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[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] 1800290022 湖南
U44 应用技术 土木工程建筑 公布年份:2018
成果简介:碳纤维增强复合材料(CFRP)具有轻质、高强、耐久性好、和施工人员劳动强度低等优点,已在混凝土桥梁结构加固领域得到了广泛应用。传统CFRP加固桥梁通过在桥梁构件的受拉区表面粘贴CFRP,使CFRP与结构混凝土及内部钢筋共同工作、分担荷载从而起到加固的效果。但这种加固技术的主要缺陷在于:CFRP强度很高但弹性模量相对偏低,CFRP的高强材性需要其较大拉伸变形(1%以上)才能发挥,因此桥梁混凝土内的钢筋屈服时所能够利用的CFRP材料强度非常有限(仅10%左右),其高强材料性能能不得到有效利用;另一方面,粘贴CFRP加固桥梁时容易出现CFRP-桥梁混凝土间的剥离,致使加固效能降低甚至导致加固桥梁过早破坏。 研制了具有产业化价值的外贴及表层嵌贴预应力CFRP夹锚及张拉设备,开发了预应力专用CFRP材料,形成了两种预应力CFRP桥梁性能提升技术体系。 明确了预应力CFRP对桥梁承载性能的提升效应和机制,提出了桥梁加固设计理论及承载力计算方法。 揭示了预应力CFRP加固桥梁结构的疲劳破坏模式及破坏机理,提出了加固桥梁构件疲劳寿命分析方法。 明确了不同应力水平及环境温差下CFRP的预应力损失特性,提出了加固桥梁冻融耐久性分析模型。
[成果] 1800290035 湖南
U41 应用技术 土木工程建筑 公布年份:2018
成果简介:中国高速公路通车里程已超过13万公里,但多为双向四车道。随着国民经济的发展,越来越多的路段已不能适应客货运输持续快速增长的需要,急需改扩建提高通行能力。南方汽车保有量远高于全国平均水平,又加上其自身存在的多方面特点和难点,南方高速公路改扩建任务尤为繁重。 开发了路基长期稳定性保障技术。针对南方路基土天然含水率高、难以压实,运营期含水率升高幅度大、服役性能大幅衰减的技术难题,从质量、能量守恒定律出发,揭示了路基服役性能衰变机理;发明了能有效控制路基长期稳定性的不良土质路基含水率设计新方法;开发了路基刚度补偿技术。使路基含水率变异性减小59%,全寿命周期刚度控制在20%以内,保障了路基性能长期稳定性。 发明了新老路基非均匀沉降控制技术。针对新老路基非均匀沉降显著,容易诱发路基变形、路面开裂的技术难题,建立了新老路基非均匀沉降控制指标和标准;开发了控制新老路基非均匀沉降的加筋处治技术;发明了疏排旧路基内部滞水的导水设施及避免施工期雨水对路基破坏的路表排水系统。使改扩建施工期老路和工后新老路基非均匀沉降分别控制在0.25%和0.20%以内,改善了新老路基变形协调性;疏排了旧路基内部积水和避免了施工期雨水下渗。 发展了拓宽路基下地基处治技术。针对改扩建工程拓宽路基下地基沉降难以准确计算和控制的技术难题,以固结度和残余沉降为评价指标,分别提出了基于路表标高、地基勘察资料和路表沉降速率的老路地基稳定状态评价技术;依此为基础,建立了基于新老路地基固结度协调的拓宽路基下地基沉降计算方法;开发了拓宽路基下地基深层处治技术。工程实践证明,技术有效控制了拓宽路基下地基沉降。 创新了旧路路基性能检测、评价与加固技术。针对现有无损检测技术难以准确感知并评价旧路基工作状态的问题,提出了探地雷达法、高密度电法及瑞雷波法联合探测并解译路基性能的新方法;研制了旧路基工作性能综合检测装备;提出了以回弹模量为指标的旧路基工作性能评价技术;开发了智能注浆技术。检测效率和精度分别提高80%和60%,改善了旧路基修复后耐久性。
[成果] 1800120234 湖南
TN8 应用技术 通信设备制造 公布年份:2017
成果简介:InSAR技术在国家经济发展和战略安全中起着举足轻重的作用,机载双天线InSAR系统已能获取高精度的DEM(优于0.5米),且已实用化。但高精度三维地形不能实时获取大大阻碍了其广泛应用,对此该项目展开实时三维地形获取算法研究。研究成果:(1)机载双天线InSAR系统快速干涉运动补偿算法的建立。(2)非线性ECS自配准干涉成像算法中相位保持精度分析。(3)机载双天线InSAR系统初始相位偏置实时估计方法研究。(4)基于机载双天线InSAR系统的三维地形实时获取算法的建立。(5)基于高分辨率SAR图像的道路提取方法研究。(6)研究了基于高分辨率SAR图像的水体提取方法。
[成果] 1700440959 浙江
U41 应用技术 道路运输辅助活动 公布年份:2017
成果简介:温州属于中国经济发达地区,交通基础设计建设较早。有大量的沥青路面面临着养护维修问题,如何制定养护维修策略、安排养护资金并选择合适的养护时机和养护方法显得尤为重要。 预防性养护的技术关键是对沥青老化和再生机理的研究,即沥青路面中沥青的老化是如何产生,如何发展演变的,各个老化影响因素是如何作用的,如何预测沥青路面的老化发展演变进程,在此基础上研究如何让老化的沥青再生利用。国内外对沥青的老化演变规律研究主要集中于室内加速老化模拟试验研究,而对于现场沥青路面中沥青的老化研究则比较少,而沥青在室内试验老化与沥青路面现场老化的机理是不一样的。在沥青路面现场使用过程中,经受着持续变化的大气影响和交通荷载的影响,如太阳辐射、天空辐射、外界气温、降雨、行车荷载等的影响,这些影响因素具有相互干涉与耦合作用的特性,而且路面不同深度处所受到的影响是不一样的。此外,不同几何构造(空隙率、厚度、基层类型、材料级配、沥青含量、破损程度等)的沥青路面结构老化演变规律也是不一样的。因为沥青路面的几何构造会影响沥青路面温度场和湿度场的分布,从而间接影响沥青路面的老化演变特性,影响路面预防性养护策略、养护时机和养护方法的确定。因此,沥青路面现场老化特性的研究具有更重要的意义和应用价值。 该项目主要是考虑温州地区的气候特点,在公路沥青路面现场建立其老化特性研究试验段进行现场足尺试验研究,结合相应的室内试验研究结果,揭示各个因素对沥青路面老化的影响规律并进行老化因素耦合分析,建立沥青路面老化演变分析模型,预测沥青路面使用阶段老化演变进程,同时研究各种预防性养护措施对不同老化程度沥青路面的再生恢复效果,为沥青路面养护维修策略的制定以及沥青路面再生提供技术参数。
[成果] 1700580090 江西
U49 应用技术 道路运输辅助活动 公布年份:2017
成果简介:该项目属于交通运输工程领域,重点研究恶劣天气条件下的高速公路路况监测预警及应急处置。 针对江西省境内湖区高速公路恶劣天气的典型特征,以九江绕城高速为依托工程,主要研究内容包括: ①开发了一套用于模拟路面结冰过程的室内实验系统,采集影响路面结冰的试验数据,构建了高速公路结冰时间预测模型,检验了防冰材料对高速公路桥面结冰的抑制效果。 ②开展驾驶模拟实验,提出了雾天环境下高速公路运行风险评估方法,构建了高速公路交通安全运行风险评估指标体系;运用灰色聚类等理论方法,建立了恶劣天气条件下高速公路交通安全风险分级评估模型。 ③提出了高速公路雾天能见度预测方法,利用机器学习建立了雾天能见度等级预测模型,为交通诱导决策提供更为有用的支撑信息。 ④提出了雾天环境下高速公路交通控制与诱导方法。考虑雾天环境下的交通流特性、效率与安全多因素,建立高速公路匝道控制与主线限速的协调优化模型;考虑恶劣天气对高速公路路段阻抗的影响,建立分层诱导模型。 ⑤开发了“恶劣天气条件下交通预警管理系统”和“高速公路雾天监测与移动预警系统”。实现外场检测设备数据接收并存储、恶劣天气分级与行车风险评估、应急处置方案自动生成等功能。 ⑥选择江西九江绕城高速公路鞋山湖大桥为示范工程,布设相关的交通安全设施,应用项目组开发的交通预警管理系统和雾天监测与移动预警管理系统,保障交通安全,减少恶劣天气对高速公路行车造成的影响。 在理论层面上,开发了用于模拟路面结冰过程的室内实验系统,并建立了高速公路结冰预测模型;以历史气象数据为基础,比较研究了高速公路能见度预测方法和;利用驾驶模拟器采集雾天环境下驾驶行为数据并评价行车风险等级,建立了风险等级评估模型。 在实践层面上,针对江西省境内山区恶劣天气特征,选定九江绕城高速作为示范工程,实时监测其气象和交通状态,自动检测道路大雾、结冰信息;优化恶劣气象易发路段交通安全设施,完成了雾天不同风险等级、交通条件下分区分级限速研究以及交通诱导方案与诱导效果评价。以鞋山湖大桥为示范工程的研究点,自主开发了恶劣天气条件下的交通预警管理系统和雾天预测与移动预警管理系统。该项目成果已经在江西省高速公路中实际应用,且应用效果得到了广泛好评。
[成果] 1700450150 广西
U41 应用技术 道路运输辅助活动 公布年份:2017
成果简介:该项目是按照广西壮族自治区交通运输厅批准文:桂交科教发[2012]26号,项目编号【2012】-26-22,开展广西高速公路沥青路面建养关键技术研究。应用于沥青路面建设与养护,主要采用的技术原理是调查分析、试验验证、理论分析、数值计算和工程应用检验。建立了沥青混合料粗集料骨架强度评价方法,采用粗集料贯入荷载作为确定粗集料内部比例的判定指标,建立了混合料贯入荷载与集料贯入荷载和混合料车辙深度关系。设计了一种新型沥青混合料离析评价方法,分析了沥青混合料的离析程度影响因素,以及不同程度离析对沥青混合料路用性能的影响,提出了一种新型的沥青油膜厚度计算方法。进行了超薄磨耗层沥青混合料的级配设计和材料组成设计,并将超薄磨耗层首次应用于新建沥青路面表面层。研究了多聚磷酸/SBS复合改性沥青及其混合料的路用性能,提出了复合改性沥青的制备工艺。采用CT扫描试验方法研究了沥青混合料蠕变剪切破坏过程中的微观结构特征,并建立了该微观结构变化与剪切破坏过程的联系。提出了基于单轴贯入剪切试验的沥青混合料设计方法并进行了应用。开发了沥青混合料试件剪切疲劳试验装置。利用现场车辙得试件,通过基于车辙处芯样的对比试验研究,分析了级配油石比的变化规律。利用现场钻芯试样,提出了基于面层芯样的沥青混合料骨架型结构型评价方法。通过建立水-荷载耦合作用有限元模型,进行了路面结构各层三向应变响应力析,分析了水对路面路面结构应力应变的影响。通过干燥与饱水试件的压缩疲劳试验及宏微观分析表明其破坏模式的不同,CT扫描图像分析了解了裂缝发展路径及疲劳破坏具有瞬时突发性。进行了基于环境温度的沥青路面疲劳分析。开发了完全开放式的典型病害和路用性能的预测模型,允许用户修改性能预测曲线参数,可将路况衰变的实际情况拟合成衰变曲线并作为预测模型使用。自主开发了SBS复合改性乳化沥青,SBS含量高达10%以上时仍与沥青具有很好的相溶性和稳定性,抗离析效果良好,成功的铺筑了SBS复合改性乳化沥青微表处和SBS复合改性乳化沥青雾封层实验路。针对广西石灰岩普遍夹杂方解石的特点,提出了改进的石灰岩集料耐崩解性试验,通过试验研究提出广西高速公路沥青混合料碎石方解石含量检测方法和含量控制建议值。在基层研究方面,结合广西特点,通过室内试验,系统研究了级配碎石、ATB、多孔隙水泥稳定碎石、贫水泥砼、连续配筋水泥砼、无砂砼和微剂量水泥稳定碎石基层材料组成设计和性能试验,提出了施工技术关键要求和验收技术要求,部分成果应用于实体工程试验路的修筑。项目期间应用研究成果节省直接投资2亿,研究成果对全面提升广西沥青路面建养水平,减少沥青路面的早期破坏,延长沥青路面的使用寿命具有重要意义,具有显著的经济效益和社会效益。通过项目研究形成广西高速公路沥青路面建养成套技术,降低沥青路面工程造价、提高路面使用性能,减少养护成本,延长路面使用寿命。全面落实高速公路建设“增强质量意识,完善综合设计,严格施工控制,加强养护管理”的基本原则,在降低工程成本、提高建设水平、保障施工质量的同时,更好更快推动广西经济建设的持续、健康发展。该课题的研究成果可作为广西高速公路沥青路面工程设计与施工的基本技术依据与施工质量保障措施。对于依托工程而言,有关研究成果将直接用于指导实体工程,提高工程的可靠性和科学性。该项目最终的研究成果将对中国高速公路路面工程设计、施工、养护的技术进步做出贡献,并可作为相关现行《规范》在高速公路路面工程方面的补充和修订的技术基础。该课题的研究成果不仅可以直接指导广西全区工程实际建设和养护管理生产实践,而且对于修订全国性的,或制订地方性的高等级沥青路面的设计、施工、养护技术规范具有重要的理论意义。因此,该项目的研究成果将具有广阔的推广应用前景。
[成果] 1700510546 河南
TK2 应用技术 锅炉及原动机制造 公布年份:2017
成果简介:近年来,中国雾霾天气逐渐加重,燃煤电站锅炉NOx作为雾霾的重要溯源之一,越发引起重视。选择性催化还原(SCR)脱硝技术因脱硝效率高、能满足NOx达标排放等优点,成为大规模应用的燃煤火电机组脱硝技术中必不可少的最终脱硝技术。然而,投运的SCR脱硝技术在实际运行过程中,出现了NOx达标排放困难、催化剂局部磨损和积灰、空预器堵塞严重和除尘器工作异常等问题,显著降低了SCR脱硝系统的运行效率和可靠性。为此若全力控制脱硝系统入口NOx含量,则导致锅炉燃烧经济性下降。此外,针对催化剂磨损和空预器堵塞等停机处理进一步降低了机组运行的经济性。项目创新性地采用试验测试、台架模化和计算机仿真三者相结合的方法对SCR脱硝系统运行问题的产生原因进行了分析,按照脱硝系统流程从提升氨氮混合均匀性和降低氨逃逸等方面提出了一整套运行提效技术措施,并在多家发电公司上予以实施,效果显著。首先,为提高SCR脱硝入口烟尘分布的均匀性对导流装置进行了优化改造。开发了烟尘取样和风量测量等测试技术,开创性地提出了脱硝入口烟尘浓度和粒径分布不均对催化剂局部磨损和积灰有直接关系,由此开展了脱硝入口烟尘参数均质化的治理工作。其次,针对机组变负荷工况时脱硝入口流场的改变以及脱硝催化剂长期运行中活性的变化,适时创新性地铺开了机组全负荷运行工况下的氨氮适应性调整工作,实现了喷氨量的精细化控制,最终达成了脱硝系统全区域的氨氮均匀性匹配,满足了SCR催化还原反应氨氮混合均匀的要求。最后,通过设备改造(发明了双进双出磨煤机分离器的径向和轴向分离相结合的防堵技术)和燃烧优化调整试验降低了脱硝入口NOx含量,进一步了提升SCR脱硝系统的运行效率,减少了氨逃逸,有效提高了脱硝系统的可靠性。主要技术经济指标:(1)脱硝系统出口NOx满足达标排放要求,不出现环保问题;(2)催化剂磨损减轻,延缓催化剂磨损时间50%以上;(3)避免空预器堵塞,降低空预器烟气阻力50%。上述SCR脱硝系统运行提效技术在郑州裕中、大唐信阳华豫、许昌龙岗、河南龙泉金亨、洛阳伊川龙泉坑口和南阳天益等多个发电公司得以工程应用,成效明显,显著提升了SCR脱硝系统的运行效率和可靠性。在保障NOx达标排放的同时,节省开支约一亿三千一百万元,社会效益和经济效益突出。项目研究期间,发明专利授权两项(移动式多通道风量测量和脱硝反应器综合物理模拟系统)、实用新型授权三项(烟尘取样和双进双出磨煤机防堵)、中文核心论文发表四篇。评价专家认为项目提供的SCR脱硝提效技术研究方法、催化剂局部磨损机理及治理措施等具有创新性,研究成果总体达到国际先进水平。
[成果] 1700580066 江西
TK0 应用技术 技术推广服务 公布年份:2017
成果简介:项目属于电力需求侧节能技术领域。 能源消费总量和强度双控已成为国民经济发展的刚性约束,电力需求侧节能是推进全社会节能减排的核心环节。以2010年国家发改委等六部委联合印发《电力需求侧管理办法》为契机,"十二五"以来,国家及江西省均开始强力推进电力需求侧节能工作。但由于政府缺乏规范的电力需求侧管理目标责任考核计算依据,第三方节能量审核机构缺乏统一的节能服务与节能量核证方法,节能服务公司缺乏系统性的能效评测技术与装备,上述工作推进困难。 以国家及电网公司等重大项目为依托,产学研联合,针对电力需求侧节能工作开展中的难点问题,开展节能指标分解、量值校核、智能评估等关键支撑技术及其装备研发: (1)首次提出基于精确量测数据的三相全周期积分能耗仿真及节能潜力分析模型,构建能效标杆,解决电力需求侧节能方案技术经济评价全流程分析方法不足的问题。 (2)首次提出供配电、电机拖动等4大类典型项目节约电力和节约电量的量测与验证方法,制定系列标准,解决国家电力需求侧节约电力电量核证方法与工具缺失问题。 (3)首次提出综合节能潜力及投资效益的配电网节能指标优化分配方法,形成辅助决策软件及节能规划,解决电网企业节能指标与资金优化分解难题。 (4)研制国内外首套适用于工商业用户电量和非电量多通道自适应的模块式能效数据采集终端、移动式能效检测实验室,为现场能效诊断及节能决策提供先进装备。 项目授权发明专利12项,实用新型专利11项,软件著作权18项,发表核心以上论文20篇,专著1部,形成包含国标在内的系列标准32项,经中电联组织鉴定,以中国工程院顾国彪院士为代表的专家组一致认为:项目整体技术填补了国内空白,在电力需求侧节能指标优化分解、能效监测技术、能耗仿真与节能分析、节约电力电量测量与验证等方面处于国际领先水平,集成的移动式能效检测实验室为国内外首创。 项目成果经江西试点并全国推广,节约电力电量测量与验证成果经国家发改委认可,支撑了国家对30余个省级电力公司,4个电力需求侧试点城市目标责任考核,推进了全国电力需求侧管理工作,为近10亿元补贴资金发放提供了技术依据;需求侧能耗分析、电能服务、移动实验室等成果,累计完成1.1万个能效采集终端安装,1300家大型用能企业数据接入,5.4万余个节能项目管理,直接经济效益超3.5亿元,节约电费186亿元,带动全社会节能服务产业产值达千亿元。
[成果] 1700520229 湖南
U44 应用技术 土木工程建筑 公布年份:2017
成果简介:随着中国交通建设的深入发展,山区跨越深切峡谷的大跨度悬索桥日益增多,已成为了山区交通建设的控制性因素。山区大跨度悬索桥普遍面临着跨度大、峡谷深、山路险、地质与气象条件复杂等巨大挑战,常规桥型布置对环境的巨大破坏,施工技术与装备的适用性限制,复杂峡谷风场难以准确观测等问题都严重阻碍了山区交通建设。依托工程矮寨大桥跨越近千米宽的风景名胜德夯大峡谷,桥面距谷底高355m,跨度1176m,建成时为世界上跨度最大的山区桥梁。该项目针对山区大跨度悬索桥在桥梁结构、施工技术与装备等方面的技术瓶颈,研究取得了一系列原创性成果。首创了塔—梁分离式悬索桥新结构,提供了一种适用于山区桥梁建设的新型桥梁结构。该结构缩短了梁长,减少了塔高,节省了投资;提高了整体刚度,具有更好的抗风性能;减少了山体开挖,保护了环境,实现了结构与自然完美融合。同时,研究揭示了新结构的受力机理,形成了相应的设计方法。首创了“轨索滑移法”悬索桥主梁架设新工艺,有效突破了缆载吊机法、缆索吊装法、桥面吊机法等传统方法受山区建设条件的限制,解决了山区悬索桥主梁架设难题,创造了一种高效、经济、安全的主梁架设新工艺,是中国桥梁技术中为数不多的原创技术,被世界公认为悬索桥主梁架设的第四种方法。研制了“轨索滑移法”悬索桥主梁架设新装备,安装能力大,实现了大吨位梁段水平运输安装;梁段陆地工厂化拼装,质量可靠,劳动强度小;施工速度得到了极大提升,创下了80天架设1000米悬索桥钢桁梁的世界新纪录。开发了悬索式现场风观测新装备,解决了复杂峡谷风场的现场观测难题。发明了可滑动风速仪桁架,能直接观测桥轴线上任意点风参数;研制了由TMD和配重块等组成的减振系统,确保了新装备的测试精度。发明了新型“CFRP-RPC”高性能岩锚体系,超高性能活性粉末混凝土RPC为锚固介质具有超强粘结性能,碳纤维复合材料CFRP为锚杆可免锈蚀,解决了传统岩锚体系地下埋深大和耐久性不足的问题,攻克了大吨位(480吨)碳纤维索锚固的难题。成果应用于矮寨大桥,极大地提高了施工效率,降低了造价,减小了风险,提高了质量,产生经济效益17357万元。大桥被美国国家广播公司评为“十大非去不可的世界新地标”,每年为当地增加旅游门票收益2300余万元。成果也在虎跳峡金沙江大桥等工程成功应用,经济、社会和环境效益显著,创造性地解决了山区大跨度悬索桥设计与施工的诸多难题,有力的推动了山区交通建设,极大的促进了桥梁科技进步。项目获授权发明专利9项、实用新型专利1项、国家级工法1项、省部级工法4项,出版专著1部,发表论文53篇,其中SCI、EI收录21篇。经鉴定,项目研究成果整体达国际领先水平,荣获国际道路联盟国际道路成就奖、中国公路学会科学技术特等奖、中国专利优秀奖及湖南省技术发明一等奖。
[成果] 1700510450 河南
U44 应用技术 土木工程建筑 公布年份:2017
成果简介:跨越大水冲、小水淤常水面宽约500m主河槽的武陟至西峡高速公路桃花峪黄河大桥,采用主跨400m左右的超大跨径钢箱梁自锚式悬索桥方案。项目围绕该世界最大跨径自锚式悬索桥方案实施的技术难题,在交通运输部联合科技科技攻关项目资助下,历经7年,在自锚式悬索桥设计、架设和控制等方面取得了重大创新。1.丰富了自锚式悬索桥高效精细计算理论,发明了新型主缆锚固系统。提出了考虑缆-梁联合作用的超大跨自锚式悬索桥合理成桥状态确定方法,以及成桥主缆线形与内力计算的E-M法,解决了原有主缆找形方法可能不收敛的问题,提高效率35%;发明了外悬式主缆锚固构造,解决了北岸不宜布设锚固跨的难题;设计了与周边地形、地质、水文、景观相适应的新型结构体系超大跨度自锚式悬索桥。2.首创了钢箱梁匹配检验的虚拟装配方法。发明了钢箱梁虚拟装配的图像采集系统与方法,精确地对各钢箱梁所有面进行自动识别、分类,解决了虚拟拼装的关键技术,实现了代替实际试拼装的虚拟拼装和匹配检验,显著地节省人力、物力和时间,且提高了精度和可靠性(相对实际试拼装)。3.发明了超大跨度悬索桥主缆架设与体系转换的系列关键技术。揭示了传统调索公式误差产生的本质,发明了垂度适应性佳的主缆(或锚道承重索)架设的简便精细调索技术,实现了索股精调的简便高效;发明了超大跨双塔三跨平面主缆自锚式悬索桥“边中共进、先长后短、逐步推进”体系转换及其“分级同步”控制的新技术,减少了同时需要的施工机具用量及其闲置,确保了多台千斤顶张拉的协同,缩短工期20%以上。4.发明了高墩大跨宽幅钢箱梁顶推的系列关键技术。研发了适宜于高墩大跨宽幅钢箱梁顶推的低报废率低摩擦系数的滑道构造,发明了滑块定点与单点摩擦滑移相结合的顶推方法,以及顶推钢箱梁与两端钢锚梁的无配切合龙技术,保证了高位大跨钢箱梁顶推及合龙的顺利和精度,提高功效25%,降低成本20%以上。项目获发明专利5项、实用新型专利2项,发表论文30余篇,完成《超大跨径自锚式悬索桥体系研究》、《锚固区模型研究》等报告10项,举办了《中外自锚式悬索桥设计与建造技术论坛》,培养博士、硕士20余人。成果通过了交通运输部科技司组织的专家鉴定,总体达到国际领先水平。成果在桃花峪黄河大桥主桥建设过程中得到全面应用,保障了建造的高效高质量,节约工程投资20319.42。通车4年来,该桥状况良好,社会、经济效益显著。成果推广到银川滨河黄河大桥、枫溪大桥等建设中,效果突出。包括邓文中院士在内的国内外众多桥梁专家多次到大桥现场参观、交流,显著推动行业科技进步,促进社会经济发展。因良好的景观效果、经济和适应性,自锚式悬索桥的数量必将越来越多,成果应用必更加广阔。
[成果] 1700520002 湖南
TS2 应用技术 方便食品制造 公布年份:2017
成果简介:中国稻谷年产量在2亿吨左右,居世界首位,但产后增值不显著,其原因主要是两个环节:一是产后储藏环节中生虫、长霉和品质劣变,每年损失在1000万吨左右;二是加工环节的核心技术、加工装备等关键问题难以突破,增值不明显。中国有近三分之二的人以大米为主食,发达国家大米食品50%以上已工业化加工生产,中国大米食品工业化程度小于5%,大米食品潜在市场年产值估计在5千亿人民币以上。该项目针对中国稻谷等原粮在产后储藏、大米食品加工两个环节中存在的安全隐患,以及工艺技术和加工装备落后等关键问题:(1)创新发明现代物联网智能储粮新技术,广泛应用于稻谷、糙米等原粮及其大米制品的安全储藏。以稻谷的“过氧化值、游离脂肪酸值、淀粉含量、蛋白质含量等”为监测指标,集成红外信息和探头传感等稻谷仓储多元信息的实时监控技术,解决了仓储存在的信息综合处理滞后、控制精度低等问题,实现了粮食品质的精准控制及储粮的自动化与智能化。(2)创新研发基于产品营养成分、风味品质和理化特性的加工型稻谷品种的快速筛选技术与加工适应性模糊判别方法。在研究稻谷原料和米饭等大米食品的近红外光谱以及稻谷品种指纹图谱基础上,采用主成分分析等方法,探讨衣米食品品质与原料成分的关系,建立基于原料成分的大米食品风味品质(香气、滋味、口感)和理化特性(粘弹性、热特性等)的数学模型,建立了基于食品营养成分、风味品质和理化特性的加工型稻谷品种的快速筛选技术;(3)创新研发出基于稻米大分子构象的品质调控技术,开创性的为大米食品品质控制奠定了理论基础。研发出湿热结合复合生物酶处理调控大米淀粉物性的新技术,明确了大米淀粉高分子构象转变与粘弹特性的关系及质地形成机理、高分子网络结构与粘弹控制方法。(4)基于大米大分子结构特性,创新研发大米食品制品加工高效装备及配套工艺技术。基于大米大分子粘弹特性,研发出螺旋挤压剪切机械,用于各种米线、米糕制品生产;基于大米低玻璃化温度特性,研发出高效的方便米制品工艺技术与设备;研发出基于分子链快速定型的速溶米制品干燥技术。围绕该项目,先后有“大米主食生产关键技术创新与应用”、“粮食储藏与加工中的关键技术创新与产业化”两项成果获湖南省科技进步一等奖。“基于物联网的储粮监控系统应用研究与示范、晚籼稻产后调质增效关键技术研究、优质籼米的生产技术、稻米主食制品生产关键技术研究”等12项国际先进或国内领先相关成果通过鉴定。共研发5大系列30多种新产品,申报专利和软件著作114项,发表包括SCI和EI收录的论文209篇。制定相关米制品标准14项,出版稻谷专著4部。成果先后在湖南、湖北等省市30多家企业推广应用,累计新增销售298.06亿元,新增利润17.45亿元,产品成功出口到新加坡、欧盟、美国等10多个国家和地区。技术总体达到国际先进水平,为中国稻谷产后安全储藏和大米加工制品工业化安全生产技术进步起到了强劲的推进作用。
[成果] 1800120379 北京
U44 应用技术 土木工程建筑 公布年份:2017
成果简介:针对未来特大型桥梁建设面临着建设条件更为复杂、多灾害作用问题更加突出、跨越能力要求更高等三大突出技术问题,国家交通运输部门设立“十二五”重大科技专项“特大型桥梁防灾减灾与安全控制技术”(2011318494001),从多灾害作用、结构体系与关键结构、技术系统及装备、防灾减灾理论与方法、监测预警与应急平台等方面开展技术攻关,以突破特大型桥梁防灾减灾与安全控制的关键技术瓶颈。1主要创新点:①构建了典型地貌风-雨耦合作用联合分布模型,建立了斜拉桥拉索三维运动水线连续弹性风雨激振理论模型;②构建了桥梁风-浪-流耦合作用联合分布模型,创建了风-浪-流耦合作用下桥梁弹性模型试验方法,建立了桥梁-风-浪-流三维耦合作用和振动理论,提出了大型桥梁风-浪-流耦合作用设计方法;③提出了千米级多塔斜拉桥、叁千米级悬索桥和斜拉-悬吊桥适宜结构体系、关键构造以及深水软土地基沉箱复合基础和超高钢-混组合桥塔;④研发了分布式被动吹气套环气动减振装置、智能型一维多壁碳纳米管流体阻尼器、二维石墨烯基纳米缝流体阻尼器;发明了基于磁流变弹性体材料的变刚度调谐质量阻尼器,碟形弹簧与动力阻尼组合的新型减震及抗风支座,内外嵌套锥面钢圈和摩擦摆相组合的三向减震支承装置;⑤提出了基于构件重要性的灾变评价方法,建立了融合健康监测系统的特大型桥梁灾害安全监测系统与应急管理平台;⑥提出了多灾害作用下特大型桥梁独立、相关和链式模式的灾害作用组合及分析方法,构建了性能、风险、经济等多层次指标体系及性能分级评价标准,建立了多灾害作用下特大型桥梁基于性能的设计方法,创新编写了国内外《多灾害作用下特大型桥梁设计指南》。
[成果] 1700290001 湖南
TB3 应用技术 工程和技术研究与试验发展 公布年份:2016
成果简介:分子纳米材料物理性质的研究是凝聚态物理的新前沿,它不仅对于探索低维体系新奇物理现象,而且对于发展分子纳米级电子器件具有重要意义。在这些研究中,分子纳米结构的电磁性质、整流特性的机理探索及相关器件设计是人们最为关心的问题之一,这是因为分子纳米整流器是未来分子纳米集成电路中最基本的元件。然而,由于相关研究开展时间不长,还有许多重大理论及器件设计问题有待解决。近十多年来,该项目在国家自然科学基金、湖南省自然科学基金等的连续资助下,着眼于分子纳米材料的电磁性质及整流特性的一些基础和“瓶颈”问题,展开了系统的理论及应用研究,取得了一批重要的原创性成果,并得到国内外专家的一致肯定和好评,重要科学发现主要包括:对碳纳米管电磁特性进行了深入研究,创建了磁电阻理论模型,成功解释了发表在Nature与Phys.Rev.B上关于碳纳米管磁电阻权威实验观测结果的矛盾;导出了碳纳米管电阻估算的理论模型,与Science等刊物上发表的实验结果能较好吻合。这些结果为深入理解及解释碳纳米管磁效应及电子特性提供了重要的理论依据,被物理学顶尖刊物Phys.Rev.Lett.(IF=7.512)及能源材料类顶尖刊物Energy Environ.Sci.(IF=20.523)等刊物广泛引用。理论上创建了一系列具有整流特性的新型分子纳米结构,发现了诱发整流特性的新机理,发展了分子纳米尺度的整流理论,为设计高性能的分子纳米整流器提供了新思路,特别是:率先提出的给体-受体型有机分子存在反向整流机制的重要理论预言,否定了最经典最权威的A-R模型的正向整流的结论,被美国劳伦斯伯克利国家实验室实验制备的相关分子直接证实,同时他们对实验结果的解释也采用了该项目提出的“非对称耦合”理论(ACS Nano 2011,5,9256,IF=12.881);率先提出特殊的Cn/A-σ-D/Cn新型杂化结构,发现其整流特性具有特殊的奇-偶振荡特性,发表在材料科学及应用物理的顶级刊物Adv. Funct. Mater.(IF= 11.805)上;率先提出特殊的sp-sp<'2>新型杂化结构,并探讨新的整流机理,部分结论被实验观测所证实(Nat.Commun.2015,6,6636,IF=11.47)。同时该项目创建的多个具有整流特性的新型纳米结构也引起了其它研究者的广泛兴趣,或是直接用于其它物理性质的研究,或是衍生成其它模型进行研究。对分子纳米器件的电子输运性质进行了富有特色的研究,特别是对器件界面及电子输运稳定性问题进行了深入探索,获得了规律性结论,被选为国际应用物理权威刊物Appl. Phys. Lett封面文章进行重点推介报道(Appl.Phys.Lett.2010,97(18),183105)。该项目在国际SCI刊物上发表论文近100篇,其中1、2区期刊上60余篇(含Appl. Phys.Lett.16篇),所选的8篇代表性论文分别发表在Adv. Funct. Mater.(1篇,IF=11.805),Sci. Rep.(1篇,Nature系列刊,IF=5.578),Phys.Rev.B(1篇,IF=3.736),Appl.Phys.Lett.(5篇,IF=3.302)等权威刊物上,并被Phys.Rev.Lett.,Nat.Commun.,Energy Environ. Sci.,等一流刊物广泛引用,被SCI引用336次、他引170次;20篇主要论文被SCI引用521次、他引336次。代表性论文和主要论文中,评为湖南省自然科学优秀学术论文一等论文3篇,二等论文2篇;相关学位论文中,评为湖南省优秀博士学位论文2篇,湖南省优秀硕士学位论文5篇(含湖南省学位办网页上公示结束1篇)。
[成果] 1700290119 湖南
F40 应用技术 社会人文科学研究与试验发展 公布年份:2016
成果简介:项目成果:该项目系湖南省发改委重大项目“战略性新兴产业评选、发展模式创新与共性技术路线研究”的研究成果。该项目运用跨学科理论和技术,在研判中国生物医药产业共性技术路线、测度生物医药产业共性技术服务效率、探明共性技术服务效率提高规律、创新生物医药产业共性技术供给模式、加强生物医药产业共性技术及其服务供给的对策等方面,构建了新的产业理论、开辟了新的实践领域。在《中国软科学》、《管理世界》、《中国科技论坛》等期刊发表相关论文50篇,项目成果引领国内生物医药产业共性技术理论研究方向,舵手导航国内生物医药产业共性技术的实践发展路径。通过该项目研究,连续获得3篇湖南省优秀硕士学位论文奖,后续研究中标国家社科基金重点项目“新型战略产业培育机制研究”以及国家软科学项目“生物医药产业共性技术服务与供给研究”。该项目解决了中国生物医药产业发展中的重大问题,体现在三个方面:研制的生物医药产业共性技术路线图,属国内首创,在技术方面领航了该产业的发展。采用专利地图分析方法,遴选出中国生物医药产业共性技术,导出共性技术发展趋势,绘制中国生物医药产业在近期(2012-2013年)、中期(2014-2017年)和远期(2018-2025年)的共性技术综合路线图。该技术路线图的制定与实施,既整合技术资源、规避技术投资风险,又提高了技术预见活动的准确度,把握了产业共性技术发展规律。科学测度了中国31个省市生物医药产业的共性技术服务效率,探明了中国生物医药产业共性技术的服务规律。研究发现了在中国生物医药产业共性技术研发供给阶段,存在投入过多、资源分配不均、产出效率低下等问题;在应用共享阶段,则存在服务效率较高、共性技术需求强烈、共性技术滥用和商业化无序等现象。探究了中国生物医药产业共性技术供给不足的原因,创新了该产业共性技术供给模式,提供了加强生物医药产业共性技术及其服务供给的对策。生物医药产业共性技术供给不足的原因是:供给出现市场失灵和组织失灵,技术体系复杂导致供给困难,技术开发时间长和风险高。产业共性技术服务供给不足的原因是:政府投资方式偏差,供需双方目标差异,中介机构参与不够,供给方内部利益分配不健全和服务人才缺乏。加强生物医药产业共性技术及其服务供给的对策是:依托政府克服市场失灵,通过组织创新克服组织失灵,产业园区企业集群供给产业共性技术,创新产业共性技术供给模式。项目的采用、应用和推广:项目成果被国家发改委、湖南省发改委、长沙市委办公厅、长沙市政协、长沙市发改委、长沙市地税局、长沙市国税局、长沙市工信委、长沙市科技局、长沙市商务局、长沙市证券办等采纳。该项目部分成果被《湖南省加快培育和发展战略性新兴产业(含生物医药产业等七个产业)总体规划纲要》、《湖南省加快培育和发展战略性新兴产业(含生物医药产业等七个产业)专项规划》等文件采用,规划于2010年8月由湖南省人民政府颁布之后,已经在湖南省实施。
[成果] 1700290168 湖南
TP3 应用技术 公共软件服务 公布年份:2016
成果简介:每天数以万计的GNSS测量数据要进行空间框架转换并不是一件容易的事,由于转换模型参数列为国家机密,与广大用户使用需求形成矛盾,所以仅依靠主管单位的人力物力无法完成该转换任务。项目建立了高精度高分辨大地水准面模型,解算了严密坐标转换参数,建立了三维坐标转换服务平台服务器端与各种客户端,实现广大测绘用户自助获得GNSS三维坐标转换服务。研究内容:转化模型与精密模型参数解算、省级大地水准面建模;省级坐标框架转化平台服务器端;基于多种终端、多种操作系统的客户端。科学贡献:采用网络计算模式进行坐标框架转换,建立了转换服务平台,为用户提供网络在线自助解算服务;进行数据传输双向动态加密,确保了用户数据安全及绝密模型参数的安全。将省级似大地水准面模型以1'×1'分辨率格网实现。提出新的重力/GPS水准融合方法、以及新的格网插值方法等专利技术;显著提高了大地高转换为正常高的精度,为实现厘米级大地水准面奠定了基础。提出B/L双层格网转换模型,高精度地解算出框架相互转换的严密参数,在省级范围内实现框架转换精度均衡化。将用户服务终端推广到PDA、Android、MAC、UNIX、IOS等多种操作系统,为用户随时随地接入计算服务平台提供了多种模式,用户以GNSS观测手薄或智能手机就可以获取计算服务。主要成果:共计发表核心以上论文50余篇,SCI收录论文4篇,EI收录8篇。通过该项目取得发明专利2项,软件著作权9项,尚有一项发明专利正在授权中。培养12名研究生及工程技术人员。成果价值:提高了地理空间框架转换精度以满足高精度用户需求,研究成果在CORS系统推广应用中发挥了关键作用,加速了GNSS测量数据处理的流程,减少了管理成本,缩短了测绘4D产品的生产周期。研究成果使CORS具备了对外提供完整的区域动态坐标框架服务的能力,可以大大提高卫星导航、土地确权、国情普查、地信测绘、市政建设、道路交通、农田水利建设等工作的精度和效率,大大降低劳动成本和劳动强度,省去数千个测量标志的保护和修复费用,为各项工程施工测量节省约30%的控制测量成本。研究成果得到国内外同行的高度评价,多项技术均是在国内率先实现或首次提出。已有注册单位用户1200余家,已转换地理空间数据达1亿条。
[成果] 1700290023 湖南
TP2 应用技术 通用仪器仪表制造 公布年份:2016
成果简介:传统的控制理论对于确定性系统有强而有力的控制能力,但对于过于复杂或难以精确描述的系统就显得无能为力了,而模糊控制正是适合这类系统的一种非线性、智能控制方法。该项目针对现有不确定非线性系统的控制器设计存在假设条件保守、理论分析不当、控制器实际无法执行等诸多问题,综合运用模糊逻辑系统、观测器、严格正实(SPR)条件、改进H∞踪等技术研究了一族不确定非线性大系统的一套分散自适应模糊控制方法,主要发现点可归纳成如下4个方面:针对一类不确定、非线性、非仿射大系统,综合运用隐函数定理和微分中值定理,分别基于鲁棒控制与状态观测器技术、奇异扰动技术和高增益观测器、改进的H∞跟踪和滑动模控制技术提出了分散直接自适应输出反馈或状态反馈模糊控制器设计,不但能融合模糊控制规则(控制知识),而且极大地放松了现有文献对被控大系统输入增益函数的严格约束。针对一类不确定、非线性、仿射大系统,运用模糊逻辑系统和Lyapunov函数,分别基于改进的H∞跟踪技术与状态观测器、滑动模控制技术与高增益观测器提出了分散间接自适应输出反馈模糊控制器,既能融合模糊“如果-则”规则(或被控对象知识),又能放松现有文献对被控大系统的严格假设。针对同一族不确定、非线性大系统,在同一设计框架提出了,主要分别基于改进的H∞跟踪与滑动模控制技术提出了分散混杂自适应输出反馈模糊控制器设计,使模糊自适应控制器既能融合模糊控制规则,又能融合模糊“如果-则”规则,从而克服了单纯的直接或间接模糊自适应控制均不能同时融合模糊控制规则和被控对象知识的缺陷,极大地提高了控制系统的鲁棒性与跟踪性能。将前述不确定、非线性大系统的控制由单输入单输出情形扩展到多输入多输出情形,提出了基于鲁棒控制技术的分散自适应模糊控制方法,确保了控制系统的渐近稳定,并在同一分析框架下解决多变量、不确定非线性(大)系统设计间接自适应智能控制器时可能出现的奇异性难题。以上提出的各种(单变量直接、间接、混杂以及多变量)模糊自适应分散控制方法构成一个体系,该套控制方法能应用于自动公路系统车辆跟随、关联倒立摆、关联电机等工程控制问题。这些发现,理论上可丰富、发展非线性控制和智能控制的诸多领域,消除文献上有关分散非线性控制、智能控制器设计的诸多缺陷,实践上可为求解一些工程控制问题提供新的技术和方法。8篇代表作自2011年陆续公开发表以来被SCI他引58次,含1篇Automatica期刊论文;单篇最大SCI他引22次,含有2篇IEEE汇刊论文;18篇主要论文5年期间被SCI他引85次,研究成果获得了国内外众多同行的认可与正面引用。
[成果] 1700290064 湖南
TB3 应用技术 工程和技术研究与试验发展 公布年份:2016
成果简介:该项目属于无机材料与电化学学科的交叉领域。碳纳米管和石墨烯类新型纳米碳具有独特的结构和优异的力学、物理、化学特性,在复合材料、光电器件、传感和能源等领域显示出重要的应用价值。但是,碳材料的性能不但取决于其本身的结构与形态,而且还依赖于与其他材料的复合与性能匹配;如何充分利用和发挥纳米碳的结构特点和性能优势,增强体系特定物质的能力是研究的关键。该项目围绕对纳米碳材料的修饰和应用性能优化,设计和构筑了新颖的碳基杂化和纳米结构材料,并研究它们的力学、储能和光催化性能。基于简单、环保、纯化与功能化一体的思路,创新性地提出了通过氯氧化、有机小分子修饰,显著改善碳纳米管的水溶性或油溶性,分别加入到金属镀层或润滑油中,显著改善其摩擦学性能;通过原位聚合方式在碳纳米管表面形成聚苯乙烯层,作为色母料显著增强聚苯乙烯塑料的冲击强度。通过碳纳米管和石墨烯的协同作用,构建三维碳基骨架,利用界面限域反应使纳米活性颗粒负载或镶嵌于骨架中,赋予更优异的电化学性能和光催化性能。基于二元共组装的概念,构建了纳米碳网络骨架的聚合物基、氧化物基、金属基杂化结构微球,可充分发挥两相的协同效应,在复合材料、储能及催化方面带来了性能的显著提升。该项目将石墨烯与碳纳米管以不同维度组合作为杂化体系基础,与金属或氧化物等复合形成新型的杂化体系,充分利用纳米碳作为载体的特有优势,以及与其它材料之间的性能优势互补,极大地丰富和提高体系的功能特性,在储能、催化等相关领域将有着重要的应用前景,这对于纳米技术的发展以及新型纳米材料的开发有着重要的意义。课题组的系列工作得到国内外同行的高度评价,希腊理论与物理化学研究所的科学家Nikolaos Karousis在国际顶级化学评论期刊Chemical Reviews(IF=46.568)发表综述论文,单独介绍课题组的研究结果,认为通过表面改性提高碳纳米管的表面活性和分散性能,是一种简单、有效实现碳纳米管均匀负载纳米颗粒的方法;德国汉堡大学物理化学研究所Christian等人[Nanoscale,2012,4:251](IF=7.394)评价课题组的工作“利用对碳纳米管共价键处理,成功实现纳米粒子与碳纳米管之间的电荷转移”;美国弗罗里达国际大学力学与材料工程的Agarwal等人在国际材料评论杂志International Materials Reviews(IF=8.50)上对该成果进行大篇幅专题评价,肯定了采用简单、环保的修饰可有效提高碳纳米管的分散性和复合镀层的性能;特别是,关于碳纳米管/石墨烯三维结构镶嵌纳米Ni(OH)<,2>颗粒的工作发表在国际著名的电化学能源杂志上(Journal of Power Sources,2013,243,555)后,立即引起广泛关注,该论文被列为了高被引论文。还令人欣喜的是,关于碳纳米管骨架三维网络结构磷酸铁锂微球研究获得的发明专利“线状纳米碳导电剂包覆磷酸铁锂正极材料的方法”,已成功转让给深圳巨兆公司。该项目在Nanoscale等期刊发表的20篇主要SCI论文中,SCI他引581次,影响因子大于4.0的论文9篇,ESI高引论文1篇。获得中国发明专利授权5项,1项已成功转让。
[成果] 1700290083 湖南
TP2 应用技术 环保、社会公共安全及其他专用设备制造 公布年份:2016
成果简介:电力是国民经济发展重要的生产资料及人民生活中必不可少的生活资料,电力的安全稳定供应,对确保经济社会又好又快发展,具有十分重要的意义。电力工业主要可以分为发电和输变电两部分,在火力和核力发电厂中,大型冷凝器为汽轮机提供冷源是影响能耗的重要因素,必须定期以清洗恢复传热性能,节能降耗。在输变电部分,电网和变电站长期暴露在野外,为防止大规模电网事故的发生,需要定期对输电线路和变电站进行检测与维护。主要依靠人工作业,环境危险,维护成本高昂,亟需发明和研制发电厂冷凝器清晰机器人、高压输电线路巡检除冰机器人和变电站地面巡检机器人成套装备以替代人工作业。为此,项目在国家“863”计划、国家自然科学基金、国家科技支撑计划等支持下,经过十多年的研究和探索,突破了电力特种作业机器人的复杂本体机构设计、环境感知和自主控制三大关键技术,发明研制出发电厂冷凝器污垢探测清洗机器人、高压输电线路巡检除冰机器人和变电站巡检机器人成套装备,并成功应用到发电厂和电网的检测与维护中,实现了安全、高效率、低能耗和低成本的巡检、清洗及除冰作业,改变了中国电力工业检测与维护装备落后,长期依赖人工作业的现状。项目主要技术发明成果包括:电力特种作业机器人本体机构设计。为满足电力工业中大型特殊设备的日常维护需求,项目攻克了复杂极端环境下电力特种作业机器人本体和作业机构设计的技术难题,发明和研制出输电线路巡检除冰机器人、大型冷凝器清洗机器人和变电站巡检机器人,实现了电力工业大型设备的安全高效自动维护运行,经同行专家认证,达到了世界先进水平。电力特种作业机器人环境感知探测技术。针对电力工业特种作业机器人的工作环境,分析了发电厂冷凝器污垢凝结、输电线路覆冰断线和电力变电站发热闪络等故障原因,提出多传感器信息融合、多特征提取等环境感知和目标识别探测方法,发明了发电厂冷凝器管口定位与污垢探测技术、电力输电线路覆冰厚度视觉检测技术,电力变电站故障识别与环境感知技术,解决了电力机器人复杂动态运行环境下的目标识别、障碍物区分及故障检测难题。电力特种作业机器人自主控制技术。针对机器人存在的模型不确定性及环境随机扰动、工况复杂多变难以控制问题,发明发电厂冷凝器变工况抑垢控制技术及清洗机器人的智能控制技术、电力输电线路巡检除冰机器人自主控制技术、电力变电站地面巡检机器人鲁棒控制技术。项目技术成果获国家发明专利36项,软件著作权6项,出版专著3部,论文被SCI收录55篇,EI收录137篇。发明技术装备已在大唐耒阳发电厂、广州万世德智能装备科技有限公司、长沙长泰机器人有限公司、国家电网等全国60多家企业投入运行,解放了劳动生产力,保障了电力企业的安全生产,累计实现产值3亿多元,利税4千多万元,取得了重大的经济社会效益。
[成果] 1700290192 湖南
TK2 应用技术 锅炉及原动机制造 公布年份:2016
成果简介:火电厂燃煤废气作为大气主要污染源对环境污染愈来愈引起世界的关注,中国火力发电用耗煤量约占全国用煤总量的50%以上,其中CFB锅炉为主要的锅炉技术之一,CFB锅炉采用炉内脱硫是减少SO<,2>排放的主要途径之一,CFB锅炉高效脱硫剂制备技术与装置成为世界争相研究的热门课题。高效脱硫剂具有严格粒径要求,不同厂家的锅炉对粒径有着不同的要求,一般≤1〜1.5mm且d<,50≥0.15~0.45mm。现有粉碎技术和筛分技术无法保证CFB高效脱硫剂的粒径要求,存在着生产能力低、能耗大、易损件寿命短、故障率高、生产成本高等问题。CFB锅炉高效脱硫剂的制备已成为“一道困扰业内的世界性难题”(行业权威清华大学岳光溪院士)。主要创新点:基于粉磨结构和粉碎原理,创造性建立以粉磨粒度为控制目标的粉磨装置通用动态数学模型;基于空气动力学理论,运用流体仿真软件Fluent建立分选装置的流体仿真模型。为粉磨装置和分选装置研发提供设计理论和技术支撑。国际首创“复合式柱磨机”和“瀑流式选粉机”为主体的高效脱硫剂成套生产新装置,攻克“粉磨和分选符合粒径要求的CFB锅炉高效脱硫剂难”的世界性难题,具有高效、优质、节能、降耗、自动化程度高等特点,居国际领先水平。高度集成柱磨机技术、瀑流式分选机技术、负压除尘技术、自动化程控技术,创造性研制出“一破两分选”的独特新工艺,攻克“理想粒径(粒径≤0.1〜1.5mm,d<,50≥0.15~0.45mm)的高效脱硫剂粉磨与分选困难”的世界性技术难题,具有高效、优质、节能、降耗、运行成本低、操作简单、“三废”零排放、易损件寿命长等特点,可同时实现CFB锅炉炉内和炉外用高效脱硫剂干式制备。居国际领先水平。研制独特的PLC程控系统。将逻辑控制和模拟量控制有机结合,监控一体化,实现自动化单元控制集中管理。具可操作性强、集成功能全、调控精度高、抗干扰性强、故障自恢复功能优等特点,为自动化生产提供技术支撑。通过集成创新,形成了成套先进实用设计理论,实现了研制的关键高端装备与新型工艺技术的完美组合,为国际首创,获得业内专家的充分肯定。被西南电力设计院等多家专业研究设计单位认定为“深湘柱磨为首推(设计)方案”。2016年4月26日,以清华大学岳光溪院士为首的湖南省成果评价报告中认定:“该项目整体技术与设备具有原创性,其中新型柱磨机和瀑流式选粉机技术处于国际领先水平”。该项目实施,培养博士2人、研究生4人,共发表论文3篇获成果2项,获专利18项(其中发明专利9项,国外发明专利3项,实用新型6项)。该专利技术先后在湖南、四川、山西、贵州、河北等省市及马来西亚、越南、危地马拉、伊朗等国家得到较好推广。单位获累计新增销售32343万元,累计新增利润5648.77万元,出口创汇6494.48万元(折合创外汇1047万美元),累计为应用单位节支约4782万元(与德国产品相比)。经济社会效益显著。
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