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打造高质量发展的科技创新引擎
——走近宁夏科学技术进步一等奖获奖项目研发团队
2018-07-17 07:05:48   来源:宁夏日报

  盖有非常之功,必待非常之人。

  7月16日,全区科学技术奖励大会在银川举行,表彰为宁夏科技事业发展和现代化建设作出突出贡献的科技工作者,在全社会营造鼓励大胆创新、勇于创新、包容创新的良好氛围。

  从科研“象牙塔”走上自治区科学技术最高领奖台,这些获奖项目的研发团队付出了常人难以想象的艰辛和努力,他们以巨匠的技艺和精神铸就辉煌,用创新争先的科研热情在国内外科技舞台上大放异彩。日前,记者分别采访了受表彰的宁夏科学技术进步一等奖的获奖项目研发团队,带领大家了解这些领先技术的研发过程,感受科技工作者不为人知的科研生活。

让“中国智造”在宁夏变为现实

——记“高参数智能新型对流降压系列调节阀研究开发及产业化”项目研发团队

<p>  吴忠仪表有限责任公司调节阀生产车间。</p>

吴忠仪表有限责任公司调节阀生产车间。

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石月娟在记录测试数据。

  7月14日,宁夏吴忠仪表有限责任公司(简称“吴忠仪表”)3万平方米的大车间里,产品研发部直动阀室主任马佳庆和同事一起调试阀门。再过几天,490台对流降压系列调节阀将被送往广东、海南等地,安装在炼油、化工等重大项目上。

  市场需求“逼”出一项科研攻关

  提及对流降压系列调节阀的研发初衷,吴忠仪表董事长马玉山说,由于进口对流降压系列调节阀价格昂贵、维修成本高,国内用户对对流降压系列调节阀国产化抱有很大期望。

  2010年,吴忠仪表接到一个大单——某公司希望为其提供对流降压系列调节阀。尽管对方给出的价格十分诱人,但要求十分苛刻,调节阀必须具有耐高压差、抗冲刷、耐腐蚀、高耐磨、零泄漏等性能。

  “首先要解决理论计算、结构设计、工艺方法、材料性能等方面的难题。”吴忠仪表总工程师常占东说,公司专门成立了技术攻关团队,组织各方面的顶尖技术人才,夜以继日攻关。

  多级降压技术是对流降压系列调节阀的核心环节。为找到合适的材料,他们分4个批次共试了十几种材料,不断尝试提高材料硬度,改进降压结构,进而掌握多级降压技术。

  凭借坚持不懈、上下求索的精神,研发团队成功制造出对流降压系列调节阀,针对产品应用范围广的特点,还设计了4种能适应严苛应用场合的新型结构阀门,解决了高参数工况下调节阀使用寿命短、流阻大、响应速度慢、调节精度低等问题。

  一项技术攻关为企业节省10亿元

  2015年,吴忠仪表看到了一个新的机遇——由于从国外进口的调节阀出现问题,神华宁煤集团煤制油项目气化装置设备受损,如果从国外调集专家,耗时长、费用高。一向喜欢攻坚克难的吴忠仪表主动接过了阀门维修任务。

  “神华宁煤给出的交货时间很短,一旦出现问题,会严重影响煤制油项目进展,后果不堪设想。”吴忠仪表产品研发部产品经理石月娟说,为了高效、保质完成任务,她和同事吃住在办公室,在一周内设计出改造方案。

  仅20天时间,石月娟的团队完成阀门结构缺陷分析、部件改造、维修等工作,向神华宁煤集团交出了一份满意的答卷。

  经历这次事件后,吴忠仪表研发团队萌发了为神华宁煤制造调节阀的念头,并将调节阀的研究列入高参数智能新型对流降压系列调节阀研究开发及产业化项目中,以此改变进口阀门产品价格高、售后服务跟不上的“卡脖子”状况。

  “通过掌握阀体组件、执行机构和附件的核心技术,我们顺利制造出相应的调节阀。”石月娟告诉记者,吴忠仪表生产的调节阀价格仅为国外同类产品的四分之一,使用寿命延长2倍以上,为神华宁煤集团煤制油项目节省费用达10亿元。

  目前,高参数智能新型对流降压系列调节阀研究开发及产业化项目已形成3个系列共135个规格的调节阀产品,获得专利100多项,其产品广泛应用于中海石油炼化有限责任公司惠州炼油2200万吨/年炼油等近百个国家重点工程项目。借助该项目的研发,吴忠仪表这家地处西北的企业从根本上实现了传统产业的改造提升,成为我国控制阀行业的龙头企业。

  在这里,“中国智造”已成为现实。(记者 姜璐 文/图)

破解“风光时代”消纳难题

——记“以多环节综合互动为特征的智能电网综合示范工程”项目研发团队

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“以多环节综合互动为特征的智能电网综合示范工程”发输调度互动系统操作平台

  在宁夏乃至全国,以风电和光伏为代表的可再生能源已成为经济社会实现绿色发展的领衔产业。

  5年间,宁夏新能源装机容量占比从2012年的16%上升到2017年的41%,新能源年度发电量平均增速为37%。今年,全区电网总装机容量达到4000多万千瓦,而新能源占比高达42%左右,已打破火电一家独大的格局。

  “风光无限好”引发消纳难题

  “风光无限好”的产业态势导致新能源装机容量的超常规增长,也不可避免地带来了消纳难题。一时间,“弃风弃能”成为新能源发展的“痛点”。

  新能源发展路在何方?宁夏电网将出路瞄准了“通过发、输、配、用、微、储等多环节互动实现新能源最大化消纳”。

  2013年,由国网宁夏电力公司牵头、联合清华大学等国内多所科研院校和企业共同申报的“以多环节综合互动为特征的智能电网综合示范工程”项目通过科技部立项。随后,项目成员单位抽出精兵强将,组成一个近60人的攻关小组,开始了基于充分挖掘负荷侧移峰用电潜力的新能源消纳课题研究。

  宁夏电力调度控制中心总工程师、该项目负责人项丽告诉记者,课题组成员来自五湖四海,每隔3个月左右,成员全部集聚银川开会,汇报近期研究成果,分析成果可行性。“从开始到验收,各种研讨会、汇报会就召开了40余次,每个环节都要经过不断论证、推翻和完善。”

  经过一年半的理论研究,课题组提出了以用户用电模式调整为核心和基于电价的互动机制。

  “传统的新能源电力消纳主要是对电源侧的调节。当电力过剩时,以压低火电发电量为新能源消纳腾出空间。我们的研究聚焦与用户互动、促进新能源及时消纳。”项丽说,“多环节”“互动”是该项目研究成果的核心词。在理论和技术上,通过电网互动,深挖调节潜力,引导负荷跟踪新能源发电的波动,避免弃电是完全可行的。

  引导用户“随风光而动”

  无论多么完美的理论研究,终究要在实践中得以检验。

  2015年是项目的示范阶段。选择什么类型的电力用户、如何说服用户改变用电模式并参与互动响应,成为摆在课题组面前的难题。

  项目主要负责人丁茂生身先士卒,带头跑用户。“我们都是一家一家去跑,为了说服大企业实时消纳新能源电力,在企业生产习惯的改变、用电成本调整等方面都要进行有效、稳妥的沟通。”

  经过课题组成员的不懈努力,最终选定了英力特化工、普华冶金、银川海宝充换电站、湖映康晨小区等8家用户进行试点。2015年,该项目共进行了16次示范,每次互动均有用户响应。

  2015年12月28日10时,宁夏电力公司调度中心当值调度员借助新能源功率预测系统和负荷预测信息,预测12月29日12时至14时之间,当火电达到出力下限时,仍有182.7兆瓦时的新能源无法消纳。随即,调度员通过发输调度互动系统向英力特化工、普华冶金、宁东铝业3家直供大用户下发互动需求信息。12时前,3家用户分别根据收到的互动需求信息和自身用电实际,向系统反馈了各自可接受的用电模式以及对应的用电调整成本。由于英力特化工申报的用电调整成本较高,未被注入互动,电网仍有新能源需要消纳。系统又向配电网用户下发互动需求信息。当日16时,共收集到5家配电网用户申报的互动意愿。29日,两家直供大用户和5家配电网用户按照日前编制的互动调度计划,成功实现了互动。

  根据30日的评估信息,此次新能源消纳的互动,使弃风光率由原来的3.15%降为0.13%,当天产生直接经济效益近500万元。在2015年的课题执行期内,通过与用户互动实现新能源的消纳,共产生直接经济效益1.13亿元,减少温室气体排放1.89亿千克,相当于一台30万火电机组一个月的排放量。(记者 张文攀 文/图)

用科技给沙漠披绿的人

——记“生物土壤结皮形成机理、生态作用及在防沙治沙中的应用”项目研发团队

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沙坡头沙漠研究试验站科研人员在研究沙漠土壤。(资料图片)

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沙坡头沙漠研究试验站科研人员在野外开展调研活动。(资料图片)

  7月16日,站在全区科学技术奖励大会领奖台上,中国科学院沙坡头沙漠研究试验站研究员刘立超感到非常紧张,代表团队发言时连连“卡壳”。“这么多年,我们习惯了在沙漠里、在实验室里,面对沙漠、微生物‘说话’,当着这么多人说话真有点不习惯了。”

  当天,刘立超所在的中国科学院沙坡头沙漠研究试验站的科研成果“生物土壤结皮形成机理、生态作用及在防沙治沙中的应用”项目获得宁夏科学技术进步一等奖。

  治沙中发现科学奇迹

  刘立超在沙坡头沙漠研究试验站工作了26年,这26年来,与之打交道最多的,就是腾格里沙漠的漫漫黄沙。

  在中国沙坡头沙漠研究试验站,有30多名科研人员,都和他一样,将毕生精力投在了广袤无垠、杳无人烟的沙漠。半个世纪以来,正是这群耐得住寂寞的科研工作者一次又一次创造出我国治沙历史上的奇迹。

  建国初期,在铁道部、林业部和中国科学院联合号召下,各路科研和建设大军在沙坡头这个小而古老的黄河渡口附近安营扎寨,成立了中国第一个沙漠研究试验站。在这里,研究站科学家们成功研制出了“麦草方格治沙法”,迈出了人类征服沙漠的关键性一步。

  在长期野外观测和试验中,研究站科研工作者发现,麦草方格沙障里出现的生物土壤结皮能够将流沙牢牢“钉住”,固沙效果非常神奇。但遗憾的是,这种自然形成的生物土壤结皮形成的时间很长,至少需要二、三十年。

  他们小心地提取结皮土壤,进一步分析、实验,发现让沙化土壤结皮的重要“功臣”是陆地藻类和各种微生物。于是,他们从各种藻类、地衣、藓类结皮中提取最适宜的藻类,在实验室内人工培养,将其制成释剂,喷洒在草方格沙障内的沙子上以形成土壤结皮。

  “经过几年的反复实验,我们成功培育出了适合人工培养的藻类,把它们喷洒在荒漠中,大概用3年左右时间,就能形成土壤结皮了。这如同我们给沙漠披上了一件绿色‘地毯’,这样能把流沙牢牢‘锁在’下面。”中国科学院西北生态环境资源研究院生态与农业研究室主任、沙坡头沙漠研究试验国家站站长李新荣说,沙坡头沙漠研究试验站团队系统研究的生物土壤结皮在荒漠生态系统中的生态水文功能,推广应用面积达30000余亩,项目获发明专利2项,在国际上被引用数千次。

  科研成果在生态恢复中广泛应用

  从干旱区到半干旱区再到半湿润区,我国风沙最严重的地方都留下了沙坡头沙漠研究试验站队员们的足迹。除了腾格里沙漠,他们还在毛乌素沙漠、科尔沁沙地、河西荒漠绿洲过渡区和古尔班通古特沙漠等地采样研究。他们可以在不同的气候带里,确定主要沙生植物生态需水的阈值以及植被的盖度,也可以预测未来100年甚至200年后,这样的生态水文阈值是否合适。

  面向国家生态建设重大科技需求,沙坡头沙漠研究试验站团队的研究创造了人类活动与沙漠自然和谐相处的模式,回答了干旱沙区亟待解决的水与植被关系问题,并应用推广了关键技术。“哪个地方需要什么样的风沙综合防护体系,可以不夸张地说,我们非常清楚。”作为国家重点基础研究发展计划973项目的首席科学家,李新荣底气十足。如今,沙坡头沙漠研究试验站团队在沙坡头站研发的关键技术和模式,如沙区雨养型植被建设技术与模式、节水灌溉技术、沙区交通干线“灌木+草本+隐花植物”立体生态恢复技术,已在宁夏、内蒙古、陕西和甘肃干旱沙区的生态恢复中得到广泛应用。

  “这些年我们做了大量的基础研究,目前我们也广泛关注应用研究。在中科院重点部署项目中,华南植物园等团队研究藻类作为新型战略粮油作物的潜力,也让我们受到不少启发,或许在不久未来,我们的相关研究成果也能够利用荒漠藻类在蛋白质制造方面大显身手。”刘立超说。(记者 尚陵彬)

【编辑】:王雪玲
【责任编辑】:李金香
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