【导语】
“环保装备科学技术奖”是由B体育·(sports)官方网站根据《国家科学技术奖励条例》和《社会力量设立科学技术奖管理办法》的规定而开设的科技奖项。经过三年的培育,B体育·(sports)官方网站环保装备科学技术奖获得了广泛的社会认可,代表了我国环保装备及技术发展的先进水平。获奖项目的推广实施将会有效推动当前环保领域热点、难点问题的解决。
2024年度共有26个项目获奖,其中产品金奖3项,技术创新一等奖6项,技术创新二等奖17项。本栏目将推广介绍这些获奖项目,供行业相关单位和技术人员学习借鉴。
获奖项目:高功率密度超音速离心风机研制及产业化
所获奖项:环保装备技术创新二等奖
完成单位:湖南泛航智能装备有限公司
主要完成人:张勇、葛玉柱、方志翔、杜海英、粟振军、卢璋
推荐理由:
该项目所开发的高功率密度超音速离心风机产品性能达国际先进水平,入选工信部《“能效之星”装备产品目录(2021 版)》、《国家工业和信息化领域节能技术装备推荐目录(2022 版)》、湖南省《节能节水“新技术、新装备和新产品”推广目录(2021~2023 年)》《国家鼓励发展的重大环保技术装备目录(2023 版)》。
项 目 简 介
高功率密度超音速离心风机采用世界先进的GTF(Geared Turbo Fan)航空发动机技术路线,在高效驱动电机和离心叶轮之间采用齿轮箱进行增速,将变频驱动技术和超高速离心叶轮通过齿轮传动系统连接,使变频器、驱动电机、超高速增速齿轮箱和叶轮获得完美匹配性和适应性。通过对超高速增速齿轮箱动力学设计与分析技术、复杂曲面离心叶轮气动设计与分析技术、高可靠性密封结构设计与分析技术、跨临界柔性转子设计与分析技术、智能控制与精准抽/供气系统等关键技术攻关,搭建了产品设计规范与技术平台,开发了系列化的高功率密度超音速离心风机产品。
图1 高功率密度超音速离心风机
创 新 点
1. 机械传动与电气传动相结合,产品效率更高,可靠性更好
高功率密度离心风机采用军用航空高速传动系统与高效电机和高可靠性变频控制器,将机械传动系统与电气传动系统相结合,具备机械传动可靠性高、系统稳定性好的优点与电气传动效率高、变速范围广、调速便捷等优点,使高功率密度离心风机的高效运行区间更加宽广。
2. 高效复杂曲面离心叶轮与蜗壳,更高效的性能匹配
使用航空三元流离心叶轮技术,通过离心叶片优化、流道匹配、CFD仿真等多重手段,使叶轮、蜗壳等气体动力系统的综合气动效率≥85%。
3.智能控制系统与精准供气系统,让风机更加聪“惠”
高功率密度超音速离心风机采用智能控制系统,并搭载远程控制与数据传输模块,实现风机与风机、风机与中控、风机与服务平台的互联,实现对风机的实时监控、故障预警、寿命管理等。
4.低噪音低振动
采用柔性支承,减振息振,隔绝机械噪声,通过匹配性的高效噪音治理技术在保证风机效率基础上减振降噪,整机噪音低于85分贝,具有良好的环境友好度。
5.环境适应性强
输送介质仅通过叶轮和蜗壳等气动部件,与其他机械部位完全隔开,对介质要求不高(如含尘量、湿度、温度等)。
6.模块化设计制造,运维简便
主机采用模块化一体式结构,保证安装方便、运行稳定、操作维护简单、高效节能、环保低噪。
实际应用效果及推广情况
图2 高功率密度超音速离心风机现场应用
目前,高功率密度超音速离心风机已在全国各地工业企业生产中服务运行超过250台套,连续稳定运行时间达5年以上,充分证明了该技术和产品的可靠性和稳定性,在制浆造纸、纸浆模塑、污水处理等行业得到了广泛应用,节能降耗、降碳减排效果显著,已累计装机功率约78MW,较传统风机年节约电量折算为标煤约89142.857吨、二氧化碳减排量231771吨。
主要完成单位简介
湖南泛航智能装备有限公司
湖南泛航智能装备有限公司(以下简称“泛航智能”)于2018年在株洲注册成立,是集高功率密度超音速离心风机研发、制造、销售于服务为一体的高新技术企业、国家级专精特新“小巨人”企业,产品成功应用于制浆造纸、纸浆模塑、火力发电、污水处理等高能耗领域。
泛航智能着眼于“碳达峰、碳中和”的双碳目标,充分利用技术优势,研制能源利用率高的高效流体装备,以满足高耗能工业领域节能、减排的发展需求。泛航智能拥有成熟的设计、制造与质量管理体系,拥有高精密检验平台与高精密装配生产线,配备高效流体机械全功能满负荷试验台、高温性能试验台、齿轮箱空载试验台、离心叶轮性能试验台等,可实现振动测试、噪音测试、温度场监测、润滑系统监测等试验条件,可满足研发、制造、检验和试验需求。
截止当前,泛航智能共申请专利 32 项,其中发明专利 25 项,实用新型专利 7 项;发表核心期刊 3 篇;登记软件著作权 5 项;编制 1 项国标、 2 项团体标准与 2项企业标准,形成了高功率密度超音速离心风机完全自主的知识产权体系。泛航智能拥有两化融合管理体系认证、职业健康安全管理体系认证、质量管理体系认证、环境管理体系认证、知识产权管理体系认证,是国家级专精特新“小巨人”企业、省级企业技术中心企业、科技型中小企业、高新技术企业和拟培育的省级新型研发机构。
基于“技术同源,产品类似”的原则,针对工业领域大量的余热、余气、余压等废弃能源,将依托现有技术平台,开展高效能量回收流体装备的研发、推广,实现废弃能源的资源化,助力国家和区域节能减排目标的实现,为“双碳目标”的达成贡献企业力量。