1.技术人才，针对构件深化设计方面； 2.技能型人才，针对构件稳定性连接方面。

机械设计

成果与项目的背景及主要用途： 地热能是一种新型的清洁能源，其高效性、经济性和环境效益越来越受到各个国家的重视。中国由于受到地质条件的限制，地热流体温度普遍处于 150℃以下。尝试利用这部分中低温地热能用于发电，既有助于解决发电紧张的问题，又能减少二氧化碳排放造成的环境污染。天津地区拥有 10 个地热田，覆盖面积达到 8700 平方公里，地热资源的应用，给天津带来了巨大的经济效益和环境效益。该套装置产生中低温发电的效率约为 6%。 技术原理与工艺流程简介： 可以进行总成设计，以及蒸发器、冷凝器、循环工质（工质配比）等。具有不同的设计理念，通过设置系统参数、增加部件等方式，提高发电效率。采用一种与 Kalina 循环耦合的中低温地热能发电装置。Kalina 地热发电循环是在 ORC 基础上将“纯”循环介质变成氨水混合物，从而实现变温蒸发，混合物的沸点与热源温度能够较好地匹配，减少熵的增加。在装置结构上：由高温回热器、发生器、分离器、汽轮机低温回热器以及冷凝器依次串接、第一节流阀并联接于高、低温回热器之间，构成 Kalina 地热发电系统；由第二冷凝器、溶剂泵、蒸发器、节流阀以及吸收器依次串接构成吸收增温系统；通过节流阀接于分离器、吸收器于高温回热器，使吸收增温系统与吸收式地热发电系统组合成为本发明。本装置可产生 100℃左右的吸收温度，同时将地热废水的排放温度降至 60℃左右，达到用低品位的地热能提高机组发电效率的目的。工质种类及状态参数也均与Kalina 系统相吻合。 技术水平及专利与获奖情况： “中低焓地热工程建设技术”，获 2003 年度国家科技进步二等奖。 专利：带有吸收增温系统的中低温地热发电机组（CN201010261139） 应用前景分析及效益预测： 我国地热资源储量约为 4.4×1027kJ，蕴含发电能力可达 6740MW。我国 2/3的面积年日照时间在 2300 小时以上，每平方米太阳能年辐射总量 3340-8400MJ，蕴含发电能力约 1400 万亿 kwh/a。地热资源丰富，应用前景十分广阔。目前，地热井发电投资费用为 10000 元/千瓦。 应用领域：地热水、地表水的余热发电 合作方式及条件：技术支持 成果的背景及主要用途： 我国能源形势严峻的根本原因在于用能效率低下，我国每吨标准煤的产出效率仅相当于日本的 10.3%、美国的 28.6%。我国工业用能中近 60-65%的能源转化为余热资源，其中温度低于 350℃以下的低温余热约占余热总量的 60%，提高用能效率的有效方式之一，便是对这部分余热资源进行有效的回收利用。本项技术 是采用有机工质朗肯循环推动膨胀动力机的低温余热发电的技术系统，适用于冶金、建材、化工等有大量低温余热的产业领域，还可以作为可再生能源的发电系统，推广到可再生能源产业领域。 技术原理与工艺流程简介： 本系统的创新点在于将低沸点有机工质用于热力循环中的热交换过程，有效实现低温余热换热；还在于利用膨胀动力机将有机工质产生的高压蒸汽转化为发电机驱动力，从而实现低温余热资源发电，膨胀动力机还可以拖动风机，水泵等设备。本系统突破了现有低温循环发电系统对于余热温度的最低要求，可用温度最低降至 80℃（低于 80℃系统经济性会降低），实现了低温余热资源的最大化利用。本系统主要包括蒸发器、冷凝器、工质泵、有机工质余热锅炉、膨胀动力机和发电机等设备。在核心设备的选用方面，膨胀动力机可选择螺杆膨胀机、涡轮机等设备。其中，螺杆膨胀机投资少、运行费用低、寿命长、安全可靠、易于维修，并且具有操作简单、不暖机、不盘车、不发生喘振、对介质品质要求不高、可无人值守全自动工作的特点，尤其适宜结合低沸点有机工质应用于低于 350 ℃的低温、低压余热回收利用；而采用涡轮机占地小，效率高，造价低，特别适用于余热量较大的场合，常被国外同类系统所选用。低温有机工质可选择 R123、R245fa、R152a、氯乙烷、丙烷、正丁烷、异丁烷等工作介质，对于不同类型、不同温度的热源应当选取不同的工质，并且工质的优选也会影响到系统的运行效率。 技术水平及专利与获奖情况：该成果总体上达到国际先进水平。 应用前景分析及效益预测： 目前余热利用技术受到各方面重视，我国余热资源多，用户需求量大，应用前景广阔。采用低沸点有机工质作为热力循环的工质与低温余热换热，通过产生高压蒸汽推动螺杆膨胀机、汽轮机或其他膨胀动力机带动发电机发电，把大量废弃的余热转变为电力，节约了企业的电能消耗，提高了能源利用率，收到可观经济效益与环境效益。 应用领域： 本项技术特别适用于冶金、建材、化工等具有大量低温余热的产业领域，还可以作为可再生能源的发电系统，应用于再生能源产业领域。 合作方式及条件：面议

项目针对汽轮机叶片数字化制造过程的关键技术进行了研究开发，锻造技术专家知识集成到设计系统中，实现了设计过程的智能化自动化；通过对各种叶片，各种工艺要求的截面余量加放，实现了自动判断修型位置、型线特征，自动偏置曲线或重新构造，自动光顺及形成截面型线；通过自动拉锻件飞边，构造锻模仓部和桥部，实现了由叶片锻件实体自动驱动生成叶片锻造模具实体及切边模具实体，同时也实现了模具工程图的自动生成；将基于零件模板的参数化设计方法应用到叶片夹具零件的设计过程中，实现了知识和经验有效继承；利用二次开发应用程序可修改相应的参数，并能方便的实现叶片夹具三维模型的快速生成和工程图的快速生成功能；基于专家系统技术来对叶片夹具程序进行了设计，实现了叶片制造过程的工装夹具设计标准化、模块化、系列化；开发了快速自动化设计软件，缩短了叶片工艺工装的设计制造周期、提高了设计效率和设计正确率，实现了设计规范化、标准化。 

项目针对汽轮机叶片数字化制造过程的关键技术进行了研究开发，锻造技术专家知识集成到设计系统中，实现了设计过程的智能化自动化；通过对各种叶片，各种工艺要求的截面余量加放，实现了自动判断修型位置、型线特征，自动偏置曲线或重新构造，自动光顺及形成截面型线；通过自动拉锻件飞边，构造锻模仓部和桥部，实现了由叶片锻件实体自动驱动生成叶片锻造模具实体及切边模具实体，同时也实现了模具工程图的自动生成；将基于零件模板的参数化设计方法应用到叶片夹具零件的设计过程中，实现了知识和经验有效继承；利用二次开发应用程序可修改相应的参数，并能方便的实现叶片夹具三维模型的快速生成和工程图的快速生成功能；基于专家系统技术来对叶片夹具程序进行了设计，实现了叶片制造过程的工装夹具设计标准化、模块化、系列化；开发了快速自动化设计软件，缩短了叶片工艺工装的设计制造周期、提高了设计效率和设计正确率，实现了设计规范化、标准化。 

海辰环保一体化生活污水处理设备，不同小区对出水的要求差异较大。应根据我国《地面环境质量标准》(GB3838-88)和《污水综合排放标准》(GB8978-96)的有关规定和当地环保部门的要求确定处理程度，以确保出水水质。如果出水采用土地处理法处理，则按土地处理法的要求计算; 根据小区生活污水处理的原则，应选择处理效果稳定、产泥少、节能的处理方法。小区系统中的各类建筑物一般均建有化粪池，所以，化粪池应与污水处理方法相结合。 小区生活污水处理常用的几种处理工艺: 1、污水→格栅→调节池→提升泵→曝气池→沉淀池→出水 ↑←污泥回流↓ 2、污水→格栅→调节池→提升泵→接触氧化池→沉淀池→出水 3、污水→格栅→调节池→提升泵→混凝沉淀→过滤→出水(物化方法) 加药 4、污水→格栅→调节池→提升泵→SBR池或CASS→出水 加药 5、污水→格栅→调节池→提升泵→接触氧化池→混凝过滤→出水 回用工艺流程: 生物处理出水再经混凝过滤和消毒 在流程开始时一般要考虑设置均化池，这是因为小区在水质和水量上的变化都比城市污水处理厂大。均化池一般设在格栅以后。物化和生化处理是去除污染物的核心部分。

传统的邮件处理过程是：称重——查单价——计算邮资——手工开单。为从根本上解决手工操作效率低、易出错的问题，研制了该产品，并通过了海南省技厅组织的产品鉴定。    电脑邮件处理机集称重、根据邮件类型和到达地区查询单价、计算资费、打印收据为一体。工作人员只需将邮件放于称重盘上并操作仪器面板上的按键选择邮件类型及达到地点，即可自动完成邮件的收寄工作。该产品适用于各类城市及农村的邮局营业网点，根据用户需要可以增加联网功能。 单机成本约1200元（不含打印机），预计售价3000元。

水处理化学品在水污染控制和节水方面发挥着无法替代的作用，尤其对于钢铁、石 化、冶金，火电等高耗水行业来说，高效、功能化、无二次污染的水处理剂，例如混凝 剂和缓蚀阻垢剂等，成为国内外研究与应用的主流。一方面污染严重的水资源给工业给 水的预处理用混凝剂提出更高的要求，而我国目前的混凝剂聚合氯化铝、聚合硫酸铁， 产品结构单一，污染物去除效果较差。另一方面工业循环冷却水常用的缓蚀阻垢剂存在 含磷量高，生物难降解，易引起水体富营养化等环境危害问题。针对我国水处理化学品 普遍存在的这些问题，本课题组通过多年的深入研究和探索，形成了水的预处理－深度 处理和缓蚀阻垢功能化处理所用的一体化和系列化水处理剂。 技术创新点： （1）针对目前使用的聚合氯化铝、聚合硫酸铁混凝效果较差的缺陷，发明了“混凝 剂多态聚合氯化铝铁及其制备方法”及“混凝剂固体聚硅硫酸铁的一步法生产方法”两 项专利技术。该生产技术与传统的聚合氯化铝生产技术相比，加入了硅酸钠及超细二氧 化硅微粉，利用超细颗粒物和介孔吸附剂等强化混凝的方法来加强处理，与上述传统处 理药剂相比，其絮体矾花大，沉降速度快；这一新技术特别适合难处理原水的混凝，例 如长江下游的低温低浊度水处理等，其性能超过美国专利 7201856 报道的性能，比常规 聚合氯化铝投加量降低 15％以上；而聚硅硫酸铁与传统聚合硫酸铁生产技术相比，以硅 酸钠的水解中间产物为桥联作用的混凝剂，提高了聚合硫酸铁的混凝性能，在常温条件 下氧化/聚合一步反应生产工艺，生产固体聚硅硫酸铁，与加热分步反应工艺相比，能 节约成本 20%以上。提出了氧气替代氯气准备氯化铁和聚氯化铁的新工艺，并产业化。 （2）针对工业水处理缓释阻垢剂存在含磷高，生物难降解的问题，发明了新型无磷、 生物可降解的水处理缓蚀阻垢剂聚天冬氨酸、聚环氧琥珀酸（聚环氧丁二酸）和胺基聚 环氧琥珀酸（胺基聚环氧丁二酸）的等三项专利生产技术。并对专利生产技术进行了转 让，率先在国内实现了工业化生产，制备工艺超过美国专利，其产品性能优越优于国外 同类技术指标。 （3）针对绿色缓蚀阻垢剂聚天冬氨酸、聚环氧琥珀酸还没有获得实际应用的现状， 研究并发明了“一种用于循环冷却水处理的绿色环保型复合缓蚀阻垢剂”及“一种用于 处理循环冷却水的低磷环保型复合缓蚀阻垢剂及使用方法”等两项专利应用技术，对专 利技术实施产业化。其无磷生物可降解的特性，给循环冷却水行业带来了巨大的环境效 应和社会效应。 

铁水预处理技术从上个世纪六、七十年代发展起来到现在已经广泛地应用于提高铁水质量，发展铁水应用范围的新的工艺。其技术也在不断的发展和完善，目前世界范围内的铁水预处理技术不下二、三十种。北京科技大学郭汉杰教授的研究室经过多年研究，已开发成熟世界上最先进的两种铁水预处理脱硫工艺方法，即 （1）机械搅拌法，即在日本广泛流传的KR法，已经过改进，进入一个新的阶段； （2）喷吹法，铁水罐顶喷纯化镁脱硫，形成了具有自主知识产权的技术工艺。 喷吹法采用具有较高精度的脱硫剂喷吹量的控制模型（可选择的和可即时调控的），提高了镁的利用率，降低喷粉生产成本，同时达到目标硫数值。设备采用高技术喷射器系统；带气化室的喷枪；PLC全程程控和计算机操作等。 搅拌法我们也根据其自身的弱点开展了多年的攻关，解决了搅拌头的寿命和铁水温降大的问题。同时搅拌法在使用中还开发了以CaO为主要原料作为脱硫剂，达到了最佳的脱硫指标，同时研究了石灰的活性度和颗粒度的最佳要求。从目前已经投产处理效果看，使用这种廉价且效果良好的脱硫剂，搅拌法亦可以很容易地实现深脱硫的效果。 关于两种方法的特点： 喷吹冶金在冶炼生产过程的应用非常广泛，采用喷吹的办法将脱硫剂加入到铁水中进行脱硫，显然是可行的，而且也很容易为人们所接受。然而由于喷吹法不能获得很好的动力学条件，因此，要想获得好的脱硫效果，就必须选用好的脱硫剂。否则无法实现深脱硫，而且脱硫效率低，效果不稳定。北京科技大学经过多年的研究已经很好地解决了这个问题。为了解决好动力学条件的问题，侧重开发使用更具脱硫效率的脱硫剂，经过多次实验研究，我们选择在线单吹或混合镁粉复合喷吹法，况且重点研究了镁粒的粒度、铁水温度和铁水液面高度对脱硫动力学的影响，已在国内外核心刊物发表论文5篇，在企业取得了很好的效果。搅拌法在脱硫过程中的动力学条件得到了根本性的改善，而且还可以用CaO完全替代CaC2取得非常好的脱硫效果，从而省去了使用碳化钙的危险性。传统的搅拌法的缺点是搅拌头的寿命低，铁水温降大，这两个问题，都已得到很好的解决，特别是铁水温降问题，通过对脱硫机理和脱硫剂的改进，我们可以把温降控制在15度范围内，这一指标很可能是世界先进水平。两种工艺方法都有各自的优点，企业可以根据自身的条件选择。目前我们在两种方法都有很好的业绩，与北京冶金设备研究院合作，有20余套设备在国内企业运行或在建。

铁水预处理技术从上个世纪六、七十年代发展起来到现在已经广泛地应用于提高铁水质量，发展铁水应用范围的新的工艺。其技术也在不断的发展和完善，目前世界范围内的铁水预处理技术不下二、三十种。北京科技大学郭汉杰教授的研究室经过多年研究，已开发成熟世界上最先进的两种铁水预处理脱硫工艺方法，即（1）机械搅拌法，即在日本广泛流传的 KR 法，已经过改进，进入一个新的阶段；（2）喷吹法，铁水罐顶喷纯化镁脱硫，形成了具有自主知识产权的技术工艺。喷吹法采用具有较高精度的脱硫剂喷吹量的控制模型（可选择的和可即时调控的），提高了镁的利用率，降低喷粉生产成本，同时达到目标硫数值。设备采用高技术喷射器系统；带气化室的喷枪；PLC 全程程控和计算机操作等。搅拌法我们也根据其自身的弱点开展了多年的攻关，解决了搅拌头的寿命和铁水温降大的问题。同时搅拌法在使用中还开发了以 CaO 为主要原料作为脱硫剂，达到了最佳的脱硫指标，同时研究了石灰的活性度和颗粒度的最佳要求。从目前已经投产处理效果看，使用这种廉价且效果良好的脱硫剂，搅拌法亦可以很容易地实现深脱硫的效果。关于两种方法的特点：喷吹冶金在冶炼生产过程的应用非常广泛，采用喷吹的办法将脱硫剂加入到铁水中进行脱硫，显然是可行的，而且也很容易为人们所接受。然而由于喷吹法不能获得很好的动力学条件，因此，要想获得好的脱硫效果，就必须选用好的脱硫剂。否则无法实现深脱硫，而且脱硫效率低，效果不稳定。北京科技大学经过多年的研究已经很好地解决了这个问题。为了解决好动力学条件的问题，侧重开发使用更具脱硫效率的脱硫剂，经过多次实验研究，我们选择在线单吹或混合镁粉复合喷吹法，况且重点研究了镁粒的粒度、铁水温度和铁水液面高度对脱硫动力学的影响，已在国内外核心刊物发表论文 5 篇，在企业取得了很好的效果。搅拌法在脱硫过程中的动力学条件得到了根本性的改善，而且还可以用 CaO 完全替代 CaC2取得非常好的脱硫效果，从而省去了使用碳化钙的危险性。传统的搅拌法的缺点是搅拌头的寿命低，铁水温降大，这两个问题，都已得到很好的解决，特别是铁水温降问题，通过对脱硫机理和脱硫剂的改进，我们可以把温降控制在 15 度范围内，这一指标很可能是世界先进水平。两种工艺方法都有各自的优点，企业可以根据自身的条件选择。目前我们在两种方法都有很好的业绩，与北京冶金设备研究院合作，有 20 余套设备在国内企业运行或在建。