第四十一期技术成果汇编（河南省科技成果转移转化服务平台）

281号技术成果

成果名称：信号传输与过程强化用压力波发生器技术

项目编号：A-0-022192-0

技术领域：高端装备制造

研究背景：钻井过程中，各种井下参数是由随钻测量、测井系统完成的。随钻测量、测井系统由井下控制器、各种井下参数测量仪器、随钻测量信息传输系统和地面信息接收、处理、显示系统组成。目前，随钻测量的信息传输方法主要有四种，其中以钻井液脉冲法应用最为广泛、可靠，而连续波信息传输系统是钻井液脉冲法中传输速度最快的一种。能源是经济发展的基础，随着近年来中国经济的不断发展，能源消耗也在大幅度增加。我国是以煤炭资源为主的能源消耗大国，但是能源消费结构中存在结构不平衡，环境污染严重和能源利用率低等问题。能源发展出现问题，将直接影响到经济社会和环境的可持续发展，所以提高能源利用率是迫切需要的。在能源化工过程中，传热和传质过程广泛存在，而流体中压力波动可能强化强化传热、传质效果，以提高能源利用率。

成果详情：本项目中压力波发生器可以分为两类。一类是用于随钻测量中的信号产生的钻井测量用压力波发生器。压力波发生器安装在随钻测量系统钻柱内部，压力波发生器需结构紧凑，且易于安装；由于以压力波作为信号载体，故需要产生压力波信号的强度足够，以便信号的分析处理。该压力波发生器应用于随钻测量，信息传输速率最高可达 20bps，可以显著提高井下数据传输速率，以满足随钻测量的参数越来越多的需求。另一类是用于过程工业中强化传热传质的过程强化用压力波发生器。与测量用压力波发生器不同在于，这种压力发生器空间不受限制，电机以及供电系统均由外部提供。过程强化用压力波发生器产生压力波主要是改变流体流动状态，进而影响传热传质过程。压力波的幅值与频率可以依据实际系统确定，可以避免管路发生共振以及压力波波形紊乱，提供单一正弦，脉冲等多种压力波波形；压力波频率调节可以通过改变阀片个数，电机频率等实现；幅值调节可以通过改变定转子阀片间距实现。

市场及效益分析：该压力波发生器结构简单，投资低，适用于需要强化传热传质的管道、反应器等多种应用场合。

282号技术成果

成果名称：跨临界 CO2 喷射制冷空调与热泵技术

项目编号：A-0-022191-0

技术领域：高端装备制造

成果详情：传统的制冷剂氯氟碳化物类(CFCs)、氢氯氟碳化物类(HCFCs)及氢氟碳化物类(HFCs)，对大气臭氧层有着破坏作用，制冷界越来越重视和提倡使用自然工质，从根本上解决制冷剂泄漏及排放而造成的环境问题。CO2 具无毒性、不燃烧和低成本等多种优点，是一种理想的制冷工质。然而，由于 CO2 临界温度较低，与环境温度接近，使得跨临界 CO2 制冷系统成为一个跨临界循环，引起节流损失和压缩功耗，能效偏低。在蒸汽压缩制冷循环中引入引射器（或喷射器）取代主节流装置而成的蒸汽压缩/引射循环，利用引射器回收膨胀过程中的有用能，并在低压侧压力（蒸发器压力）和高压侧压力（气体冷却器压力）之间形成了一个中间压力（气液分离器压力），从而降低了压缩机的功耗，降低了膨胀过程中的节流损失，并且增大了蒸发器进出口焓差达到提高系统制冷量的效果。该引射制冷系统的 COP 相比常规压缩蒸汽系统可提高 7%-22.0%。引射器是系统回收有用功和提升压比的重要部件，相比压缩机和泵等机械增压设备，引射器不消耗机械能，而且构造简单，方便与其他设备进行连接，使得在各个领域都得到广泛应用，如冷凝抽真空的蒸汽引射器，流体输送领域中的气固喷射器。本课题组长期致力于 CO2 两相流引射器的研发工作，开发了多种可 43 调、可控结构引射器，能够满足不同操作工况下的需求。

市场及效益分析：本项目在能源动力、石油化工、制冷空调等工业领域有着广阔的应用前景。本课题组在跨临界 CO2 制冷技术及引射器设计有着长期研究，已经积累了相对丰富的理论与实践经验，能够完成设计与开发工作。

283号技术成果

成果名称：高温含尘焦油气体梯级净化

项目编号：A-0-022188-0

技术领域：高端装备制造

成果详情：技术创新性和领先性：采用半焦作为颗粒床过滤滤料，提出了散装和分层填料的颗粒床过滤方案，优化设计了原有的颗粒床过滤方案；提出针对不同工况与不同要求下的多级除尘工艺方案，可满足不同温度场合和除尘粒径的需求；该技术已通过小试试验验证，处于国内同行业领先水平。

市场及效益分析：在目前大规模机采煤矿的采煤率下，粉煤的占比达到 70%以上，利用粉煤作为原料热解已经成为煤炭加工的一种重要途径，但是粉煤热解过程中含尘干馏气的除尘问题严重影响焦油的品质，而煤焦油是经济附加值最高的热解产物，如能成功解决该问题，则能带来巨大的经济效益。

技术成熟度：该技术已经建立高温小试实验台，并开展了常温、高温以及含油工况的实验研究，功能和性能指标满足要求，工程应用可行性和实用性得到验证，典型模拟环境能体现使用环境要求，具备进一步扩大规模的理论基础和实践经验。

合作条件：对该技术有迫切需求，有一定的行业背景。

284号技术成果

成果名称：低温（-160℃）进气 BOG 压缩机开发

项目编号：A-0-022187-0

技术领域：高端装备制造

成果详情：为国内首台自主研发的卧式对称平衡型，直接低温进气的液化天然气蒸发气（BOG）压缩机。其惯性力平衡好，振动小，比迷宫密封效率高。使用高镍球墨铸铁保证气缸等主体部件的低温运行性能，因此其进气温度最低可达-160℃，同时可以直接低温启动。气缸内部采用 CPI184 无油润滑，运行寿命可达 16000 小时且相较于迷宫密封泄漏较少。低温气缸与机身之间采用中体隔热腔，不需要加防冻液，仍能防止冷量传递至机身十字头。采用部分行程压开进气阀进行流量调节以满足气体部分蒸发负荷。开发的样机通过中国机械工业联合会产品鉴定，中国石化科学技术成果鉴定，技术指标达到国际同类产品先进水平。

市场及效益分析：目前 BOG 压缩机生产厂家较少，导致投标价格昂贵，高达 2500 万元，有时还会因为某些原因，导致出现独家招标。而且进口产品供货周期长，服务响应慢。若采用国产产品，压缩机价格可以降低一半。按照每个接收站 BOG 压缩机一开一备计算，每个接收站至少将为国家节省近 2000 万元以上，同时也可以有效节约维护运行费用。

技术成熟度：已经实现产业化，通过中石化工业应用鉴定。

合作条件：提供设计方法，合作开发。

285号技术成果

成果名称：摆动转子油气混输泵开发

项目编号：A-0-022186-0

技术领域：高端装备制造

成果详情：高扬程、高含气率、高粘度的情况下，容积式多相混输泵比旋转动力式多相混输泵具有更好工况适应性与可靠性，双螺杆多相混输泵在陆上与海底油气混输系统中使用最为广泛，但其加工与制造成本高；油气中的沙粒会损伤螺杆转子的轮廓，造成密封失效，效率下降。摆动转子混输泵能够强制进入吸入腔的气液介质，故能输送任意含气率的油气混合物，且具有结构简单、制造成本低，适合高扬程、抗沙耐磨损能力强、运行平稳可靠等优点，使其在多相混输领域有广阔的应用与市场前景。

市场及效益分析：混合集输不需要分别设立油气管线，缩短建设周期，易于维护管理，同时应用油气混输泵集输，可以降低井口回压，增加油气产量，其经济效益非常可观。在现代的油气集输工艺中，采用多相混输技术无疑是一种高效、经济、环保的先进方案。一套混输系统要比传统的集输工艺节省 400 万元的基建投资。

技术成熟度：完成摆动转子混输泵的热力学，动力学模型研究，获得油气混输泵不同结构形式力学特性及压缩方式的摆动转子混输泵在介质力、阻力矩、变含气率工况适应性等几方面的特性。完成了泵体的安全可靠性校核，获得主轴变形与泵腔径向间隙的关系；确定了不同设计工况下气缸最佳布置方式。

合作条件：双方共同研发样机。

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