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国家科技奖中的“河北力量”

新闻来源:未知 发布日期:2018-01-18 12:09

  国家科学技术奖励大会在北京召开,我省共有10项科研成果获得2017年度国家科学技术奖,涉及装备制造、安全监测、轻工制造、能源开采等诸多领域。
 
  高速运动刚柔相互作用系统、超细贝氏体钢制造关键技术……公众对这些高大上成果的求知好奇往往止步于此类晦涩的专业术语。这些斩获国家大奖的河北科技创新成果,只能存在于艰深的论文中吗?它们能给我们的生产生活带来哪些变化?
 
  让高速行驶车辆
 
  更稳定更舒适
 
  如果无法理解“高速运动刚柔相互作用系统非线性建模与振动分析”的字面含义,那你不妨这样来理解:车辆是刚体,道路是柔体,车辆在道路上行驶便是“刚柔相互作用”,而通过对高速行驶车辆建立相关模型并进行振动分析便是这一项目的内容。
 
  由石家庄铁道大学杨绍普团队主持完成并获得2017年度国家自然科学奖二等奖的此项目,旨在通过控制高速行驶车辆的振动程度,来提高车辆稳定性、安全性、舒适度,同时减少车辆行驶过程中对道路的损坏。研究过程中,研究团队不断攻克建模、分析和控制等机械动力学领域国际前沿科学难题,获得了一批原创性成果。
 
  该项目成果不仅为高速运动刚柔相互作用系统的振动分析和稳定性判别奠定了理论基础,也为此类系统的安全运行和动力学性能提供了技术保障,而更重要的是,该理论也同样适用于高铁的运行。
 
  让铁路辙叉
 
  远离突发脆断
 
  超细贝氏体钢的应用领域广泛,用其制作的轴承小到手表,大到宇宙飞船均可使用。但因工艺复杂和生产过程中温度、时间的影响,即便是成分相同的超细贝氏体钢也会出现迥然不同的性能。
 
  此次燕山大学团队主持完成的“超细贝氏体钢制造关键技术及应用”获得2017年度国家技术发明奖二等奖。该项目备受重视的原因在于研究了超细贝氏体钢在铁路和轴承制造方面的技术与应用,以及高端超高强度耐磨钢板制造技术和应用。
 
  辙叉是铁路“拐弯”的关键构件,但普通贝氏体钢辙叉寿命短且离散,偶有突发脆断危险便威胁铁路安全。此次项目中的重要应用之一,便是实现了超细贝氏体钢辙叉的稳定长寿,极大提高了这一关键构件的安全性。
 
  此外,该项目成果还大幅度提高了轴承的耐磨、抗疲劳以及抗冲击性能,同时采用该项目成果制造的超高强度耐磨钢板还因质量可靠被大量应用于港口设备、矿山机械等工程领域。
 
  改造木材细胞
 
  让速生林成“优质实木”
 
  既坚固耐用又较少排放甲醛,如果资金足够充裕,实木家具或许是现代家居消费者在购买时的首选。然而广阔市场和大量需求下,实木家具企业却一直因原材料问题“愁眉不展”:在我国天然林已全面禁伐的背景下,国内人工林木材普遍难以达到制作实木家具所需防腐、耐磨等木材原料特殊性能。
 
  经过多年联合攻关,由河北爱美森木材加工有限公司联合多家科研单位完成的“基于木材细胞修饰的材质改良与功能化关键技术”项目获得2017年度国家科技进步奖二等奖。
 
  针对人工速生林木材易燃、易变形、易腐朽等问题,项目团队以细胞修饰功能化为着眼点,将由小分子活性药剂和功能化助剂组成的处理液注入木材细胞中,通过加热聚合和化学镀等方式,改变细胞壁层分子结构和调控细胞微观构造,赋予其阻燃、防腐防虫和电磁屏蔽等新功能,从而实现木材宏观物理力学性能显著提升,将很大程度解决国内木材性能问题。
 
  把电力输送效率
 
  从“绿皮车”提升到“高铁”
 
  为解决能源与电力负荷逆向分布问题,我国实施“西电东送”工程,然而面对动辄1000公里乃至2000公里以上的输电距离,原有的±500kV直流输电技术已无法满足大容量、高效率、远距离传送需求。如何实现千里之外清洁能源安全高效低成本地输送,成为现实中的一道难题。
 
  获得此次2017年度国家科技进步奖特等奖的“特高压±800kV直流输电工程”项目给出了答案,其对电力输送效率的提升好比“绿皮车”提升至“高铁”。这一保定天威保变电气股份有限公司等多家单位研发的项目是目前世界上电压等级最高、输送容量最大、送电距离最远、技术水平最先进的输电技术,更是实施国家“西电东送”工程的核心技术,已在多条特高压直流输电工程中得到应用。
 
  开发更多
 
  清洁能源煤层气
 
  煤层气是一种清洁型能源,其预测储量丰富,但储层透气性差、地面抽采难度大。目前仅山西沁水盆地和内蒙古鄂尔多斯盆地通过地面建立瓦斯气井抽采成功,且单井产气量仍较小,地面抽采煤层气井的建设规模也亟待工艺技术等方面的突破。
 
  针对一系列瓶颈问题,中国石油天然气股份有限公司华北油田分公司等参与的“煤层气储层开发地质动态评价关键技术与探测装备”项目,取得了煤层气有利建产区(甜点区)综合评价、叠置煤层气系统合采兼容性评价、煤储层开发动态物理模拟等技术的原创性技术成果,并获得2017年度国家科技进步奖二等奖。通过近年努力,科技人员创新的这些成果已在多地应用,相关区块布井成功率、单井日均产气量大幅度提高,开辟了煤层气资源开发利用“新天地”。
 
  从番茄酱皮渣中
 
  提取“植物黄金”
 
  如何从干瘪番茄酱皮渣中提取富有保健价值“植物黄金”番茄红素?晨光生物科技集团股份有限公司等参与开发的“番茄加工产业化关键技术创新与应用”项目用8年时间给出了答案,并因此获得2017年度国家科技进步奖二等奖。
 
  新疆是世界三大番茄生产基地之一,每年种植近百万亩番茄。受制于技术因素,既有的番茄红素只能从番茄酱中提取,不但产量低规模小,还大量浪费了富含丰富番茄红素的番茄酱皮渣。
 
  新成果中“干法提取”工艺的出现,不但让番茄红素工业化高效制备关键技术取得突破,更使番茄红素这种纯天然保健品可以飞入寻常百姓家。
 
  给大桥高楼
 
  “号脉”体检
 
  如何为工程结构“延年益寿”?早“发现”、早“治疗”,结构健康监测是关键。然而长期以来,我国常规传感监测技术却存在诸多难以突破的难题:局部传感太微观,整体传感又太宏观……这使很多结构损伤,特别是早期病变无法实现精准诊断。
 
  石家庄铁道大学张浩教授参与并获得2017年度国家技术发明奖二等奖的“土木工程结构区域分布光纤传感与健康监测关键技术”项目给出了办法,并创建了宏微观结合、损伤覆盖及多功能化结构区域分布监测评估新体系。
 
  如同可根据人体某关键部位信息诊断人体是否发生早期病变一般,该技术可通过来自工程结构关键区域传感探测装置提供的结构区域分布传感及监测,实现对结构的全面识别、损伤早期探测及性能评估与预测。在此基础上,该项目团队又开发建立了土木工程结构(群)健康监测与评估的理论体系及成套技术装备,解决了大量实际工程难题。
 
  模拟突水
 
  守护矿井安全
 
  在煤矿矿井开采过程中,地下水涌入进井巷的可能会随开采深度增加而增加。虽然形成井矿突水这一煤矿生产最具威胁灾害的影响因素仍众说纷纭,但对突水的有效检测和防治已然成为难点。
 
  由华北科技学院参与的“煤矿深部开采突水动力灾害预测与防治关键技术”项目通过联合攻关,取得了2017年度国家科技进步奖二等奖。该项目填补了矿井深部开采复杂环境下的突水灾变模拟技术空白,搭建了包括环境模拟、智能检测及新型采矿方法在内的矿井安全防护体系,实现了我国矿井水害防治技术整体更新换代。
 
  把我国板桩码头结构
 
  等级提升至20万吨级
 
  近年来,现代化港口的建设不断向着大型化和深水化方向发展,码头的传统板桩式结构面对新的深水化需求的挑战。
 
  由唐山港口实业集团有限公司等单位参与的“深水板桩码头新结构关键技术研究与应用”项目,获得2017年度国家科技进步奖二等奖。该项目先后开发了“半遮帘式”“全遮帘式”“分离卸荷式”和“带肋板的分离卸荷式”4种新结构,形成成套深水板桩码头施工技术,将我国板桩码头结构最大等级从 3.5万吨级提升至20万吨级。
 
  矿井大型提升机
 
  可无人化运行
 
  矿井提升机是矿山生产的核心技术装备,大功率、大载荷、自动化、智能化是矿井提升设备的发展方向。
 
  开滦(集团)有限责任公司、冀中能源邯郸矿业集团有限公司等参与完成的“矿山超大功率提升机全系列变频智能控制技术与装备”项目获得2017年度国家科技进步奖二等奖。该项目攻克了重载平稳启动、宽范围精确调速、高精度定位、整流器无网侧电动势传感器电网优化接入、低开关频率整流器柔性启动等核心技术,建立了基于物联网的4M远程故障预测诊断系统,实现了矿井大型提升机的智能化控制、提升机无人化运行和远程监控。近三年来,其研究成果已成功覆盖全国主要大型煤炭集团,为企业增加产值110亿元。