术 电池制造 公布年份:2018
成果简介:光伏发电是中国重点发展的战略新兴产业。实现光伏平价上网的关键在于电池的高效和低成本。高效低成本晶硅太阳电池产业化制造技术是制约其推广的瓶颈,国家将“高效电池生产技术”定为优先发展的产业技术。 项目围绕光吸收利用、光生载流子分离、光生载流子收集三大科学技术问题,在国家973、863和工信部基金等项目支持下,突破了制约高效低成本晶硅电池产业化技术瓶颈,发明了成套制造技术,鉴定评价:“项目技术达到国际先进水平,应用该技术制造的产品光电转化效率达到了国际领先水平”。 主要发明点:1.发明了高效多晶硅锭制备技术,通过自主开发诱导涂层对晶体生长成核的控制、高精度的热场设计和杂质调控,硅片少子寿命提高50%。2.发明了易钝化晶硅多级微纳结构制备技术,通过化学湿法与反应离子刻蚀相结合的微纳结构制造、模板法和金属催化湿法刻蚀的协同制造,反射率在5%-15%范围内可调。3.发明了超薄缓冲层叠加主体介质钝化技术,通过纳米级微损伤层精确可控去除、晶硅太阳电池n型和p型区界面高效钝化,实现复杂微纳结构表面高效钝化,表面复合速率降至10cm/s以下。4.发明了低界面复合限制掺杂技术,通过分步式扩散梯度磷掺杂和纳秒激光局域硼掺杂,n区饱和电流密度降低到96 fA/cm2、p区降低到400 fA/cm2。5.发明了少遮光低复合电极制造技术,通过量产丝网印刷叠加浮金属化,开路电压提高0.6 mV。 项目整体技术自2014年1月在常州天合光能有限公司推广应用,实现了工业化生产,连续15次创造和刷新太阳能电池效率和组件输出功率的世界纪录。授权发明专利63件;发表论文58篇;制定光伏行业标准25件(其中国际标准12件);培养硕士12名,博士3名。产品推广至日本、英国、德国、瑞士等国家,近三年实现产品销售收入582.2亿元,新增利润17.7亿元,新增税收7.4亿元。为推行光伏电力平价上网做出了贡献,使得中国晶硅电池制造技术国际领先,为中国光伏产业发展和国际地位提高起到了巨大促进作用。成果还被用于多个国内外公益、扶贫项目。
[成果] 1800140002 天津
TK4 应用技术 工程和技术研究与试验发展 公布年份:2018
成果简介:该研究是在国家3个‘973’项目十多年连续支持下进行的,此外科技部为推动产业化设立了‘863’项目“基于柴油机均质压燃发动机关键技术攻关及样机研制”,并与潍柴合作“WP12无后处理器国四柴油机”和“WP12国六柴油机开发”等项目进行了国六WP12的研制。 该成果提出“混合率与化学反应率协同控制燃烧过程路径”的学术思想,提高控制燃烧过程路径,避开微粒和NOx的高发区,实现高效清洁燃烧。在中低负荷实现低温燃烧,获得53%的高指示热效率和近零排放。在高负荷提出高密度低温燃烧理论和技术,从国三柴油机开发出节能国六柴油机。 其技术创新、经济和社会效益如下: 1.提出柴油机燃烧路径控制理论。首次提出通过热力学参数控制充量活性,从而控制燃烧过程路径,实现高热效率和超低排放。该理论引导产生了柴油机可变压缩比和增压系统集成等关键技术。 2.首次提出柴油机“多模式混合燃烧”控制策略:中低负荷用低温燃烧,高负荷用高密度-低温燃烧。柴油机热效率达到45.5%,SCR后处理器尿素消耗为3.5%,其“燃油和尿素总运行成本”与美国能源部2011年公布的满足美国2010法规和欧六法规重卡柴油机的国际先进水平相比,有效热效率提高10%。 3.获得发明专利12项,包括进气门延时关闭机构,EGR反馈控制等技术。首次完成两级-可变几何截面涡轮增压与可变压缩比柴油机的匹配设计和标定,增压器总效率超过56%。热管理技术使SCR冷启动起燃时间减至450秒,比国际先进水平降低25%。这些技术大部分已经在中国著名的柴油机企业潍柴和玉柴产品柴油机上得到成功应用,应用该成果技术的产品在近几年的统计中约占商用车市场78%,占工程机械市场64%以上,获得显著经济效益,近三年企业新增销售额73.4亿,新增利税2.5亿。 4.该成果可应用于各类柴油机,对开发中国新一代高效清洁柴油机和行业进步有重要推动作用。目前已在“十三五”新一代商用车及工程机械和农机等柴油机开发专项中得到应用。也已作为“中美卡车能源效率合作项目”“超高热效率(>50%)柴油机研发”的技术路线。
[成果] 1800140012 辽宁
TG2 应用技术 稀有稀土金属冶炼 公布年份:2018
成果简介:随着环境污染的日益严重,具有节能减排等环保特征的“绿色铸造”已成为铸造业发展的必然趋势。另外,随着装备制造业的进步,对于内部质量优、力学性能高、表面质量好、尺寸精度精等优质特征的铸件需求量也不断扩大,开发出既体现“绿色铸造”要求,又达到优质铸件要求的铸造工艺,对铸造业转型升级和健康可持续发展具有重要意义。 在863项目的支持下,该项目在国内外首次将具有绿色特征的V法造型工艺与具有优质特征的反重力浇注技术相复合进行集成创新,开发出了“铝合金铸件绿色优质铸造成套技术”。该项目实现了两种工艺的成功复合,既发挥了V法造型工艺“绿色铸造”的优势,又利用了反重力铸造工艺“优质”的特点,是一种具有很大应用潜力的先进集成创新技术。 成果科技内容有四个方面:①V法造型与反重力浇注铸型真空气压平衡技术。V法造型工艺为维持真空铸型气压平衡必须设置明冒口,而反重力浇注又不能采用明冒口。该技术解决了这一矛盾难题,实现了两种技术的复合,克服了V法重力铸造充型不稳,卷气、氧化夹杂等缺陷严重问题;②V法反重力铸造内部质量控制技术。V法工艺凝固速度慢,铸件组织粗大、致密性差、力学性能低。该成果利用反重力铸造充型能力强的特点,开发出超低温浇注及型腔充满后适时明冒口添加高温金属液的技术,提高了铸件凝固速度,保证了铸件合理的温度梯度,克服了V法铸件内部质量和力学性能差问题;③复杂深腔铸件V法二次造型技术。利用凸型模具制造凹砂型,再利用此凹砂型制造凸砂型(芯)的原理,成功突破了凹模在V法造型中不易覆膜的限制,解决了深腔件不能用V法铸造的难题,扩展了V法造型的应用范围;④V法反重力铸造表面质量控制技术。通过优化干砂粒度、涂料厚度、真空度等参数,铸件表面粗糙度达到了6.3μm水平,比同类树脂砂工艺提高1-2级。 经专家鉴定,技术成果解决了高质量铝合金铸件绿色铸造生产的难题,填补了国内外空白,技术水平达到了国际领先水平。
[成果] 1800140045 山东
TG3 应用技术 金属加工机械制造 公布年份:2018
成果简介:汽车车身轻量化、大规模高效制造已成为当代汽车工业的主要发展方向,带来了高强度钢、铝合金、激光拼接板等新材料的广泛应用,而这些难成型材料在拉伸过程中易断裂、回弹力大。原有的机械冲压线加工曲线固定且整线生产节拍最高为15次/分钟,无法适应不同拉伸性能材料高质量、高效率共线生产,因此,对冲压设备的性能提出了更高的要求。大型伺服压力机通过对加工曲线任意编程实现成型速度、成型力的控制,能够适应汽车工业发展需求。但伺服压力机在频繁加减速运行过程中,动态负载变化极大,成形精度难以保证。在国家科技重大专项的支持下,该项目与发达国家德、日冲压装备制造企业同时进行研发,经过十多年的“产学研用”联合攻关,在以下方面取得了重大技术突破: 1.建立了完整的大型伺服压力机传动系统设计优化方法体系,成功研发了高精度齿轮系、六杆传动机构、高精度时变重载减速机,实现了传动系统惯量最优与运动副动态间隙控制,解决了传动系统重载频繁加减速条件下高精度稳定运行的难题,保证了滑块位置精度达到±0.02mm. 2.建立了完整的大型复杂机电系统并行设计与性能优化方法体系,研发了伺服系统与时变大负载的动态匹配技术及大功率伺服电机负载平衡控制技术。在最大动态载荷为90000Nm、滑块加速度为6m/s2的运行条件下,也能够保证成形力和成形速度的精确控制,解决了难成形材料易断裂、回弹力大的问题,保证了冲压件的成形精度。 3.建立了完整的大型伺服压力机及整线数字化运动规划方法体系,研发了高效稳定的运动曲线求解算法及压力机与送料系统协调运动控制算法,实现了加工曲线的任意编程与整线高生产效率,最高生产节拍达18次/分钟,比原有机械冲压线提高30%以上。 4.建立了完整的大功率伺服驱动能量平衡设计及优化方法体系,研发了单机及整线能量管理系统,实现了整线电网容量降低60%以上,峰值功率降低70%以上,解决了冲压成形过程对电网容量要求大及频繁冲击的难题。 通过以上关键技术研究,对比原有机械冲压线,实现了不同拉伸性能材料的高质量、高效率共线生产。经专家鉴定,主要技术性能达到同类产品国际先进水平;整线节拍18次/分钟,达到国际领先水平。 迄今已销售大型伺服冲压线4条,大型伺服压力机累计18台,市场占有率达30%以上,实现销售收入12.4亿元,为用户新增产值近391.95亿元。 该项目授权发明专利12项,企业标准2项,打破了德、日的技术垄断,全面提升了冲压装备的整体技术水平和国际竞争实力。
[成果] 1800140058 上海
TG1 应用技术 电子器件制造 公布年份:2018
成果简介:项目在国家863、科技支撑计划、国家自科基金等项目支持下,经过20余年不断研究,通过强化相体系设计、尺寸和分布的有效控制等一系列关键制备加工技术开发与集成,在铜基体中引入特定的纳米级析出相,并实现其均匀弥散分布,研发出满足特殊性能要求的引线框架材料并实现了主要工序的短流程生产。 主要科技创新如下: 1、研制出具有国际先进水平的大规模集成电路引线框架材料,实现工业化生产。项目组历时十余年研究了Cu-Fe-P系合金的合金化,熔炼工艺,轧制工艺与热处理工艺协调控制析出相尺寸和分布,板型控制等关键技术,实现了铜带和异型带的工业化的生产,大幅度提升中国集成电路引线框架用铜合金的综合技术水平,市场占有率达到65%以上,改变了中国该类产品全部依靠进口的局面。 2、开发具有自主知识产权的超高强度Cu-Ni-Si系铜合金。首次发现Cu-Ni-Si合金在时效早期存在亚稳有序相,提出了Cu-Ni-Si合金强化相的相变贯序:过饱和固溶体→L12有序相→β-Ni3Si相→δ-Ni2Si相;实现了超高强度Cu-Ni-Si系铜合金的产业化生产。 3、高强高导Cu-Cr-Zr系合金析出组织控制强化技术。首次发现Cu-Cr-Zr-Mg合金随着时效温度变化,出现CrCu2(ZrMg)、Cu4Zr、Cu5Zr和单质Cr相析出,且有规律变化;首次设计了引线框架Cu-Cr-Zr-Mg合金二级变形时效生产工艺路线,成功实现其棒材、型材的工业化生产。 4、引入短流程连续挤压成型技术,实现高性能引线框架铜合金低成本、低能耗、低投入、高效率规模化生产。设计制造了适用于紫铜、高强度铜合金的板材、异型带材的大型短流程制造装备以及高强度铜合金的连续挤压短流程成型技术,设计并制造了国际上第一台700型连续挤压机。 项目成果打破了国外技术封锁,满足了中国电子封装、航空航天、武器装备、点焊电极等领域战略安全需求,为中国的铜加工行业的可持续发展提供了技术保障。
[成果] 1800140064 河北
TG3 应用技术 矿山、冶金、建筑专用设备制造 公布年份:2018
成果简介:板带钢是钢铁工业的高端产品,板带轧机高速稳定运行装备技术是保证生产过程和产品质量稳定的核心和高端技术,是钢铁工业智能制造需要解决的重大技术难题。近年来国外引进和国内自主设计的板带轧机都频繁出现轧机振动及产品质量稳定性问题,至今没有通用有效的解决方案,根本原因在于板带轧机动力学模型体系不完善、轧机设计中忽视了系统动力学对轧机性能的影响。 该项目综合考虑轧机辊系的柔性弯曲运动和刚性运动、运动带钢的刚性运动及弹性变形、轧制界面和变形区金属动特性,构建了基于辊系刚柔耦合特性的轧机系统动力学模型体系;开发了板带轧机刚柔耦合三维模态分析和动态仿真技术、轧机稳定性分析和振动控制技术,能够快速实现轧机和带钢的三维动态仿真、轧制过程稳定性判别并提出有效控制方案;创新研制四/六辊轧机静定辊系、浮动式弯辊装置和可调式轴移装置,实现四辊热轧和六辊冷轧一体化,同时开发了650四/六辊可逆轧机综合测试平台,面向社会开放、具有良好的示范作用。 该项目成功应用于首钢迁钢1580热连轧机组、2160热连轧机组、津西钢铁850轧机、燕山大学650四/六辊可逆轧机等7条生产线,近3年新增利润约1.65亿元。授权发明专利8项、发表学术论文20篇;获国家科技支撑计划项目、国家自然科学基金项目、河北省杰出青年基金项目和多项企业联合攻关项目支持。高速板带轧机稳定运行动力学模型体系搭建、轧机稳定性控制技术的开发和工业应用,推动了轧机系统动力学模型理论体系的创新和冶金机械学科发展,显著提升了中国钢铁行业轧机故障诊断和振动控制技术的整体水平,促进了钢铁工业智能化理论技术的发展。
[成果] 1800140065 山西
TG3 应用技术 钢压延加工 公布年份:2018
成果简介:中国钢铁尤其是板带产能过剩,主要体现在粗钢和普碳钢,而高强度、超高强度与复合板材等高端高附加值宽厚板尚需大量的依赖进口,关键设备依赖国外技术。 在国家“973”、“863”等重大科技支撑下,研究开发了适合于多品种高附加值宽厚板生产的集约化定制化生产工艺,以及轧机、矫直机和剪切机这三大主体设备的全新设计方案,实现了设备模型的多样化,并对全线工艺与设备进行集成,所解决的关键技术及创新点如下: 1.开发出集约型定制化工艺总体布置方案,对设备生产能力和生产节奏进行了优化。2、给出了大型宽厚板轧机复合压下螺纹副、自适应轴承座、油膜轴承的设计方法,进行了整机结构、及其自动化轧制厚度控制系统模型的开发。3、针对矫直辊刚度不足与板形问题,创造出包括宽厚板矫直新理论,并进行了机电液整机成套。4、开发了强力、大跨距的液压缸驱动复合连杆机构实现钢板滚动剪切的新方法,给出了PR-8R-PRⅡ级杆组剪切机构的构型设计、及优化方法,建立了电液位置伺服系统状态空间模型,开发出液压宽厚板双边剪切机成套设备。5、集成上述技术成果,实现了4300mm宽厚板轧制线的集成创新。 项目所涉及的单项技术、单台设备与整体生产线都达到了甚至超过了国内外先进水平,从整条线的集约化定制化轧制线布局、主体设备模型多样化、轧机关键部件与结构优化、矫直理论、新型矫直机压下、新型滚动剪切原理与轻量化设备开发等方面,与国内外同类技术相比具有明显的特色与优势。项目完成了马钢绍兴基地4300mm宽厚板生产线全部工艺与主体设备的创新设计与制造,实现了集成创新。已实现产值54.6亿,产品已经通过了国际船级社和军工质量体系认证。其单项技术开发与系统集成为中国高端材料制备由制造大国到制造强国的转型跨越发挥了重要的示范作用。
[成果] 1800140066 陕西
TG3 应用技术 有色金属压延加工 公布年份:2018
成果简介:项目是在国家、省市和企业的多重支持下开展的研究工作:金属挤压/模锻设备与工艺创新能力平台建设,国家科技重大专项:2011ZX04016-081;陕西省大型工业铝型材挤压技术与装备工程技术研究中心,陕西省13115工程:2007ZDGC-27;高性能特种工业铝合金型材挤压装备技术研究创新团队,陕西省重点科技创新团队:2013KCT-10等。 针对工业铝材挤压在线精整生产中产品尺寸精度、外观质量和机械性能等难以精确控制的问题,项目解决的关键技术难题包括:双牵引的技术路线和实现方法、铝材快速冷却的技术原型和理论依据、程序拉伸矫直技术、大型工业铝材定尺锯切分离技术和设备集成自动化控制网络技术等。取得的研究成果包括:1、双牵引装置双闭环控制方法,研制出国内首台新型侧夹式双牵引装置;2、铝材快速均匀冷却技术,研制出高效气水雾化联合淬火装置和工艺数据库;3、无摩擦传送系统,实现了拉伸力和延伸率自动控制;4、双锯片锯切分离方法和装置,负压式多袋铝屑收集系统;5、红外无线通讯传输系统,首次应用在工业铝材挤压在线精整设备上。 项目研制出了可提高工业铝材尺寸精度、外观质量、机械性能的125 MN工业铝材挤压在线精整设备生产线,从机械装备、液压系统、电气控制和工艺等多方面提供了技术支撑。获发明专利9件、实用新型专利17件,制订标准1部,发表论文19篇,参与撰写《金属挤压机》,建成了金属挤压/模锻设备与工艺创新能力平台(04专项)和陕西省大型工业铝型材挤压装备技术研究中心(13115工程),形成了陕西省重点科技创新团队,获中组部“万人计划”科技创新领军人才及创新人才培养示范基地。取得的成果已成功应用于辽宁忠旺等铝加工企业的70余条16 MN~160 MN工业铝材挤压在线精整设备生产线中,为中国重型院创造销售收入超过10亿元,产生利润超过1.7亿元,为生产企业年创造直接经济收入超过200亿元,利润超过12亿元。
[成果] 1800140105 湖南
TM8 应用技术 电力供应 公布年份:2018
成果简介:带电作业是保证特高压线路安全稳定运行和清洁能源持续供给的重要技术手段。特高压带电作业面临高电压、强电场的严重威胁,国内外尚无安全防护技术、作业方法、工具与智能装备,创新难度极大。在国家电网公司、国家自然科学基金及湖南省政府重点项目支持下,取得以下创新成果,填补了国际空白: 1.攻克了特高压带电作业关键技术并建立了安全防护体系。搭建特高压真型(塔)试验模型,确定了最小安全距离、组合间隙,攻克了特高压环境中人员安全防护难题,首次构建特高压带电作业技术标准体系,形成了国际领先的特高压带电作业试验研究能力。 2.首创特高压带电作业系列方法。创造性提出4种进出电场方法并研制配套工具,解决了进出特高压电场路径长、劳动强度大的难题;创新采用机液一体化传动技术,实现了高空有限作业空间内大吨位荷载转移,发明了7种作业方法及配套装备,促进了特高压带电作业常态化开展。 3.创新研制特高压带电作业软质化、轻质化装备。攻克了高强绝缘纤维偶联剂活化关键技术,提升了高强纤维防潮和抗老化性能;创新了碳纤维编织、铺层和固化工艺,突破了碳纤维复合材料各向异性和应力集中的技术瓶颈。研制了软质绝缘拉棒、系列碳纤维大吨位工具,实现特高压带电作业装备的软质化和轻质化。 4.发明特高压带电作业机器人。攻克了机器人视觉导航、定位、识别技术,发明了智能巡视机器人;攻克了泄漏电流干扰下绝缘子电阻精确检测技术,发明了特高压绝缘子带电检测机器人;攻克了高空载人启、停柔顺控制技术,发明了特高压智能载人机器人。初步构建了智能带电巡检系统,为特高压线路安全稳定运行提供了智能技术支撑。 项目的成功实施,标志着世界特高压带电作业技术取得了重大突破,确立了中国带电作业技术国际领先地位,保障了电网的安全稳定运行与电力的持续供给,显著推动了电力作业机器人的技术进步,对提高清洁能源高效利用、减少环境污染具有特别重要的意义,经济社会效益显著。
[成果] 1800140111 上海
TG5 应用技术 工程和技术研究与试验发展 公布年份:2018
成果简介:上海工程技术大学是工程技术、经济管理和艺术设计等多学科互相渗透、协调发展的全日制普通高等学校。学校作为国家教育部“卓越工程师教育培养计划”首批试点高校之一,不断深化教育教学改革,创新人才培养模式,提高教育质量。学校坚持依托现代产业办学,服务经济社会发展的办学宗旨,坚持现代化工程应用型特色大学的办学定位,以现代产业发展需求为导向,学科群、专业群对接产业链和技术链,以产学研战略联盟为平台,以实践能力和创新能力培养为核心,构筑“三协同模式”,形成了特色鲜明的办学模式和人才培养模式,培养高等工程应用型人才,成为优秀工程师和工程服务人才的摇篮。 该校机械工程学院联合山东理工大学、广州中科院先进技术研究所等单位,在国家自然科学基金等项目的资助下,联合攻关了多轴联动数控装备轮廓误差检测与补偿关键技术,并应用于机床装备数控化改造和多轴数控装备研发。 主要工作及其创新点有:(1)提出了高精度的“矢量法”、“三点圆弧法”、“参数平均法”轮廓误差计算模型;提出了“旋转轴和直线轴”、“旋转轴和旋转轴”联动形成复杂轨迹时轮廓误差的描述和计算方法;(2)提出了一种轮廓误差预测-校正补偿模型,设计了一种免疫自调节PID轮廓误差控制器,计算轮廓误差补偿修正量,实现了各联动轴的轮廓误差补偿;(3)开发了微小型车铣复合加工中心,实现了线性轴定位精度3μm,重复定位精度1μm;旋转轴定位精度3 arcsec,重复定位精度1 arcsec,该技术还应用于三坐标数控测量机、机床数控化改造等领域;(4)项目共授权发明专利6项,授权实用新型专利2项,发表SCI收录论文8篇,EI收录论文10篇。 利用该成果加工的S形试件经国家机床质量监督检验中心检测,所有项目均达到要求,得到了多家公司的应用。项目成果提高了多轴数控装备的测量精度和加工精度,提升了产品质量,有利于促进中国制造企业参与国际竞争、实现向高端制造的转型升级,带来的经济和社会效益显著。
[成果] 1800140161 河南
TH2 应用技术 起重运输设备制造 公布年份:2018
成果简介:1、项目背景、意义:中国现有的通用桥式起重机系列主要技术多沿用原苏联上世纪50年代的产品,与国外产品相比,在起重机的整体结构设计分析技术、减量化设计、智能化控制、运行噪音、能耗和技术性能等方面仍存在很大的差距。2016年桥门式起重机的产值约为200亿元左右的市场规模,如果进行轻量化起重机推广应用将减少钢材消耗和生产钢材的碳排放量,减少钢材加工、运输、搬运和安装等带来的能源消耗,降低作业过程中能耗与废气排放,降低工作噪音等将使起重机制造直接经济效益达到35亿元左右,同时由于起重机的高度降低,使用户的厂房建筑成本降低,起重机配套元器件的使用寿命延长,运输成本的降低等将使得间接经济效益将达100亿元左右,因此研制系列化高效、智能、轻量化、绿色起重机并进行产业化推广,有着显著的经济和社会意义。 2、主要科技内容: 该成果主要包括以下四个重大方面研发内容: 2.1、国内首创的基于拓扑和有限元分析和优化技术的系列轻量化起重机参数化设计系统研发和系列轻量化起重机设计。 1)轻量化起重机拓扑机构优化设计,形成完整的拓扑优化设计方案; 2)轻量化起重机有限元结构优化设计,形成最优化的有限元结构分析方案; 3)系列轻量化起重机主梁结构、小车架结构设计方案; 2.2、国内领先独创的轻量化起重机关键配套件轻量化设计及应用技术: 1)卷筒组、车轮组、吊钩组轻量化设计技术及新型结构方案; 2)基于点线啮合技术的起升与运行机构设计及产品开发; 2.3、基于电气防摇摆、嵌入式集成控制技术、智能视觉识别系统等先进控制技术应用: 1)基于物联网远程控制技术; 2)国际领先的电气防摇摆技术,摇摆幅度降低95%以上; 3)国内领先的嵌入式集成控制技术,取代传统继电器、接触器等传统控制电路,通过嵌入防摇摆哦程序,实现起重机智能控制简单化和数字化; 4)国内领先的机器智能识别技术,实现轻量化起重机智能识别和“起重机器人”关键技术突破; 2.4、基于自动化及模块化的先进产业化制造技术应用:开发了国内领先的起重机主梁、小车架自动化焊接工艺及装备,推广应用: 1)通过轻量化起重机主、端梁模块化互换性工艺研究与应用,实现标准起重机主、端梁互换性工艺重大技术突破; 2)研发起重机桥架、小车架焊后加工工艺,实现起重机焊后整体加工工艺的高效和加工精度的稳定。 该成果为国家科技支撑计划项目,实现了5-100T系列起重机高效、智能轻量化起重机关键技术和产业化的突破,核心技术处于国际领先地位,关键技术处于国内领先地位,成果共获得河南省科技成果鉴定5项,获得河南省装备制造科技进步一等奖4项,二等奖1项,取得发明专利11项,实用新型专利13项,发表论文13篇。从项目开发至今,已销售5-100T轻量化桥式起重机1012台,实现主营业务收入59365万元,创造利润10900万元。
[成果] 1800140177 甘肃
TQ0 应用技术 工程和技术研究与试验发展 公布年份:2018
成果简介:在石油化工、石油加工、煤化工等化工流程工业生产过程中有大量高压液体,如何利用这些高压液体的能量一直是人们关注的焦点。近年来,国家重视节能减排,企业重视提高生产效益,降低成本,化工流程工业重视生产过程中余热、余压能量回收。在该项目实施之前,由于回收高压液体能量的设备—液力透平关键技术没有掌握,这些高压液体的能量基本被浪费。因此,如何在保证化工流程工业安全持续稳定生产的条件下,实现液体余压能量回收,成为突破现有技术瓶颈,实现节能减排的迫切需求。 该项目通过国家科技支撑计划等课题支持,集中了产学研用多家单位,50余名人员,历时近十年攻关,攻克了化工流程工业中液体余压能量回收核心设备—液力透平的设计理论与方法、运行稳定性控制等关键技术,相关成果被化工行业标准(化工液力透平HG/T 4591-2014)采纳,为中国液力透平节能减排的有效实施提供了关键技术支撑。在液力透平发电、直接驱动泵(或风机)、辅助电机做功3种能量回收方式的基础上,突破了现有技术瓶颈研制成功了BB1/BB2/BB4/BB5多种结构型式液力透平。研制成功的XWT360-68型液力透平,回收功率超过500kW,效率达到75%,年节电约360万度。 项目获授权发明专利5项,实用新型5项,化工行业标准1项,发表论文70篇,其中SCI收录2篇,EI收录15篇。提出的液力透平设计、运行及控制等关键技术突破中国液力透平技术瓶颈,打破国外产品在国内的垄断,提高了产品国际竞争力。研制的单/多级液力透平达到国际先进水平,在煤化工、炼油等行业成功运行260余台套,国内市场占有率60%以上。成果应用近3年取得直接经济效益约2.24亿元,累计节电16.9亿度,折合节约标准煤56.2万吨,减少CO2排放146.1万吨,节约资金12.68亿元,为实现化工过程节能减排发挥了关键作用。
[成果] 1800140216 山东
TM6 应用技术 电力生产 公布年份:2018
成果简介:该项目依托国家科技支撑计划项目课题“生物质气化发电与热电联供系统”(课题编号:2012BAA09B03),开展大功率低热值生物质气发电技术的研究与设备开发,项目于2015年通过科技部验收。“大功率低热值生物质气发电技术与设备”列为2015年国家火炬计划产业化示范项目(项目编号:2015GH051304)。 由于生物质气化发电的综合效率较高,辅之以多级产物综合利用及余热回收利用技术,资源能源化充分,产业收益高,逐渐成为生物质发电利用的主要产业模式。该项目针对中国农村广泛存在的秸秆、稻草、谷壳等废弃农林生物质资源为原料,收集粉碎、压块成型后,在发生炉内高温反应气化,产生可燃生物质气体,经除尘、除焦、脱硫等净化处理后,输入内燃发电机组转化为电能,同时将发动机排出的废气余热通过取出加以利用,实现生物质能源的高效利用。该项目针对生物质燃气热值低、杂质多、成分复杂、成分波动大的特点,研究低热值气体发动机燃烧控制技术、气缸内混合进气燃烧技术、含氢燃气安全燃烧技术、空燃比自动控制技术、远程监测控制技术,实现了生物质气发电机组的空燃比有效控制,维持发电功率稳定输出,发电机组具备参数检测和报警保护,一键启动、自动合闸、自动加载并网等远程监控操作自动化功能,可多机组并机孤网运行,使之更适合“分布式热源、分布式电源”技术要求。产品单机功率400kW~1000kW,发电效率大于34%,年发电时间不少于7200小时。项目研发过程中授权发明专利2项,实用新型专利8项,发表相关论文4篇。 通过该项目的实施,研发生物质气化发电技术,完善生物质气化发电技术的成套性和稳定性,探索出适合中国国情的内燃机为主的生物质气化发电热电联供模式,形成适合中国资源特点的分布式生物质气化发电及余热利用成套工艺技术和装备。为中国实现大规模秸秆气化发电,节约能源、缓解电力供应紧张、环境保护等方面提供可靠的技术保障和关键设备。
[成果] 1800140220 山东
TK4 应用技术 锅炉及原动机制造 公布年份:2018
成果简介:内燃机是国民经济各行业的主导动力源,支撑着相关配套行业的技术进步,决定了其在中国经济中的基础产业地位。内燃机是中国石油消耗的最大主体产业,是节能减排公认和关注的重点领域。电控系统作为柴油发动机的核心零部件,对于柴油机性能和可靠性有着重要影响。同时,它作为柴油机节能减排的主要研究方向,正在发挥着越来越重要的作用。国内外发动机企业对于电控系统都开展了深入研究,取得了重大技术突破。然而与国外相比,中国发动机电控系统在比如硬件可靠性、软件功能、技术先进性等方面存在一定差距。 该项目在国家863计划、省部级项目等支持下,围绕电控系统关键技术开展研究,在电控系统燃烧控制、排放控制、可靠性提升、服务功能等方面实现突破,形成了具有自主知识产权的电控系统。主要创新点如下: 1.发明了轨压双闭环控制,系统最大轨压达到1600bar,轨压控制精度为±10bar,实现了对发动机及燃油系统的精确控制。发明了燃油系统老化补偿控制,及时监控喷油器磨损程度,监控误差控制在2%以内。开发了喷油器一致性修正技术,保证了各缸喷油器喷油量的一致性,提升了发动机的可靠性。实现了基于扭矩及转速的多路径发动机控制,达到了快速外部扭矩请求响应及不同负载下转速恒定的功能。 2.发明了尿素溶液喷射量精确控制技术,实现了尿素喷射精确控制和低尾气排放,同时具有自适应控制策略,在线调整喷射量满足排放要求。发明了空气系统耦合闭环控制技术,实现EGR和VGT耦合控制,解决不同执行器同时控制空气系统耦合的难题。实现了智能风扇、电子节温器及电子水泵联合控制,保证发动机工作在合适温度范围内,获得最优动力性、经济性。开发了满足国四、国五排放及OBD法规的OBD诊断系统,实现发动机安全运行。 3.开发了发动机保护控制、工作区智能优化、防拆锁车、三级扭矩安全监控等功能,提高了ECU及发动机可靠性、安全性。 4.开发了智多星通讯服务工具、维修指导故障树系统、远程服务技术等服务能力,实时分析运行数据,精确定位故障,以及提前预估系统状态,提高了服务质量及用户满意度。 通过以上关键技术研究,开发的自主电控系统满足国四、国五和非道路三、四阶段排放,达到国际先进水平,使用寿命超过20000h,成本比竞品低30%。项目产品已销售15万余台,主要用于重卡、客车、工程机械、农机等领域发动机,配套厂家主要有一汽、福田、陕汽、大运、宇通、亚星、中通等40余家。授权美国专利1项,发明专利65项,软件著作权1项,实用新型9项。项目的开发摆脱了依赖于国外技术的局面,使得发动机匹配国产喷油器、高压油轨和高压油泵成为可能,促进了核心零部件国产化,按照喷油器、高压油轨和高压油泵成本每台节省2500元,年配套国产燃油系统发动机4万台计算,每年可节省1亿元,带动了国内内燃机零部件的发展,推动了内燃机行业的技术进步。
[成果] 1800140258 浙江
TK8 应用技术 锅炉及原动机制造 公布年份:2018
成果简介:中国低风速资源面积占全国风能资源区的68%,且具有极好的电网消纳条件,据不完全统计,中国70米高度平均风速为5-6m/s的风资源,技术可开发量达到7亿千瓦。而风资源丰富的“三北”地区由于消纳能力不足,导致近年来弃风限电越益严重,据国家能源局公布的数据,2016年全国弃风电量为497亿度,造成高达233亿元的经济损失。国家已明令暂缓三北地区的风电开发,鼓励风电往南方低风速区域发展。因此低风速风电机组的市场前景巨大,需求十分迫切。 中国低风速风场的风电机组运行通常受冰冻、高海拔、复杂风况等各种环境因素的制约,轻者影响发电效率,重则导致机组故障停机,甚至有可能造成机组损坏事故。因此,满足特定环境条件下的低风速风电机组研发成为亟待攻克的技术难题。 该项目在国家863计划、973计划和浙江省重大科技专项的支持下,经过10余年的技术攻关,有效解决了超大风轮不均衡载荷控制、低风速长叶片设计、特定环境适应性技术等一系列突出难题,突破超大风轮低风速机组的关键核心技术。 专家鉴定认为:“该项目成果整体技术达到国际先进水平,在低风速风电机组智能控制技术方面达到国际领先水平”。 项目获授权发明专利22项、国际发明专利1项、实用新型专利18项、软件著作权31项,出版专著1部,发表SCI/EI论文50余篇,编写国家标准4部,获国家能源科技进步二等奖和浙江机械工业科学技术一等奖。 项目先后完成1.5MW、2MW、2.5MW等系列化低风速产品开发,其中,WD115-2000、WD121-2000机型陆续打破全球单位千瓦扫风面积的记录,成为全球发电效率最高机型,2014年低风速市场占有率国内第一。 近三年,新增主机销售1120台,新增销售额69.4亿元,新增订单140亿元,累计发电70亿千瓦时,节约标准煤280万吨,减少有害气体排放733万吨。 成果的推广应用,引领了中国低风速风电技术产业发展,使国产设备在低风速风电市场的竞争中抢占了先机;使得年平均风速5-6m/s风资源都具备开发价值,极大拓展了中国风能资源的利用范围,支撑了中国风能开发利用的可持续发展。
[成果] 1800140307 上海
TH13 应用技术 泵、阀门、压缩机及类似机械的制造 公布年份:2018
成果简介:应用于严酷环境中的工艺管线用核级电磁动截止阀在核电站中担任着十分重要的角色,主要用于主系统、堆芯冷却系统、一回路取样系统等关键系统内,介质一般为高温高压,其工作环境也比较特殊,尤其在事故工况条件下,一般为高湿、高热、高辐射,还伴随着一定的环境压力。通过该成果对核级电磁阀截止阀的设计与研究,实现具有自主知识产权的核级电磁动截止阀的研制,保证核级电磁动截止阀产品在核电站严酷环境中的安全可靠运行,对打破国外在该领域的技术封锁,填补国内空白,在节约资金及保证国家能源安全等方面具有重要意义。 该项目成果来源于“大型先进压水堆及高温气冷堆核电站”国家科技重大专项,由上海核工程研究设计院提出,牵头并委托鞍山电磁阀有限责任公司完成国产电磁动截止阀研制工作。主要的科技技术难点包括耐辐照和LOCA环境条件下电磁驱动系统(电磁铁芯结构设计、电磁力计算)研究、冷热交变对阀门结构和运行可靠性影响(电磁动截止阀阀瓣导向配对材料特性,包括冷态、热态下导向面配合间隙)研究、高温高压状态下电磁动截止阀密封性能研究、阀位信号方案研究、电磁动截止阀设备鉴定(EQ)要求和试验方法(包括环境和地震鉴定)研究等。 该项目核级电磁动截止阀的研制进行了大量的理论分析及验证试验,攻克了多项技术难关,经历了关键部件的设计技术研究、核级电磁动截止阀制造、核级电磁动截止阀样机的鉴定试验等阶段,并最终完成了该项目成果的研制。 该项目成果的核级电磁动截止阀,可满足核电站正常环境条件、异常环境条件、设计基准事故环境条件以及地震等工况下使用的要求,能安全可靠的在核电站严酷环境中、在高温高压工艺管线中执行系统安全有关功能,属于国内首创,填补了国内技术空白,达到了国际领先水平。
[成果] 1800140357 江苏
TG7 应用技术 金属工具制造 公布年份:2018
成果简介:该课题来源于国家科技重大专项“高档数控机床与基础制造装备”《锡柴重型柴油发动机缸体、缸盖柔性加工生产线示范工程》(NO.2013ZX04012071-04),研究重型柴油机生产线刀具与质量/节拍/成本关系,引入精益生产、绿色制造等先进制造理念,开展刀具技术、管理等相关理论研究与试验验证工作,主要包括:研究重型柴油机生产线刀具多维信息融合与分析技术,建立重型柴油机生产线刀具信息交换标准,开发刀具全周期管理所涉及立体库、对刀仪、数控机床、MES、ERP等软硬件系统接口,实现针对刀具单品跟踪的全周期信息通讯与集成。分析重型柴油机生产线刀具失效与机床主轴负载关系,开展理论与试验研究,建立重型柴油机生产线刀具失效模式知识库,提出重型柴油机生产线刀具在线破损主动预警技术,提高重型柴油机生产线质量稳定性,降低刀具使用成本。研究重型柴油机生产线刀具排产调度技术,基于刀具选型、刀具BOM、刀具存量及修模在途寿命、机床状态等因素综合计算形成生产线刀具准备计划,实现刀具精益管理,降低刀具在库数量,节约刀具使用成本。集成应用上述研究成果,研制刀具全生命周期管控系统,在重型柴油机生产线实施应用。 该课题在重机部应用两年多,完成2736种刀具和964个库位的数据设置,97418条刀具出入库信息记录和129377条刀具跟踪记录,提高管理效率70%以上,库存准确率达到98%以上。通过整合优化库存管理,减少库存占用,大幅减少库存资金占用,经测算,刀具库存占用资金由原来的1200万元/年减少到800万/年,降低了资金占用400万元。上述研究方向符合一汽集团及该厂“十三五”规划发展纲要,以科技创新为驱动,实现从技术跟随型向技术引领型转变的目标。 上述成果在大连机床集团、大连运明自动化技术有限公司等单位获得了推广应用,获得良好效果。项目组在《2015年发动机及其关键零部件绿色高效加工技术成形研讨会》受邀做大会专题报告,在2016年第九届中国数控机床展览会中进行重点展出,均获得好评。
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