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高校科技成果汇编(二)
光机电
武汉大学
1、智能配电网户外智能开关的线路自动化终端 FTU
成果简介:
户外柱上开关自动化终端(FTU)是专门针对配电网中各种类型柱上开关应用而设计的
馈线自动化终端(FTU)。可扩展的体系架构、完备的功能、强大的通信能力、安全可靠的性
能、灵活便捷的安装结构是实现智能配电网的技术保障。
1μ s 的网络同步时钟精度实现柱上开关之间的同步测量和不停电转供电的控制操作提
供光纤以太环网、GPRS/3G 路由器、电缆屏蔽层载波、专线调制解调器、智能无线通信网
络等通信模式。
运行人员司以通过遥控器进行就地的遥控操作。维护工程师可以通过手持终端对 FTU
进行配置。智能交流、直流电源实现双路供电、太阳能供电和蓄电池的自动活化、远方监测
和寿命监测。-40℃~+80℃户内外安装,高电压、强磁场运行环境,免维护和安全可靠的性
能,MTBF 不小于 50000 小时。
结构简单,安装方便,按需定做航空插头,现场安装只需对接航空插头即可,适应现场
挂杆、挂塔、挂壁等不同类型的安装方式。桶型外壳,采用 SMC 材料,流线型设计,一次
成型,可防水、防潮、隔热、防风、防腐、防锈等功能。
技术合作方式:
合作开发、委托开发
2、火电厂最佳燃烧节煤发电控制系统
项目简介:
该系统采用智能传感技术、计算机实时监测技术、图像处理技术、光谱分析技术、数据
融合、数据处理与数据挖掘技术、数学建模、工况分析、自动控制等技术等一系列技术,以
锅炉燃烧信息为基础,以进煤量、进风量、发电机出力、温度、压力等运行参数为控制变量,
智能化分析和记录最佳燃烧节煤运行状态,并形成在不同的煤质、不同负荷条件下的优化燃
烧控制方案,指导运行人员通过机炉电控制系统按优化燃烧控制方案给定的最佳燃烧节煤运
行状态对应的参数进行优化控制操作,使煤燃烧效率更高,排放可燃烧物更少。从而在同一
出力情况下,有效降低机组的煤耗;或者在相同的煤耗情况下,有效提高机组的出力。
应用范围:
应用于各类燃煤电厂。
主要技术指标、特点:
以一台 300MW 机组为例,将平均标准煤耗由目前的 333g/kWh 降低到 330~323g/kWh。
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(1)相对降低飞灰、灰渣的碳含量;
(2)相对减少氮氧化物 NOx 排放量;
(3)降低煤耗 3~10g/kWh。
市场分析及产业化前景:
全国年燃煤发电量达到二万亿千瓦时,按每千瓦时节约 3 克标准煤计算,一年节约 600
万吨标准煤,折合 42 亿人民币。
投资概算:
以一台 300MW 机组为例,一套系统投资 450 万元,两年内收回投资。
经济效益预测:
每降低 1g/kWh,若以年发电量为 15 亿 kWh 计算,每年可节约标准煤约 1500 吨,按¥700/
吨标准煤计算,合约¥105 万。实现降低 3~10g/kWh 标准煤耗的目标,则仅降低煤耗一项即
可每年可节约标准煤约 4500~15000 吨,每年节约成本¥315~1050 万元;国家发改委将对节
约 10000 吨及以上标准煤的单位给补贴,按每吨 250 元发放,可发放节能补贴:112.5 ~375
(万元/年)。
合作方式:
专利转让。
3、无弧插拔开关技术
项目简介:
根据电磁场原理,采用实时检测与控制技术,实现负荷与电源的无弧接通和断开。该技
术主要应用于煤矿、天然气、石油、化工、电力、航空、国防等领域的安全防燃、防爆配电
系统和各类安全防燃、防爆插座和安全防燃、防爆开关设备的制造厂家,也可以应用于大功
率负荷接通电源和退出电源的安全控制装置。可高安全性、高可靠性、高响应速度、高使用
寿命和高经济效益地替代现有的密封式安全防爆插座和安全防爆开关设备。
应用范围:
煤矿和其它易燃、易爆的矿井配电系统;天然气、石油和石化的加气、加油站及其储气、
储油站配电系统;天然气、石油、化工、冶金、机电、加工、建筑、航空和国防等易燃、易
爆环境的配电系统;造船及舰艇和潜艇舱内配电系统;工业燃气锅炉和民用厨房的电源插座
和开关;各类消防电气设备、安全防燃、防爆插座和开关设备制造厂以及电力开关设备制造
厂。
主要技术指标、特点:
1、 控制负荷无弧接通电源,不产生冲击过电流;
2、 控制负荷无弧断开电源,不产生冲击过电压;
3、 插头的无弧插拔可以手动或电动实现,开关的无弧操作可以手动或自动实现;
4、 无需外置控制电源;
5、 可以监测和控制开关和插座工作状态。
市场分析及产业化前景:
根据煤矿行业的市场预测,一个亿吨煤基地平均有 500 万以上矿井 20 对,按照每个矿
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井配备各类防爆开关约 500 台计算,一个亿吨煤基地就需要防爆开关近一万台。全国煤矿全
年各类防爆开关约需 15 万台,按平均单价 0.5 万元/台计算,约 7.5 亿元人民币。全国各行
业的年总需求量更大。
投资概算:
投资 1000 万元,三至五年收回投资。
经济效益预测:
该技术的应用可以获得以下经济效益和技术效果:
1、 避免负荷接入电源或退出电源时产生电弧引起燃烧或爆炸事故;
2、 避免开关触头和插头插座的电弧烧灼损坏,提高开关电器的工作可靠性和使用寿
命;
3、 避免投入电容性负荷设备产生过电流;
4、 避免切除电感性负荷设备产生过电压;
5、 便于开关和插座工作状态的监测和控制;
6、 便于与智能电网以及其它自动化设备接口。
合作方式:
技术转让。
4、谐波隔离装置
项目简介:
在现代工业和民用供电系统中,由于存在大量非线性负载,例如:电弧炉、感应炉、电
力机车、整流设备、变频设备、日光灯、气体放电灯以及其它含有大功率半导体器件或电弧、
铁磁设备等非线性负荷,在电网中就会产生相应的非线性电流;而非线性电流在电网阻抗上
产生压降,使供电电压波形发生畸变,变为非正弦波。谐波对电网和电气设备将产生不良影
响,甚至干扰控制系统、保护系统、通信系统和计量系统,导致生产不能正常进行,产品质
量和产量以及经济效益下降。针对现有的无源滤波装置和有源滤波装置的谐波治理原理是并
联接入的集中处理机制,局部的谐波源会污染谐波源接入的整个电网,殃及接入该电网无谐
波源的用户。而且,在许多场合下,虽然采用了滤波措施,但监测点的谐波含量仍然超标。
本谐波隔离技术采用谐波阻尼原理,将滤波效果不好、具有丰富谐波含量的谐波源进行有效
隔离,使经谐波隔离后的供电电压质量符合国家电压质量标准的要求,而且,可以对大功率
谐波源分散隔离,有效地避免大功率谐波源负荷对非谐波源负荷或用户的污染。
应用范围:
广泛用于电气化铁路牵引变电站谐波隔离;调度系统、控制系统、信号系统、保护系统、
通信系统和计量系统与谐波污染严重的供电系统的谐波隔离;冶金、石油、化工、建材、机
电、加工、制造、电力、矿产、国防等行业各类电炉谐波、大功率整流、变频、逆变等负荷
的谐波隔离以及其它大功率非线性负荷的谐波隔离;具有改善电能质量、提高能源利用效率、
降损节能的技术效果和经济效益。
主要技术指标、特点:
与现有的滤波装置相比,本谐波隔离装置具有下列优点:
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1、结构简单、安全性好、损耗小、节能效果明显,适用于谐波源就地隔离,减少谐波
源谐波污染的范围。
2、对广谱谐波(谐波次数很多)的谐波隔离更效果有优势。
3、对系统参数的影响小,而且谐波隔离与无功补偿相对独立、可控性好,既可有效隔
离谐波,又可有效提高功率因数。
4、可对多谐波源进行谐波隔离,并提供电压净化供电区。
5、既可以有效隔离谐波,又可以提高功率因数,用于供用电系统的电能质量的改善与
节能,具有结构简单、经济实用的特点。
市场分析及产业化前景:
从无功补偿的角度推算,我国每年新增的无功补偿有 70000Mvar 左右,新增市场容量
约为 500 亿元人民币,保守估算,谐波隔离装置占有其中 10%的市场份额。那么每年因无
功补偿的需要,谐波隔离装置市场新增容量约为 50 亿元人民币,再加上专项谐波治理的需
求,每年谐波隔离装置的市场总量大概在 70-80 亿元人民币,估计到 2010 年,谐波隔离装
置的市场年需求将达到 100 亿元左右。
投资概算:
3000 万元,3-5 年内收回投资。
经济效益预测:
1、 减少谐波使公用电网中的元件产生附加谐波损耗;
2、 提高发电、输电、用电设备和并联电容器无功补偿装置的使用效率和使用寿命;
3、 减少谐波对各种电气设备正常工作的不良影响,如使电动机引起附加发热、产生机
械震动、噪声和过电压,使变压器局部严重过热、绝缘老化、寿命缩短以致损坏等;
4、 避免谐波引起电网局部的并联谐振和串联谐振导致电网严重事故;
5、 减少谐波对邻近的通信系统产生干扰,提高通信质量;
6、 避免谐波引起的继电保护和自动装置误动作、电气测量仪表不准确等现象,提高工
业生产和电网运行的安全性和经济性。
合作方式:
面谈。
5、一维纳米材料制备技术及其在环保、能源和医学等方面的应用
项目简介:
本项目提出的一维纳米材料主要包括:碳纳米管、碳纳米纤维、ZnO 纳米针、CuO 纳
米针、Fe2O3 纳米针。我们利用火焰法制备出了具有特殊结构的碳纳米管和碳纳米纤维(已
获国家发明专利),以及氮掺杂碳纳米管。与利用 CVD 等常规方法制备的相应材料相比,
研究发现它们具有很好的化学吸附特性、电化学性能和特殊荧光相应,在燃料电池、超级电
容器电极材料和医学标记材料等方面具有广阔的应用前景。我们利用独特的热氧化法,在金
属基板上合成了直立的 ZnO、CuO 和 Fe2O3 纳米针材料。研究发现它们具有很好的场发射
效应,如果将其用与敏化太阳能电池,具有较高的转换效率。
应用范围:
5
碳纳米材料的化学吸附特性可用于环保领域,电化学性质可用于制备燃料电池,超级电
容器阳极材料、荧光特性可用于医学标记材料,纳米针材料可用于场发射器件和敏化太阳能
电池的复合材料。
主要技术指标、特点:
利用本技术生产的产品技术指标优于现在已经使用的同类产品。
市场分析及产业化前景:
能解决的关键问题:1)碳纳米材料能提高燃料电池和超级电容器的能量储存,和用于
医学中做特殊病灶标记材料;2)纳米针材料能提高敏化太阳能电池的转换效率。
投资概算:
50-100 万
合作方式:
技术转让,合作开发
6、微弧氧化技术的开发与应用
项目简介:
微弧氧化(Micro-arc Oxidation-MAO)技术与电镀、热喷涂、自蔓延高温合成等方法相比,
不从外部引入陶瓷物料,直接把基体金属氧化烧结成氧化物陶瓷层,克服了陶瓷膜层致密性
差和结合力不强等缺点。微弧氧化由于采用了局部阳极放电等离子体增强技术,因而极大地
提高了膜层的综合性能。微弧氧化膜具有很高的耐磨性、耐热性和耐蚀性,摩擦因数小,导
热性低,与基底材料的热膨胀系数差别小。微弧氧化形成的氧化膜结合强度高。目前最高可
达到 350MPa 以上,而通常的热喷涂层结合强度最高只有 70Mpa。微弧氧化膜可以达到极高
的硬度,并且硬度可以在很宽的范围内进行调整,其范围一般为 1200~3500HV。
应用范围:
按照膜层的功能不同,微弧氧化技术的应用领域可以概括为:腐蚀防护膜层(化学设备、
建筑、泵部件);耐磨膜层(纺织机械、发动机部件、管道);电防护膜层(电子、化工设备、
能源工业);装饰膜层(仪器仪表、土木工程);光学膜层(精密仪器);功能性膜层(催化、医疗
设备、医用材料)这些功能性膜层在目前的研究文献中均有涉及到。
主要技术指标、特点:
开发出微弧电泳成套技术与装备,一次性处理面积最大达 6m2,微弧氧化处理电耗降低
50%;
市场分析及产业化前景:
以该项目与社会资方组建微弧氧化科技发展有限公司,投资 500 万,年产微弧氧化生产
线 30 条。
投资概算:
500 万。
经济效益预测:
三年内产值合计过千万,利税合计 4 百万。
合作方式:
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