2020年山東省科學技術進步獎公示材料項目名稱工業(yè)冷卻過程消霧節(jié)水關鍵技術與綠色智能裝備提名單位濰坊市科學技術局提名意見：我局認真審閱了該項目提名書及其附件材料，確認全部材料真實有效，相關欄目均符合山東省科學技術獎勵委員會辦公室的填寫要求。工業(yè)冷卻過程的消霧節(jié)水及其綠色智能裝備（以下簡稱裝置）可應用于國民經濟各個領域，包括石油、化工、機械制造、冶金、電力等行業(yè)。該研究成果建立了機械通風冷卻塔三維傳熱傳質數(shù)學模型，揭示了環(huán)境側風對于機械通風冷卻塔的影響機制，通過理論研究、現(xiàn)場測試、實驗室物模實驗，得到了機械通風冷卻塔塔內傳熱傳質規(guī)律，獲得了機械通風冷卻塔三維性能分析、減少冷卻過程的蒸發(fā)損失、濕熱空氣形成霧羽前凝水消霧的關鍵技術，構建了配套綠色智能裝備制造工藝，根據(jù)不同的領域、不同的水質、不同的環(huán)境條件，可以智能匹配配水、填料、預冷、凝水模塊，實現(xiàn)制造與實用的智能化，達到國內領先水平，取得了原創(chuàng)性的研究成果。該技術節(jié)水率大于19.1%，節(jié)水效果顯著，可實現(xiàn)循環(huán)水重復利用,經濟、社會效益和生態(tài)效益顯著。該項目已經成功地應用于石油化工、電力、冶金等行業(yè)，取得了巨大的經濟效益。該公司消霧節(jié)水冷卻塔，每年生產銷售約500臺套，年銷售收入為5億元。同時該裝置還會產生巨大的節(jié)水效益：按照循環(huán)水量平均為5000m3/h的冷卻塔計算，每年正常運行產生的蒸發(fā)水損失為：5000m3/h×8000h×1.5%=60萬噸，按照裝置節(jié)水率為19%計算，每臺（套）可節(jié)水11.4萬噸。該公司年產500臺（套），則每年可為目標客戶節(jié)約5700萬噸水。每噸水價按5元計算，每年可節(jié)約用水成本2.85億元，綜合年經濟效益為7.85億元。按照要求，我單位和項目完成單位都已對該項目的擬提名情況進行了公示，公示期間無異議。提名該項目為山東省科學技術進步獎一等獎。項目簡介1、主要技術內容消霧節(jié)水綠色智能裝備針對工業(yè)冷卻塔水蒸發(fā)損失問題，實現(xiàn)冷凝法回收水蒸汽，其主要技術內容為：(1)核心結構：碳素PVC間隔通道(冷空氣道和濕熱空氣道)，間隔通道中間為換熱板，換熱板一側為塔內濕熱空氣，一側為來自塔外環(huán)境的干冷空氣。(2)技術特性：A.消霧環(huán)保濕熱空氣與干冷空氣，經過冷凝換熱后，在裝備上部進行了混合，使溫度及濕度明顯降低，消除可見霧產生的條件，達到消霧效果。B.冷凝節(jié)水濕熱空氣近似為飽和狀態(tài)，進入冷凝裝備后，濕熱空氣與換熱板另側的干冷空氣進行對流傳熱，濕熱空氣溫度降低，使得濕空氣內的水蒸汽溫度和壓力達到極限狀態(tài)，水蒸汽從濕空氣中凝結析出，附于換熱板上形成液滴，液滴從換熱板上脫落落入水池或收集導出，達到節(jié)水的目的。2、授權專利及標準情況授權發(fā)明專利3項：“深度凝水除霧回收裝備”“抽凝式消霧節(jié)水裝備”“空冷器管束分檢試壓裝置”，授權實用新型專利9項：“一種內置翅片管式消霧節(jié)水冷卻塔”“一種新型節(jié)水型閉式冷卻塔”“一種新型智能化復合式閉式冷卻塔”“一種消霧冷卻塔用進風調節(jié)部件”“控溫節(jié)水消霧裝置”“帶翅片管束的節(jié)水消霧冷卻塔”“一種組合式消霧節(jié)水冷卻塔”“一種菱形消霧節(jié)水冷卻塔”“一種冷卻塔內深度凝水回收除霧裝置”。取得2項計算機軟件著作權：“消霧節(jié)水冷卻塔進風調節(jié)裝備”、“水蒸汽回收式冷卻塔性能評價計算軟件”。制定企業(yè)標準1項。3、技術經濟指標該技術經濟效益為水的回收及我公司的產值提升。（1）舊塔改造水回收率平均為10%，工業(yè)水價5元/m3，實現(xiàn)經濟效益65萬元/年；（2）新建塔水年回收率平均為20%，工業(yè)水價5元/m3，實現(xiàn)經濟效益127萬元/年；（3）公司可實現(xiàn)年產500臺（套）產量，產值5億元，利稅1.5億元。4、應用推廣及效益本裝備技術廣泛應用于石油、化工、冶金、電力、環(huán)保等行業(yè)，對在運冷卻塔實施節(jié)水升級改造，也可應用于節(jié)水型新塔，該技術的應用，可實現(xiàn)水資源的重復利用，降低溫室排放，減少霧霾，為消霧治霾提供強有力保障，并將帶動我國工業(yè)冷卻設備新技術的發(fā)展，促進節(jié)水戰(zhàn)略性新興產業(yè)化升級，培育工業(yè)深度節(jié)水設備產業(yè)化基地，推廣前景廣闊、經濟及社會效益顯著。

客觀評價（一）成果鑒定意見科技成果鑒定意見山東省濰坊市科技局組織相關專家對“冷卻塔水蒸汽深度凝水回收裝置”項目進行了產品鑒定提供鑒定材料完整，規(guī)范，符合鑒定要求。該項目針對工業(yè)冷卻塔蒸發(fā)水損失的問題，提出了冷卻塔水蒸汽回收方法，建立了水蒸汽回收裝置中傳熱計算模型，建立冷卻塔水蒸汽深度凝水回收裝置性能評價體系，研發(fā)了相應分析軟件。基于理論研究成果，開發(fā)了深度凝水回收裝置，該裝置由熱風通道、換熱模塊、冷風通道，過渡段汽室等組成，冷風通道下部采用三角結構布局，上部設置壁面密封，冷凝組件對稱分布、菱形布置，顯著提高了凝水回收效果。該項目產品經山東省機床及通用機械質量監(jiān)督檢驗站檢測，各項性能指標達到企業(yè)標準要求，經用戶使用，凝水回收效果明顯，運行穩(wěn)定可靠。綜上所述：該項目開發(fā)了一種工業(yè)冷卻塔凝水回收裝置，在工業(yè)節(jié)水技術方面具有很好的應用前景，綜合技術達到國際同類產品先進水平。2、高效節(jié)能預冷蒸發(fā)式閉式冷卻塔驗收意見：（1）驗收資料齊全、完整，符合驗收要求。（2）項目組采用優(yōu)化管箱結構、更換換熱管翅片形式和光管換熱管形式、自主研發(fā)智能控溫系統(tǒng)、對冷卻塔外觀進行流線設計等措施，對傳統(tǒng)設備進行產品結構調整和升級改造，研制成功了高效節(jié)能預冷蒸發(fā)式閉式冷卻塔。有效減少了工業(yè)水資源的浪費。（3）項目執(zhí)行期間，共申請專利8項。其中，發(fā)明專利1項，實用新型專利7項。（4）項目資金到位及時，使用規(guī)范、合理，符合專項資金相關規(guī)定。驗收專家組一致認為：該項目完成了任務書規(guī)定的研究內容，同意通過驗收。（二）產品技術檢測報告西安熱工研究院檢測試驗結果及評價：1、冷卻塔的實測冷卻能力值該間塔設計工況時實測冷卻能力平均值為100.2%,按照《工業(yè)冷卻塔測試規(guī)程》DL/T1027-2006中的評價方法,該間塔達到了設計要求。2、風機風量及效率塔實測風機全壓為178.2Pa.風機軸功率為129.3kW,風機風量為224.0x10m/h,風機效率為85.6%.3、漂滴損失率塔飄滴損失率的測試值。塔的飄滴損失率為0.00101%，低于國家標準。（三）科技查新結論本項目進行了工業(yè)冷卻過程消霧節(jié)水關鍵技術與綠色智能裝備研究,以工業(yè)過程冷卻工藝產生的大量水消耗和嚴重霧羽作為研究對象,探索水消耗和霧羽產生的機制和規(guī)律,開發(fā)了抽凝式消霧節(jié)水裝置,換熱模塊為間壁式換熱器,由多排菱形布置的換熱組件組成,在組成換熱組件熱、冷通道的換熱板上設置粘接點,通道之間的密封采用密封鈕:設計了深度凝水除霧環(huán)保裝置,由填料、收水器、熱風通道、換熱模塊、冷風通道、過渡段氣室,風機和噴淋裝置組成。經檢索,除了本項目委托方申請專利之外,目前國內外未見與本項目查新內容相同的文獻報道.（四）知識產權情況本項目牽頭制定團體及企業(yè)標準各1項，獲得國家授權發(fā)明專利3件，獲得實用新型專利16件，發(fā)表相關研究論文10篇。（五）行業(yè)認可山東藍想環(huán)境科技股份有限公司的深度凝水出霧環(huán)保冷卻塔系列產品被列入《國家節(jié)能裝備目錄》，被山東省質量強省及名牌戰(zhàn)略推進工作領導小組評為“山東名牌產品”。

推廣應用情況1．推廣應用情況（限1頁）單位：萬元應用單位名稱應用技術應用起止時間應用單位聯(lián)系人/電話經濟效益東營魯方金屬材料有限公司冷卻塔水蒸汽深度凝水回收裝置2013年3月-2016年6月徐軍平/1876674591810.7寧夏寶豐能源集團有限公司冷卻塔水蒸汽深度凝水回收裝置2013年2月-2016年6月王立輝/1328731030257.7河北富越化工科技有限公司冷卻塔水蒸汽深度凝水回收裝置2013年3月-2016年6月孫強/15251906206537.5滄州中鐵裝備制造材料有限公司冷卻塔水蒸汽深度凝水回收裝置2013年3月-2016年6月潘慶慶/153189345551360.7應用情況概述：因該裝置具有水蒸汽回收率高、節(jié)水效果好這一特點，產品推出后，公司技術研發(fā)人員多次在學術交流會上介紹該產品的節(jié)水效果，同時公司成立了專門的銷售團隊，為產品快速擴大市場占有率奠定了基礎。產品推向市場，就受到了廣大用戶的信賴，意向方紛紛到使用方實地考察。省外的宜化集團、河北滄州中鐵裝備制造材料有限公司等得到了很好的應用，我省特別是東營地區(qū)的煉化行業(yè)更是得到了廣泛的推廣應用。2013年至2015年，銷售帶有冷卻塔水蒸汽深度凝水回收裝置的冷卻塔及舊塔改造223臺，實現(xiàn)銷售收入6594萬元，用于冷卻塔水蒸汽深度凝水回收裝置的成本是5246萬元，各種費用是477萬元，總支出5723萬元，故新增利潤是871萬元，新增稅收407萬元。2012年11月，我公司為寧夏寶豐能源集團有限公司煤化工項目配套了1臺3000T/h加裝冷卻塔深度凝水回收裝置的冷卻塔，從應用情況來看，2013年2-12月份節(jié)約回收水約52000m3，節(jié)約支出約18.2萬元；2014年全年節(jié)約回收水約56750m3，節(jié)約支出約19.9萬元；2015年節(jié)約回收水約55865m3，節(jié)約支出約19.6萬元。2012年12月，我公司為滄州中鐵裝備制造材料有限公司電廠項目安裝了12臺4000T/h的加裝深度凝水除霧回收裝置的新型冷卻塔，2013年3-12月節(jié)約用水約802233m3，節(jié)約支出約401萬元；2014年1-12月節(jié)約回收蒸發(fā)水約956928m3，節(jié)約支出約478.4萬元；2015年節(jié)約回收約962680m3，節(jié)約支出約481.3萬元。通過用戶使用來看，冷卻塔深度凝水回收裝置，不僅對蒸發(fā)的水汽進行回收后循環(huán)使用，減少了冷卻水的補給；同時有效降低了冷卻塔排出霧氣的可見度，減少霧霾的產生，有效改善了周圍環(huán)境，并且減少了污水的排放，降低了環(huán)境治理成本，產生了很好的經濟效益。主要知識產權證明目錄知識產權（標準）類別知識產權（標準）具體名稱國家（地區(qū)）授權號（標準編號）授權（標準發(fā)布）日期證書編號

（標準批準發(fā)布部門）權利人（標準起草單位）發(fā)明人（標準起草人）發(fā)明專利（標準）有效狀態(tài)發(fā)明專利抽凝式消霧節(jié)水裝置中國ZL201610611312.52018-11-20證書號第3156598號山東藍想環(huán)境科技股份有限公司徐清華；張強；李超有效發(fā)明專利深度凝水除霧環(huán)保裝置中國ZL201410005579.02015-11-18證書號第1840809號山東藍想環(huán)境科技股份有限公司徐清華；王為術；張強；李世峰；徐維暉；陳剛；路統(tǒng)；趙鵬飛有效發(fā)明專利空冷器管束分檢試壓裝置中國ZL201210314687.72013-03-25證書號第1612002號山東藍想環(huán)境科技股份有限公司徐清華；劉君來有效主要完成人情況姓名排名行政職務技術職稱工作單位完成單位對本項目技術創(chuàng)造性貢獻徐清華1董事長工程師山東藍想環(huán)境科技股份有限公司山東藍想環(huán)境科技股份有限公司本項目的主要負責人，總體負責項目的規(guī)劃和實施決策，主要包括研究內容與實施方案的確立、技術方案論證、產業(yè)化規(guī)劃以及其他研發(fā)管理，項目占本人工作量的40%。孫奉仲2技術中心主任教授山東大學山東大學本項目技術負責人，國內外率先提出了冷卻塔三維熱力性能分析思想和冷卻塔三維熱力設計理念，發(fā)展了機力冷卻塔三維熱力設計方法，以及利用引風管補新風技術為基礎重構冷卻塔內外空氣動力場，提出了機力通風冷卻塔消霧與增效協(xié)同的理念。主持并指導整個項目的熱態(tài)模型實驗、現(xiàn)場試驗以及三維數(shù)值計算與分析，對整個項目的創(chuàng)新點做出了創(chuàng)造性貢獻。本人在該項技術研發(fā)工作中投入的工作量占本人工作總量的60%以上。作為博士生導師，先后指導多名碩士和博士參與本課題的研究，在國內外核心期刊發(fā)表學術論文10余篇，其中SCI收錄4篇，EI收錄5篇，授權專利5項（發(fā)明專利3項和實用新型專利2項）。[附件6、7]。王為術3技術中心主任教授華北水利水電大學華北水利水電大學本項目負責人，投入本項目研發(fā)的工作量占本人總工作量的60%以上，主持冷卻塔水蒸汽深度凝水除霧裝置研發(fā)，確定關鍵內容、制定技術路線、組織方案論證和項目具體實施；負責冷卻塔水蒸汽回收方法提出，負責深度凝水除霧裝置發(fā)明，負責開發(fā)凝水除霧模塊結構，負責水蒸汽回收裝置中傳熱計算模型構建，負責凝水除霧模塊裝置設計方法構建和設計流程設計，組織裝置設計計算軟件開發(fā)等研究工作。屈治國4技術中心主任教授西安交通大學西安交通大學項目主要成員，是創(chuàng)造性技術之二的核心貢獻者，是機械通風冷卻塔傳熱傳質控制機制、冷卻塔蒸發(fā)傳熱強化以及整塔熱力設計技術路線的主要研究者，為該項目的技術原理以及系統(tǒng)關鍵組件設計做出了主要貢獻。（旁證材料：軟件著作權1項-2018SR953256；碩士學位論文1篇-《蒸發(fā)式冷卻/冷凝器的傳熱性能數(shù)值研究》）張強5技術中心副主任工程師山東藍想環(huán)境科技股份有限公司山東藍想環(huán)境科技股份有限公司1、作為項目的總設計和主要實施完成人，主持本成果的實施和總結；2、本項目實施過程中，建立消霧節(jié)水綠色智能裝備的結構布置方式，確定了換熱單元通道結構形式；3、系統(tǒng)性建立了一套完整的消霧節(jié)水綠色智能裝備試驗平臺與分析方法。徐維暉6課題組組長副教授華北水利水電大學華北水利水電大學投入本項目研發(fā)的工作量占本人總工作量的50%以上，負責建立冷卻塔水蒸汽深度凝水回收裝置性能評價體系，開發(fā)裝置性能評價分析軟件，完成凝水除霧模塊結構開發(fā)設計等研究工作。何鎖盈7課題組組長副研究員山東大學山東大學本人為項目的核心成員，提出了干、濕混合冷卻增效的技術手段，并指導和參與整個項目的熱態(tài)模型實驗、現(xiàn)場試驗以及三維數(shù)值計算與分析，對整個項目的模型實驗和現(xiàn)場測試做出了重要貢獻。本人在該項技術研發(fā)工作中投入的工作量占本人工作總量的50%以上。趙鵬飛8研發(fā)科員工程師華北水利水電大學華北水利水電大學投入本項目研發(fā)的工作量占本人總工作量的70%以上，主要完成凝水除霧模塊裝置設計方法和設計流程設計，開發(fā)裝置設計計算軟件等研究工作。陳學宏9研發(fā)科員無山東大學山東大學項目參與者，主要研究大型濕式冷卻塔及機力通風冷卻塔三維熱力設計理論，包括冷卻塔三維熱力性能測試、分析及改造等。整個項目中熱態(tài)模型實驗、現(xiàn)場試驗以及三維數(shù)值計算與分析的主要完成者，在整個項目的實施過程中進行了大量工作。陳剛10研發(fā)主管工程師山東藍想環(huán)境科技股份有限公司山東藍想環(huán)境科技股份有限公司主要負責項目實施過程中方案論證與研究方案的執(zhí)行，參與項目的產業(yè)化實施。對項目的主要創(chuàng)新點2、3有所貢獻，該項目占本人工作量的50%以上。李欣11研發(fā)科員無山東大學山東大學項目參與者之一，在孫奉仲教授的指導下，參與了機力冷卻塔基礎性能及增效技術整體項目的研究過程，包括熱態(tài)模型實驗、現(xiàn)場試驗以及三維數(shù)值計算與分析，對整個項目的順利開展起著重要作用。本人在該項技術研發(fā)工作中，主要負責熱態(tài)模型實驗臺的搭建及測試，并進行了相關的數(shù)值計算，投入的工作量達到工作總量的50%，最終完成了機力冷卻塔性能優(yōu)化的目標。該項目占本人工作量的80%以上。劉國春12研發(fā)科員無山東藍想環(huán)境科技股份有限公司山東藍想環(huán)境科技股份有限公司項目產業(yè)化規(guī)劃與落地，銷售渠道的開拓，該項目占本人工作量的80%以上。主要完成單位情況表單位名稱山東藍想環(huán)境科技股份有限公司排名1對本項目科技創(chuàng)新和推廣應用情況的貢獻：一、加強組織領導，公司專門成立了以總經理兼任主任的工程技術研究中心，中心下設專家組、研發(fā)部和工藝部。公司從人員的配備及研發(fā)資金上給予全力的支持；技術研發(fā)中心技術攻關由生產部、質檢部、研發(fā)中心等部門的負責人和業(yè)務骨干組成；專業(yè)生產組專門從生產車間抽調生產經驗足、業(yè)務能力強的生產人員組成。各小組通力合作，確保了研發(fā)工作的順利進行。二、制定開發(fā)方案公司組織人員對石油、化工、冶金等行業(yè)的部分企業(yè)進行冷卻塔冷凝水損失和環(huán)境污染情況進行深入考察，并對冷卻塔內冷凝水的回收，以及水霧帶來的大氣污染進行深入研究。制定出了切實可行的冷卻塔水蒸汽消霧回收裝置的開發(fā)方案，并依托冷卻塔水務管理軟件、水蒸汽消霧回收式冷卻塔性能評價計算軟件進行進行工藝性審查、標準化審查，確保了產品結構的工藝性和圖樣的規(guī)范性。同時對工藝方案進行了多次評審，訂購加工設備，制定最佳生產方案，圓滿完成了冷卻塔深度凝水除霧裝置的試制過程。三、產品的推廣應用為盡快實現(xiàn)產品的市場化，公司專門成立了部分研發(fā)人員與市場銷售人員組成的產品推廣團隊，利用行業(yè)展會、學術交流會等平臺廣泛推廣及宣傳，為向用戶推介該冷卻塔消霧回收裝置的節(jié)水效果，免費為一家公司的2臺冷卻塔加裝該裝置，跟蹤監(jiān)測節(jié)水數(shù)據(jù)，消除用戶對裝置節(jié)水效果的疑慮。也為產品快速擴大市場占有率奠定了基礎。單位名稱山東大學排名2對本項目科技創(chuàng)新和推廣應用情況的貢獻：（限600字）揭示了環(huán)境側風對于機械通風冷卻塔的影響機制，通過現(xiàn)場測試、實驗室物模實驗，得到了機械通風冷卻塔塔內傳熱傳質規(guī)律，為機械通風冷卻塔的三維熱力設計奠定了理論基礎。物模實驗利用相似原理，滿足幾何相似、動力相似和熱力相似的準則建立，該裝置可模擬本工程冷卻塔規(guī)模的特性情況，根據(jù)廠址當?shù)爻Ｄ觑L向特點、風速特點、氣溫特點，結合現(xiàn)場試驗結果，通過現(xiàn)場試驗結果與物模試驗結果的相互驗證，對冷卻塔的性能情況和氣水特性進行研究和評估，并在后續(xù)工作中通過數(shù)模研究對冷卻塔性能進行更加深入的驗證與探索。為使物模實驗結果具有代表性和包容性，對各種典型工況、塔內外典型導風裝置、典型填料布置情況進行了物理模型實驗，以全面獲得濕式冷卻塔的性能特點。現(xiàn)場測試本研究對冷卻塔模型進行了無風情況下的性能分析，分別進行變循環(huán)水量、變進塔水溫和變環(huán)境溫度的熱態(tài)實驗；為掌握環(huán)境側風機械通風濕式冷卻塔性能的影響，對濕式冷卻塔模型進行環(huán)境側風為0~1m/s情況下的性能分析。分別進行側風情況下進行變循環(huán)水量、變進塔水溫和變環(huán)境溫度的熱態(tài)實驗。單位名稱華北水利水電大學排名3對本項目科技創(chuàng)新和推廣應用情況的貢獻：（限600字）冷卻塔水蒸汽深度凝水除霧裝置研發(fā)，確定關鍵內容、制定技術路線、組織方案論證和項目具體實施；負責冷卻塔水蒸汽回收方法提出，負責深度凝水除霧裝置發(fā)明，負責開發(fā)凝水除霧模塊結構，負責水蒸汽回收裝置中傳熱計算模型構建，負責凝水除霧模塊裝置設計方法構建和設計流程設計，組織裝置設計計算軟件開發(fā)等研究工作。一、傳熱傳質基本理論消霧節(jié)水綠色智能裝備熱量傳遞過程如下圖所示。裝置一側為濕熱空氣，且其近似為飽和狀態(tài)，進入冷凝裝置中，一方面與換熱板進行對流傳熱，另一方面，濕空氣內的水蒸汽在此時的溫度和壓力下已經達到極限，隨著濕空氣溫度的降低，水蒸汽從濕空氣中凝結析出，附著于換熱板上，當板上液滴滿足一定條件時，液滴從換熱板上脫落。二、確定技術路線圖項目研究采用理論分析、編程計算、數(shù)值模擬和試驗測試的方法，通過理論瘋狂分析計算濕熱空氣在冷凝過程中的傳熱傳質過程，建立對濕熱空氣冷凝和冷空氣加熱過程的設計方法，為最大限度的保證蒸發(fā)水的回收，建立一套完整的理論分析計算方法三、設計消霧節(jié)水單元模塊的結構形式提出消霧節(jié)水裝置單元通道的幾何結構形式，設計消霧節(jié)水裝置的結構計算模型，編程計算凝水除霧裝置的結構尺寸，繪制CAD圖紙，開發(fā)消霧節(jié)水綠色智能裝備。單位名稱西安交通大學排名4對本項目科技創(chuàng)新和推廣應用情況的貢獻：（限600字）一、傳熱強化技術研究及應用機械通風冷卻塔傳熱傳質控制機制、冷卻塔蒸發(fā)傳熱強化以及整塔熱力設計技術