技术成果

基于非接触式微位移传感器与超精密机床的原位面形误差检测系统

未公开（摘自长春市工信局2019公开汇编目录）

固体燃料解耦燃烧技术

技术简介及特点 解耦燃烧技术由中国科学院过程工程研究所发明，获得了中国科学院技术发 明一等奖和国家专利优秀奖，是目前国内外唯一可以在实现固体燃料无烟燃烧的 同时有效降低NO 和CO排放的高效中小型燃煤或生物质实用技术。解耦燃烧技术 x 通过优化炉膛结构来对固体燃料热解和燃烧过程进行解耦和有效控制，使燃料先 后经过低温还原气氛下的低氮燃烧和高温氧化条件下的可燃物燃尽两个过程，实 现燃料的连续分级充分燃烧。与传统燃煤炉相比，解耦燃煤炉的NO 排放可降低 x 30%-45%，节煤量可达20%-30%，排烟林格曼黑度小于1，燃烧烟煤也可达到“无 烟排放”的标准。 专利及进展情况 申请发明专利43项，其中获授权21项。2016年11月通过山东省煤炭工业局组 织的科技成果鉴定,与会专家一致认为解耦燃烧技术具有创新性、实用性和广阔 推广应用前景，总体达到国际先进水平。 产业化前景分析 在我国，近80%的居民使用低效炉具，燃用劣质、高硫烟煤。这些劣质散煤 直烧低空直排的污染物达到超净排放的大型锅炉等量燃烧后的10-20倍。我国有 燃煤工业锅炉60％以上为低参数、小容量的链条排炉或层燃炉，锅炉热效率平均 60%-65%。由于燃煤工业锅炉数量大、分布广、排放高度低、燃煤品质差、治理 效率低，污染物排放对城市大气污染贡献率高达45-65%。这些燃煤污染物排放是 造成严重灰霾天气的重要原因之一。考虑到我国能源消费现状以及农村目前的经 济发展状况，以亿万农民的实际需求、消费习惯和承受能力为导向，立足于利用 我国资源丰富的煤炭资源，开发节能、环保、价廉和好使的洁净型煤和炉具，鼓 励采用“洁净型煤+解耦炉具

小型轴承全表面智能检测装置项目

未公开（摘自宁波材料所科技成果册2023目录）

环烷基原油加氢异构生产光亮油催化剂及成套技术

光亮油是高粘度润滑油基础油，不仅可以用于单级机油和重型机油领域，还可作为调和组分 调节各类基础油的粘度，是重要的润滑油基础油产品，但国内市场缺口很大。光亮油由环烷基原油 生产，我国新疆油田、辽河油田、大港油田以及渤海湾等地区拥有较多的环烷基原油资源。 中国科学院大连化学物理研究所开发的环烷基原油加氢异构生产光亮油催化剂及成套技术， 2 高收率地将环烷基原油转化为优质150BS 等光亮油产品。粘度28~34mm /s（100℃）可调，粘度 指数＞85，倾点低于-16℃。可作为高粘度润滑油基础油制备单级机油、重型机油、齿轮油和润滑脂 等。该技术还可灵活调整工艺条件生产120BS 光亮油以及中低粘度环烷基基础油产品，应用于橡 胶填充油、变压器油、金属加工液等领域。 该技术目前已完成百吨/年中试试验，填补了国内环烷 基原油加氢异构生产光亮油技术领域空白，而且光亮油收率较国外同类技术大幅提升，技术效能 达到国际先进水平。

费托合成蜡加氢异构制III+类润滑油基础油技术

我国是世界第一大润滑油生产国和消费国，润滑油表观消费量达到一千万吨，市场达到千亿 元。其中，高档润滑油以 20%的市场占有量获取整个市场80％的利润，但国内80%的高档润滑 油品牌为国外品牌，每年有近 200 万吨的高档润滑油依赖进口。费托合成蜡由煤经合成气费托合 成制得，主要成分是长直链烷烃，经过加氢提质可以生产低粘度、高粘度指数、综合性能达到III+ 类标准的高档润滑油基础油。 本项目针对费托合成蜡的组成特点，开发出新型一维孔道分子筛材 料、高性能深度加氢异构催化剂以及加氢异构 -补充精制级配工艺，形成了具有自主知识产权的费 托合成蜡加氢异构生产 III+ 类润滑油基础油成套技术。目前已完成专用催化剂的工业放大生产， 并以不同来源的费托合成蜡为原料，完成了加氢异构百吨级中试、千吨级示范试验，生产出高品质 润滑油基础油产品。其中，2cSt基础油粘度指数达到112，倾点-60℃；4cSt 基础油粘度指数可达 140，倾点-46℃；6cSt、8cSt和10cSt基础油粘度指数可达155，倾点低于-30℃。4~10cSt 基础 油达到III+类润滑油基础油标准，可作为超高粘度指数润滑油基础油，应用于各类发动机油、齿轮 油、液压油、压缩机油、润滑脂等。此外，还副产无芳烃溶剂油、钻井液、高端白油等高附加值产品。 本技术可优化煤化工产品利用路线，为我国煤化工企业每年近 1000 万吨煤基费托合成油向 高附加值产业链升级提供重要技术解决方案，采用本技术生产的系列高档润滑油基础油产品有望 填补我国高档润滑油市场缺口，实现我国高档润滑油产品自足自给。

绿色水处理剂合成新技术

随着人类环保意识日渐增强，“绿色阻垢剂”的概念成为 21 世纪水处理剂的发展方向。70 年 代后期出现的含磷聚合物，其分子中同时含有=PO(OH) 基和 -COOH 基，具有较好的阻垢能力并 有一定的缓蚀作用。80 年代，国外曾出现过含磺酸基团共聚物的开发热潮。这些研究开发推动了 水处理技术的发展，但其基本思路均未超出不同单体基团的搭配组合。 聚环氧琥珀酸（PESA）是一 种具有无磷、非氮和生物降解性好并适用于高碱高固水系等特点的绿色阻垢剂。由于进入环境中 容易降解，有望代替含磷阻垢剂用于工业循环冷却水、锅炉、石油开采等领域。聚环氧琥珀酸的研 究开发突破了现有思路，已经成为新的研究热点。本项目研究工艺路线简单，反应条件温和，生产 成本低，产品阻垢率高。 聚天冬氨酸（PASP）是天冬氨酸单体的氨基和羧基经缩合脱水得到的聚合 物，其最大特点是可生物降解、无毒、对环境无害，因此被称为“ 绿色”化学品。近年来，国内外对 PASP的研究较多，但普遍存在着生产成本高、生产规模不大等诸多问题。本项目研究工艺路线简 便的固相反应生产聚天冬氨酸，产率高，产品质量稳定，生产成本低，作为水处理剂阻垢率高。并且 聚天冬氨酸用途广泛，不仅仅在水处理领域，在医药、农业、日化等领域都可以有广泛的工业应用。

大气样VOC在线采样-富集-热脱附-色谱进样联用装置

项目简介及应用领域该联用装置由采样-脱水-富集柱-热脱附加热器、抽气装置和流路控制部分构成。装置以制冷压缩机为冷源，对大气样品中的组分进行低温吸附；再经过一次热脱附直接进入气相色谱仪进行分离分析，无需二级冷冻聚焦装置，实现了冷阱浓缩/热脱附装置与气相色谱仪的直接联用。相比于传统的以液氮和半导体制冷为冷源的热脱附仪，研制的联用装置的富集温度仅需要-10 ℃，结构简单、功耗小、成本低。对大气中挥发性有机物具有500～1000倍的富集倍数。【主要技术指标】采样量：100～500mL抽气流量：15 mL/min热脱附温度： 不大于300℃ 升温速率：150 ℃/min色谱进样模式：阀进样检出限：15～60 ppb (V/V)，C2-C4 烃，FID检测冷却时间：不大于5min总功耗：150W整机重量：15 kg（不包括色谱部分）【技术特点】采用多级混合吸附剂填充制备采样吸附管，能够在-10 ℃低温下对C2～C4 烃类化合物实现高倍数富集。与传统的液氮和半导体制冷系统相比，功率消耗小、制冷效率高，成功解决了C2烃类的低温富集难题。装置可与任何通用型气相色谱仪或色谱-质谱仪直接联用，无需二级冷阱或者二次聚焦。【专利状态】授权专利2项投资与收益用于环境、化工等领域中气体样品的野外、实时、在线测试，也可用于实验室样品分析，具有广阔的推广应用前景。 平台建设单位： 中国科学院科技创新发展局 中国科学院办公厅 国科控股 中国科学院科技战略咨询研究院 --> 中国科学院成都文献情报中心 蜀ICP备05003827号-12 京公网安备110402500047号 网站标识码bm48000006 版权：中

天然气清洁燃烧技术和燃烧器产品

项目简介及应用领域近年来，雾霾成为中国环境问题的主要关切，天然气作为清洁燃料将逐步替代煤炭作为主要能源。然而，由于燃烧技术水平总体较低，实际应用的各类民用、商用和工业用燃气用具，如燃气灶、燃气热水器、燃气采暖热水炉和燃气锅炉仍普遍存在产生高浓度有毒有害的一氧化碳和氮氧化物问题，危害健康和环境。从燃气锅炉开始，国家逐步收紧烟气中 NOx 排放限值，在全国逐步开展燃气锅炉低氮化工程。目前，燃气锅炉低氮化面临多重问题：1）小型锅炉全预混表面燃烧降氮技术和产品国外垄断，价额昂贵，普适性差；2）国内主流分级燃烧加烟气再循环技术用于中小型锅炉存在出力下降，能耗增加等弊端；3）大吨位锅炉缺乏满足直排要求的降氮技术。本团队开发了一种新型蓝柔燃烧技术，创造性的改变燃烧机燃烧头结构，成 功实现气体高效混合和稳定清洁燃烧一体化集成化。使用该燃烧头，燃气锅炉 NOx 排放远低于 30mg/m3 的现行最高标准，并优于国外相关技术；由于其火焰长度远远短于常规火焰，现有各吨位锅炉燃烧机均可直接进行改造更换；与国产风机、阀组、控制系统等装配成功实现整机完全国产化，具有完全自主知识产权， 成本远低于国外同功能垄断产品。自2017年实施打赢蓝天保卫战三年行动计划以来，京津冀“2+26”城市等重点区域投入巨资，严格执行煤改气和燃气锅炉低氮化措施，大气环境质量已显著改善。目前全国各地都在收严 NOx 排放标准，2010-2019 年近十年新增燃煤和燃气工业锅炉共约 424 万蒸吨，低氮改造市场高达万亿。蓝柔燃烧技术也可用于燃气灶、燃气热水器、燃气采暖热水炉等民用和商用燃气用具，除具有超低 NOx 排放性能外，还可使

烟道脱硝氨逃逸监测系统

必要性及需求分析:氨气是在制冷、化肥产业、工业脱硝等行业中使用的一种重要碱性气体，具有一定的毒性。脱除NOX的控制技术中，不论是选择性催化还原法（SCR）还是选择性非催化还原法（SNCR）在燃煤型发电厂都得到了越来越多的广泛使用。过量的氨注射到整个管道或是管道的部分区域都会导致氨逃逸。逃逸的氨将与反应器后部烟道内工艺流程中产生的硫酸发生反应，形成盐类沉淀在锅炉尾部更远区域。这些沉淀物能腐蚀和污染空气预热器，从而带来昂贵的维护费用。本单位研发的氨逃逸监测系统针对工业烟道氨逃逸原位监测的需求，基于可调谐半导体激光吸收光谱技术(TDLAS)，结合先进的光机设计、微弱信号检测技术、计算机软硬件技术，具有高选择性、抗高粉尘、测量精度高、可靠性好、响应速度快、非接触式在线监测等诸多优势，为我国工业脱硝过程的监控和烟气安全排放起有效的技术支持。技术优势系统采用近红外可调谐半导体激光器（TDL）作为光源，激光器发射出特定波长激光束，通过光纤传送到光学传感单元，穿过被测气体，将接收的光信号转换成电流信号通过信号线传至分析主机，通过分析因被测气体吸收导致的激光光强衰减，实现被测气体浓度的精确反演。避免背景气体的交叉干扰：TDLAS技术是一种高分辨率、高选择性的吸收光谱技术。与传统红外光谱技术不同，其采用的TDL光源的光谱宽度远小于特定气体吸收谱线的宽度，避免了背景气体间的交叉干扰。不受粉尘与视窗污染影响：氨逃逸监测系统采用气体直接吸收绝对测量的方式。依据Beer-Lambert定律，因为激光传输光路中的粉尘或视窗污染造成的入射光与透射光的光强减弱是等比例的，通过除法运算以及光谱扫描技术获得气体吸光

透平膨胀机技术在工业尾气回收中的应用

必要性及需求分析:随着国家对环保产业的越来越重视，对节能减排的力度越来越大；传统粗放型的工业生产与工业尾气的未达标排放将成为历史。目前，空气分离与液化（空分）系统用透平膨胀机技术比较成熟。然而，透平膨胀机技术应用于工业尾气回收系统中还很少，而且技术很成旧。透平膨胀机技术可以广泛应用于LNG系统、化工尾气回收系统、合成氨尾气回收系统、制药行业尾气回收系统、双氧水尾气回收系统、电厂尾气能量回收等系统中，应用十分广泛，这样系统的应用当中有些是环保的要求（如氨气尾气回收、化工尾气的回收于处理），有些是尾气中含有昂贵的化工原料产品需回收（如双氧水尾气中含有昂贵的芳香烃）。因此，透平膨胀机技术在工业尾气回收方面的应用，具有良好的市场及应用前景，有必要进行开发与应用研究。目标及主要任务:开展工业尾气回收系统用透平膨胀机研制、流程的设计，满足国内空气分离与液化（空分）行业、LNG行业、化工尾气回收、氨气尾气回收行业系统、制药行业尾气回收系统、双氧水尾气回收等系统的需求，进行市场化。依托中科院等离子体物理研究所多年在氦透平膨胀机研究、氦低温系统运行以及多套氦制冷机系统的研制成功的基础上进行，其氦透平膨胀机及气体轴承科学实验平台和研究基础、氦低温系统运行经验与流程设计是技术支撑，多名熟练的操作工人与一线工程师是保障。开展工业尾气回收系统装置的研制，需攻克透平膨胀机高速转子稳定性、新型气体轴承设计、大功率制动轮与膨胀轮匹配设计、透平膨胀机整机测试、系统流程设计及系统整体调试等关键科学问题，最终进行市场化开拓。透平膨胀机技术在工业尾气回收系统中的应用的研制成功将为国内许多行业提供必要的核心部件，推动企

高性能永磁同步直线伺服电机

必要性及需求分析: 本项目围绕高档数控机床对高性能直线进给系统的急迫需求，从电机设计优化和系统运动控制两方面开展高性能永磁同步直线伺服电机关键技术的研究，旨在探索电机磁场优化设计方法和伺服系统轨迹跟踪控制方法，研发高性能永磁同步直线伺服电机。 目标及主要任务: （1）通过分析电机设计需求，量化电机优化目标，提出三维分层有限元法，实现电机磁场的多目标优化设计； （2）围绕非线性系统中存在的主要扰动因素，提出基于非线性稳定自适应鲁棒控制的伺服控制算法，解决具有多种不确定因素与非线性耦合的直线伺服系统的控制问题。 现有工作基础: 本课题完成了高性能永磁同步直线伺服电机样机及其运动平台的设计、加工和装配以及软硬件测试，并送常州市产品质量监督检验所检测，主要参数均达到或优于国际同类产品技术指标。常州市科技局组织召开项目鉴定会议，鉴定委员会认为该技术填补了国内空白，主要技术性能指标达到国内领先水平。项目取得了一些重要的创性研究成果，共发表期刊论文4篇，申报发明专利5件，授权实用新型专利2件、外观设计专利1件，培养研究生4人。 预期经济和社会效益: 本项目以培育高端装备制造产业和壮大智能装备产业为目标，开展直线电机的制造工艺、电磁场分析、推力波动性、高速稳定性、低速平滑性、位置跟踪精度控制等产业前瞻性技术、关键共性技术的研究开发，对研制具有自主知识产权的高性能直线电机及其精密伺服控制系统具有重要的现实意义，将提升产业核心竞争力，为加快高新技术产业发展和产业结构调整提供科技支撑和技术储备。本项目争取实现小批量试产及销售，产业化后将带动智能装备产业的发展，为增加国内自主品牌的核心竞争力做出贡献。

高精度多股簧数控加工机床

摘要待完善

复杂修形齿轮精密数控加工关键技术与装备

摘要待完善

月牙双面齿轮驱动手掌翻转装置

摘要待完善

矿物复合材料及其精密机床床身（矿物铸件）

摘要待完善

高性能混联加工机器人技术

面向大型复杂构件连接孔/面高效高精度加工，突破数控机床与关节型机器人局限。

超高速气浮涡轮膨胀制冷装置及气体轴承

制冷效率高、深冷程度深、温度稳定性好，摩擦功耗极低，绿色环保节能。

先进面齿轮传动技术

面齿轮传动是由特殊的锥齿轮和圆柱齿轮组成的一种新型 的先进齿轮传动技术。北航研制出具有自主知识产权的面齿轮专 用刀具、面齿轮专用加工机床和面齿轮检测方法等多项国家发明 专利和软件著作权。该技术与传统的锥齿轮传动技术相比，具有 传动体积小、结构重量轻、承载能力高等优势；适用于直升机、 无人机、汽车和减速机等领域，己与航空、兵器、车辆等行业多 家企业展开合作，并成功应用于某型号航空发动机传动系统，技 术成熟。获 2011 年北京航空航天大学科技进步二等奖。 面齿轮传动原理面齿轮数控加工

转炉流程生产高品质齿轮钢

摘要待完善

高性能纳米陶瓷刀具材料

摘要待完善

烟道式余热锅炉结构参数优化及设计软件开发

摘要待完善

自适应燃烧调整系统

火电机组燃烧调整、燃煤结构优化研究及应用，自适应燃烧调整系统开发，用于优化锅炉燃烧、降低煤耗。

一体化智能优化控制平台

集成各种先进智能优化控制模块，采用通用PLC+上位机工业控制方案，PLC与DCS控制器双向通信，实现锅炉智能燃烧优化、基于凝结水变负荷与深度滑压的节能优化、脱硝优化自动控制、冷端运行优化、现代控制理论协调控制优化和智能吹灰控制优化等；各模块可自由组合，留有开发余量。已在数十个电厂推广应用。

锅炉受热面纳米涂层节能技术

采用新涂层材料后锅炉热效率提升0.46%，供电煤耗降低1.5克/千瓦时；以1000MW机组为例每年可节煤1.5万吨、减排二氧化碳3.4万吨，已在常乐电厂示范应用3年。

我国第一套大型轴承环锻造生产线成套设备

大型轴承环锻造生产线成套装备。（中国重型院建院以来自主创新研制、创造的'中国第一'大型成套技术装备之一）

自主知识产权微弧氧化装备及工程化应用

在微弧氧化装备制造方面，实现技术研发与装备制造一体化。可以根据技术 需求和产能，设计和定制完全自主知识产权的成套微弧氧化生产线。近5年先后 和中船重工武汉船舶研究所和西北有色金属研究院等建成国内产能最大的微弧 氧化生产线6条，年处理面积超过万平米，是我国目前最大的具有自主知识产权 的表面多功能处理线。开发企业装备线核心电源 20 余台，成套设备已经远销国 内外。 轻合金微弧氧化系列成套装备 针对轻合金表面微弧氧化技术，已经形成航天热离子发射涂层、舰船用钛合 金标准件表面防护层、钛合金箱体防护层、兵器用铝合金零部件、航空用镁合金 机匣耐磨涂层等；针对轻合金激光表面处理技术，服务于船舶管路系统中钛合金 球阀及球体的表面耐磨耐蚀处理；针对特种电镀表面处理技术，应用于钛合金液 压作动筒的深孔内表面耐磨处理、核电爆破阀防锁死栓等方面；针对热喷涂表面 处理技术，服务于大型齿轮、航空发动机叶片表面耐磨、抗冲刷涂层、化工用零 件表面耐磨涂层等方面。依托公司的轻合金表面强化技术的工程化推广，先后服 务于航空、航天、兵器、舰船、核工业等领域，取得了较好的经济效益和社会效 益。 - 40 -

特种电镀和热喷涂技术

针对锅炉管束长期热侵蚀的问题，与质监局特种设备检验检查院合作开发了 具有自主知识产权的非晶喷涂表面处理技术，提高了管束的耐蚀性，提升了锅炉 服役安全，成果已经被西安市大数据市场作为典型案例推广。在特种电镀处理方 面，针对石油和船舶行业中长期使用的钛合金管道、接箍及螺母等咬死等问题， 开发新型特种环保电镀技术，在保证环保和可循环利用技术的同时，改善了粘扣 问题，增加了工件服役寿命，该项目已经通过国家技术监督中心的实物鉴定，目 前正在油田推广，前期产品已经提高服役寿命3倍，节约成本近千万。 非晶喷涂技术及应用 自主知识产权特种电镀技术及应用 - 39 -

空气源热泵超疏水表面抑霜/节能除霜强化传热传质技术

集成与应用 项目围绕构建具有抑霜性能的空气源热泵室外蒸发式冷凝器的热泵系统为 核心，制备出接触角达 158.3°的超疏水换热器，辅以压缩机废热和排风回收热 除霜系统，从根本上抑霜/除霜；此外，提出将新型椭圆形套管-管翅式蒸发式冷 凝器用于热泵夏季室外冷凝器，据某地铁站蒸发冷凝空调系统的运行实测数据， 该系统换热器总传热系数较普通圆管-管翅式换热器高47.42%，有利于保障空气 源热泵的高效运行、提高热泵的除霜效率和能源利用率。 超疏水抑霜技术可使换热器表面结霜量减少30.16%，所设计的椭圆形套管- 管翅式换热器制冷系统理论 COP 增大 30%，对实现空气源热泵在结霜区的安全 高效运行、推动空气源热泵在低能耗建筑空调系统中和地铁站厅站台空调系统中 的应用具有积极意义。 - 32 - 超疏水铝基与常规铝基翅片抑霜效果对比图 超疏水铝基与常规铝基翅片融霜效果对比图 超疏水表面与常规表面液滴弹跳现象对比图 椭圆形套管-管翅式换热器的换热情况示意图 - 33 - 椭圆形套管-管翅式蒸发式冷凝器实验系统示意图

高温无霍尔直流电机伺服微驱动器

本项目为《中国制造 2025》第二大类“高档数控机床和机器人” 中关于“关键零部件”的第四小类“高端伺服驱动器”部分，是“先进制造” 领域。该项目属于油、汽、煤等超深探测开采范畴，为深海、超深地 层等恶劣环境下油、气、煤等采掘设备的配套装置。以自主知识产权 为研究目标，通过无刷无位置传感器设计、利用转矩闭环和数字式速 度闭环方式，实现狭小、高温、高黏度恶劣工作环境下电机长时间大 范围负载变化要求。 （三）关键技术 1）高温设计避免附加制冷装置，提高可靠性，适应井下作业。 2）无位置传感器控制可以简化电机设计，提高电机工作温度， 满足狭小、高温、高黏度工作环境。 3）转矩闭环设计避免电机堵转，满足电机长时间工作。 4）数字式速度闭环设计，精确控制电机转速，适应大范围负载 变化。 5）50KHz 高 PWM 开关频率，可控制空心杯电机，从而显著减 小电机体积，提高电机的工作温度（空心杯电机的功率密度是普通电 机的 3 倍以上）。 — 324 — 图 1 数字式高温无霍尔直流无刷电机伺服驱动器 技术成熟度： □概念验证 □原理样机 □工程样机 中试 □产业化 合作方式： □联合研发 □技术入股 □转让 □授权（许可） 面议 — 325 —

数控机床智能辅助边缘服务器研发及应用

本项目开发了数控机床的边缘辅助服务器，对数控机床进行信息化赋能，旨 在解决数控机床在全寿命周期的使用和流转过程中的三大痛点：对操作者专业技 能要求高、机床健康状态难以监测、历史故障记录无法追溯。创新提出数控机床 用边缘辅助服务器的方案，针对数控机床复杂机电一体化系统，提出了基于数字 孪生的虚拟调试方法，通过多领域模型描述实体机床，并结合实时虚实映射策略 构建数字孪生模型，实现对数控机床在复杂加工场景下的控制效果保障。该方案 的应用场景主要针对小微制造企业，为其提供远程高效的 G代码编译服务和建 立信息化质量监控机制，实现数控机床故障的实时监测及趋势预测，形成具有高 可信度的历史故障记录信息，以及远程协助操作。攻克了传统数控机床难操作， 难维护的难题，实现了工程化稳定制备数控机床，可以提高生产效率、降低操作 成本、提高设备的可靠性和维护保养水平，从而提升制造业的发展水平和国际竞 争力。