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2019年度重庆市科技进步奖提名项目 公示内容

2019-08-15 10:30:41 无锡昌华 阅读

一、项目名称: 

车用天然气高压气瓶安全保障关键技术研究与应用

提名单位意见

近年来,天然气汽车快速增长,其服役安全直接关系到经济社会发展和社会稳定,而气瓶作为天然气汽车承载易燃易爆介质的高压容器,其安全保障尤为重要。该项目针对天然气汽车安全运行的重大现实需求,从车用天然气高压气瓶安全保障关键技术入手,在高压气瓶研发、制造、检验和天然气汽车使用监管等方面取得创新性成果,形成了区域示范和全国推广应用,研究成果得到了同行专家的高度评价,成果总体达到国际先进水平,其中气瓶水压试验系统和气瓶内胆拉深制造工艺达到国内领先水平。

该成果获得发明专利13项、实用新型专利8项,软件著作权3项,发表高水平论文11篇;主持和参与制定国家安全技术规范1项、国家标准2项和地方标准1项。并建成了国内唯一的国家压缩天然气瓶检中心,大力促进了我国气瓶我国气瓶制造业和天然气汽车产业发展,提升检验机构技术进步和能力。具有显著的社会效益和经济效益,理论创新性强、技术先进、应用成熟,为确保人民生命财产安全、社会稳定提供了技术支撑和安全保障,促进了经济社会安全发展。

经认真审阅,相关材料真实有效,对照重庆市科技进步奖授奖条件,提名该项目申报2019年重庆市科技进步二等奖。

、项目简介

党的十九大报告要求持续实施大气污染防治行动,打赢蓝天保卫战,并鼓励使用清洁能源汽车。天然气汽车作为清洁能源汽车的重点发展方向,是实现高碳-低碳-无碳经济的重要支撑,是实施绿色低碳发展战略行之有效的举措。近年来,天然气汽车快速增长,其服役安全直接关系到经济社会发展和社会稳定,而气瓶作为天然气汽车承载易燃易爆介质的高压容器,其安全保障尤为重要。为此,必须在气瓶的制造、使用、检验、监管等环节的安全保障上予以创新,以满足天然气汽车安全运行的重大现实需求。

该成果在国家质量监督检验检疫总局、重庆市科技攻关等项目资助下,历经10多年的持续攻关,实现了气瓶检验检测、制造、使用、监管等方面的理论方法及应用创新,取得了系列突破性成果,形成了区域示范和全国推广应用,为确保人民群众生命财产安全和社会稳定提供了技术保障,有效促进了经济社会安全发展。

主要创新成果如下:

1)构建了基于多因素调控的高压试验方法,发明了高参数气瓶液压试验智能检验系统,实现了六自由度气瓶外测法水压试验和多通道并轨高频高压疲劳试验的智能检测。

2)发明了基于复杂场耦合作用的多道次拉深金属内胆制造技术,解决了宽幅板材大拉深冷成型难题,实现了高可靠性金属内胆纤维缠绕气瓶轻量化。

3)综合利用云计算、大数据、RFID等技术,构建了车用天然气高压气瓶充装、检验、监管等全过程安全保障体系,研发了车用天然气高压气瓶综合管理系统。

4)研发了气瓶与车辆结构安全性匹配、车用天然气泄漏检测与报警等技术,支撑了新型天然气汽车开发。

本成果获得发明专利13项、实用新型专利8项,软件著作权3项,发表高水平论文11篇;主持和参与制定国家安全技术规范1项、国家标准2项和地方标准1项。依托该成果,创立了国内唯一的国家压缩天然气气瓶质量监督检验中心,获得国家核准的气瓶型式试验资质(填补了中西部地区的空白)。近三年,已累计定检气瓶17余万只,面向全国承担了气瓶型式试验任务,采用新工艺制造新型气瓶2万余只并出口欧洲、美洲、东南亚等地区,支撑制造新型天然气汽车2万余辆并已覆盖全国300余个城市,为我国车用天然气高压气瓶提供技术支撑与安全保障,促进了我国气瓶制造业和天然气汽车产业发展,为实现节能减排和打好蓝天保卫战创造了良好条件,社会效益和经济效益显著。

四、客观评价:

1、成果鉴定意见

由重庆科技成果促进会组织,中国工程院院士杨士中为组长的成果评价组认为“成果总体达到国际先进水平,气瓶水压试验系统和气瓶内胆拉深制造工艺达到国内领先水平”

2、成果查新意见

项目研究成果在科学技术部西南信息中心查新结果“涉及本项目所述的技术特点,在国内未见相同报道”。

3、其他评价意见

1)项目建成国内唯一的国家压缩天然气气瓶质量监督检验中心,并于2014年获中国煤炭建设协会煤炭行业优秀工程设计奖一等奖

2)引入电子标签对车用气瓶进行动态监督管理,参与制定的国家安全技术规范《车用气瓶安装监察规程》(TSG R0009-2009并面向向全国实施。

3)研发水压系统,并主持制定的国家标准《气瓶外测法水压试验用标准瓶的标定方法》(GB/T 35015-2018)。

4)参与制定的国家标准《无损检测 基于光纤传感技术的设备健康监测方法》(GB/T 35015-2018),方法应用于气瓶安全状态监测中。

5)由国家质检总局组织的项目验收意见高精度水压试验装置被认为具有良好的推广价值

6)由国家质检总局组织的项目验收意见:干纱腐蚀方法创新了一种快速有效的测试纤维腐蚀性能的方法,便于大力推广。

7湖南省特种设备检验检测研究院评价:水压试验装置运行稳定,大大提升了检验效率

8河北百工实业有限公司评价:疲劳试验装置结构可靠、自动化精度高,为保证气瓶的安全奠定基础

9)重庆两江公共交通有限公司2001年起,天然气瓶均在重庆市特种设备检测研究院检验,至今未发生一起安全事故

10山东蒙凌压力容器有限公司评价:该纤维有更高的耐酸性、优异的工艺性能,并使得缠绕效率有一定提高

11)陕西重型汽车有限公司评价:金属内胆缠绕车用气瓶重量更轻,完全杜绝了底部泄漏风险,耐疲劳性高,性能更优

12重庆凯源CNG分公司评价:电子标签安全管理系统为有效保障车用天然气高压气瓶使用安全奠定了基础。

五、应用情况:

1、推广应用情况

本成果制定的国家安全技术规范《车用气瓶安全技术监察规程》已颁布实施,要求车用气瓶设计、制造、安装、使用、检验单位强制执行;国家标准《气瓶外测法水压试验用标准瓶的标定方法》和《无损检测——基于光纤传感技术的设备健康监测方法》已颁布实施;重庆市地方标准《汽车用压缩天然气钢质内衬环向缠绕气瓶定期检验与评定》被北京奥运会采用,为确保奥运期间天然气汽车安全运营提供了强力支撑。

2、经济效益和社会效益

1)社会效益

本项目为社会公益类项目,具有显著的社会效益,以特种设备安全和天然气汽车产业发展需求为牵引,产学研协同创新发展。10多年来,成果牵头单位面向全国承担了300余批次的车用天然气高压气瓶型式试验,在重庆市已定检车用天然气高压气瓶50余万只,发现存在严重缺陷并报废处理的气瓶2000余只,消除了危及区域公共安全的事故隐患;所研发的水压试验智能检测系统和疲劳试验智能检测系统已在国内外30余家气瓶制造单位推广应用,大力促进了我国车用天然气气瓶制造技术进步和能力提升;以自动化、智能化为载体的自动检验线已在全国检验机构推广应用,提升了我国高压气瓶检验检测技术和能力,有效杜绝了因气瓶缺陷而导致的天然气汽车安全事故,有力支撑了全国车用天然气汽车的安全运行,为维护社会稳定和促进经济社会发展提供了保障。

1 主要技术服务单位

图片1.png

2)经济效益

本项目近三年,采用新工艺制造新型气瓶2万余只并出口欧洲、美洲、东南亚等地区,制造新型天然气汽车2万余辆并已覆盖全国300余个城市,促进了我国气瓶制造业和天然气汽车产业发展,累计产生经济效益18亿元。

综上可见,该项目成果经济效显著,社会效益巨大,在保障国家和社会安全方面有积极作用。

六、主要知识产权和标准规范等目录:

序号

知识产权类别

知识产权具体名称

国家(地区)

授权号

授权日期

证书编号

权利人

发明人

1

实用新型专利

一种龙门小车式气瓶外测法水压试验气瓶物流输送装置

中国

ZL 201420688115。X

2015.05.06

4281606

重庆市特种设备检测研究院

王友红、陈杰、毛鲲、龙志强、丁大为

2

实用新型专利

一种新型水套密封装置

中国

ZL 201520397079.6

2015.11.18

4758612

重庆市特种设备检测研究院

陈杰、丁大为、龙志强、王友红、毛鲲

3

实用新型专利

一种气瓶内部干燥装置

中国

ZL 201520396772。1

2015。11。28

4703129

重庆市特种设备检测研究院

陈杰、杨林、熊姝涛、丁大为、龙志强

4

发明专利

一种基于超声波二维测温装置的飞渡时间测量方法

中国

ZL 201510568034.5

2018。01。30

2797137

重庆大学

熊庆宇、王丽杰、王楷、廖怡宁、贾睿玺、沈雪华、石欣

5

发明专利

CNG环缠气瓶内胆拉深制造工艺

中国

ZL 201410457934.8

2017.05.10

2482067

中材科技(成都)有限公司

冯存江,武孟献,凌建,王鹏,温宁兵

6

发明专利

氚浓度数据连续采集及加密传输方法

中国

ZL 201310458220.4

2016.03.09

1982759

重庆大学

杨正益、熊庆宇

7

发明专利

长管气瓶外测法水压试验塔架

中国

ZL 201110278842.X

2013。10。30

1294908

无锡昌华机电制造有限公司

丁大为,贾品华,丁二,龙志强

8

发明专利

长管气瓶外测法水压试验机密封装置

中国

ZL 201110278823。7

2013。06。12

1216661

无锡昌华机电制造有限公司

丁大为,贾品华,丁二,龙志强.

9

发明专利

钢瓶倒水干燥机

中国

ZL

201310535986。8

2015.06.17

1698088

无锡昌华机电制造有限公司

丁二、丁大

10

软件著作权

集成网络式气瓶水压试验系统测控软件

中国

2014SR122982

2013。03。01

0792225

大连理工大学

/

七、主要完成人情况:

排序

姓名

主要贡献

工作单位

完成单位

职称

职务

1

陈杰

第一完成人

担任全国气瓶标准化委员会委员,负责项目总体方案设计、关键技术攻关,参与协调重大应用的组织实施。提出了水压;腐蚀;参与研究了重庆市CNG气瓶电子标签安全管理系统,并在各气瓶生产企业、检验机构、充装站、监管部门进行推广应用。是国家标准《无损检测 基于光纤传感技术的设备健康监测方法》的主要完成人,是地方标准《汽车用压缩天然气钢制内衬环向缠绕气瓶定期检验与评定》的第一完成人。

重庆市特种设备检测研究院

重庆市特种设备检测研究院

正高级工程师

副院长

2

熊庆宇

第二完成人

项目的主要参与者。构建了云服务平台实时共享气瓶信息,实时提供气瓶安全运行动态监控、风险管理、突发事件预测预警等功能;结合非线性汽车模型与高压气瓶相互激励的混沌振动进行研究,利用状态变量反馈进行混沌控制,优化结构设计,提升减振能力。

重庆大学

重庆大学

教授

大数据与软件学院院长

3

李斌

第三完成人

担任全国气瓶标准化委员会委员,项目的主要参与者。参与研制了气瓶外测法水压试验智能检测系统和高频高压疲劳试验智能检测系统;提出了快速判断天然气气瓶腐蚀行为的干纱腐蚀法,研发了适宜缠绕高压气瓶使用的E-CR纤维材料,并大幅提升了气瓶耐腐蚀性能。

重庆市特种设备检测研究院

重庆市特种设备检测研究院

高级工程师

4

王友红

第四完成人

担任全国气瓶标准化委员会委员,项目的主要参与者。研究了气瓶高压试验中对因素扰动作用下的误差输出特性,参与研制了气瓶外测法水压试验智能检测系统。是国家标准《气瓶外测法水压试验用标准瓶的标定方法》的主要完成人

重庆市特种设备检测研究院

重庆市特种设备检测研究院

高级工程师

质量技术部主任

5

杨正益

第五完成人

项目的主要参与者。提出了一种基于存储缓冲窗口的终端数据连续采集方法及加密传输的多维度安全接入控制方法,研发了基于多业务切片式终端体系结构,参与研发构建大数据云服务平台,为天然气汽车高压气瓶提供运行动态监控安全保障。

重庆大学

重庆大学

副教授

6

丁大为

第六完成人

项目的主要参与者。研制了气瓶外测法水压试验智能检测系统,并推广其在全国气瓶制造企业与检验机构的应用。是国家标准《气瓶外测法水压试验用标准瓶的标定方法》的主要完成人。

无锡昌华机电制造有限公司

无锡昌华机电制造有限公司

工程师

总经理

7

冯存江

第七完成人

项目的主要参与者。提出了基于复杂场耦合作用的多道次拉深金属内胆制造技术,解决了宽幅板材大拉深冷成型难题。

中材科技(成都)有限公司

中材科技(成都)有限公司

高级工程师

副总工程师

8

杨考军

第八完成人

项目的主要参与者。研发了车用天然气高压气瓶与车体的多功能兼容技术,是制造新型启悦CNG天然气汽车的负责人。

重庆长安铃木汽车有限公司

重庆长安铃木汽车有限公司

工程师

发动机技术所所长

9

赵忠国

第九完成人

项目的主要参与者。参与车用天然气高压气瓶综合管理系统的构建与推广,并参与重庆市CNG电子标签管理系统在气瓶检验检测中的应用与评价过程。

重庆市特种设备检测研究院

重庆市特种设备检测研究院

高级工程师

气瓶中心副主任

10

黄崧

第十完成人

项目的主要参与者。参与水压试验智能检测系统和高频高压疲劳试验智能检测系统的开发、应用与推广过程。

重庆市特种设备检测研究院

重庆市特种设备检测研究院

工程师

 

八、完成人合作关系说明:

项目自2005年陈杰主持重庆市科技攻关项目汽车用压缩天然气钢质内衬环向缠绕气瓶定期检验规程”(合同号200375开始。随后,陈杰作为负责人或主要参与人员的国家质检总局科技项目CNG气瓶玻纤缠绕层耐酸腐蚀性能研究”(批准号2011QK352科技部重点研发计划基于多源数据分析的承压类特种设备典型损伤预测技术研究”(批准号2018YFC0809004)中,李斌、王友红、赵忠国、黄崧等作为同一单位同事共同参与。此外,在王友红主持的国家质检总局项目气瓶外测法水压试验气瓶物流输送装置研究”中,王友红、陈杰、丁大为的合作研究获得了共同知识产权。

2013年,在陈杰与王友红共同参与的项目“基于数据仓库和RFIDCNG气瓶检测信息综合处理系统研究”(批准号2011QK352)的讨论会中,聘请了熊庆宇与杨正益作为专家组成员参与项目论证,该项目研究的成果重庆市CNG气瓶电子标签安全管理系统已实现广泛应用。

2015年,重庆长安铃木有限公司为开展天然气汽车研究,任命杨考军为负责人,重庆市特种设备检测研究院、重庆大学、中材科技(成都)有限公司均有参与。熊庆宇与杨正益参与杨考军所在长安铃木汽车有限公司研究优化汽车气瓶结构设计,提升汽车减振能力;冯存江提供气瓶相关的技术支持;陈杰、李斌、王友红、赵忠国提供气瓶安装过程的安全保障。

完成人合作关系情况汇总表

序号

合作方式

合作者

合作时间

合作成果

证明材料

备注

1

共同立项

陈杰(1)

王友红(4)

2011

质检总局项目:

基于数据仓库和RFID的CNG气瓶检测信息综合处理系统研究

任务书


2

共同立项

陈杰(1)

李斌(3)

王友红(4)

2013

质检总局项目:

CNG气瓶玻纤缠绕层耐酸腐蚀性能研究

任务书


3

共同知识产权

陈杰(1)

王友红(4)

丁大为(6)

2015

一种龙门小车式气瓶外测法水压试验气瓶物流输送装置

授权专利证书


4

共同立项

陈杰(1)

李斌(3)

王友红(4)

赵忠国(9)

2015

质检总局项目:

气瓶外测法水压试验气瓶物流输送装置研究

任务书


5

产业合作

陈杰(1)

熊庆宇(2)

李斌(3)

王友红(4)

杨正益(5)

冯存江(7)

杨考军(8)

赵忠国(9)

2015

重庆长安铃木有限公司聘请合作专家及项目负责人

聘书


6

共同立项

陈杰(1)

黄崧(10)

2018

科技部重点研发计划:

基于多源数据分析的承压类特种设备典型损伤预测技术研究

任务书



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