219

★ 2013 CH

INA S

CIE

NC

E A

ND

TEC

HN

OLO

GY D

EV

ELO

PM

EN

T RE

PO

RT

★

第十三章　传统产业科技进步

传统产业科技进步

第一节　重点产业科技进步

一、装备制造

二、海洋装备与船舶

三、汽车

四、钢铁

五、有色金属

六、石化

七、建材

八、轻工

九、纺织

第二节　重大示范推广项目 一、特高压输电技术创新及工程应用

二、建材行业低碳技术创新及产业化示范工程

三、600MW 超临界循环流化床示范电站工程

四、以煤气化为基础的多联产示范工程

第十三章

220

中国科学技术发展报告2

013

★ 2013 CH

INA S

CIE

NC

E A

ND

TEC

HN

OLO

GY D

EV

ELO

PM

EN

T RE

PO

RT

★

2013 年，以促进传统产业转型升级为目标，启动“工业强基工程”，

瞄准传统产业高效化、低碳化、绿色化、信息化、智能化的发展方向，

安排部署科研和示范项目，进一步发挥科技创新对促进产业结构调整

和转型升级中的支撑和保障作用，推动传统产业创新能力和整体竞争

力不断增强。

第一节

重点产业科技进步

一、装备制造

◎ 实施工业转型升级强基工程

为加快提升工业基础能力，围绕提升重点行业、关键领域的关键基础材料、核心基础零部件（元

器件）、先进基础工艺和产业技术基础（以下简称“四基”）发展水平，实施工业转型升级强基工程。

2013 年主要针对装备制造和电子信息产业“四基”领域部分重大工程和重点装备的关键技术和产

品，重点支持 15 个工业“四基”重点方向的工程化和产业化，夯实产业发展基础，提升产业链

整体水平。2013 年，共安排项目 24 项，总投资 45 亿元，下达专项资金 5 亿元，专项资金采用补

助方式，对示范项目投资给予支持。

◎ 机器人核心部件研制

研制出自主知识产权的高性能低成本驱控一体化工业机器人控制系统、嵌入式工业机器人控

制器、工业机器人专用伺服驱动器、工业机器人专用伺服电机。突破了 CORT 减速器优化设计、

齿廓修形、批量加工制造等关键技术，解决了多部件传动与零部件加工一致性等问题，研制出 7

种型号的 CORT 精密减速器系列样机，并进行了示范应用。

221

★ 2013 CH

INA S

CIE

NC

E A

ND

TEC

HN

OLO

GY D

EV

ELO

PM

EN

T RE

PO

RT

★

第十三章　传统产业科技进步

◎ 高效、超高效电动机开发

开展高效、超高效电动机设计、制造、测试技术研究及系列产品开发，攻克了高效、超高效

电机设计、制造的关键技术及生产工艺、材料等技术瓶颈，开发出符合 IEC 要求的高效、超高效

电机系列产品。自主创立电机不确定度的评价方法，开发了高效、超高效电机测试系统，制订了

技术标准。

◎ 先导式大流量电液比例阀关键技术研究与应用

攻克并掌握了工业装备和工程机械所需的先导式电液比例阀多项关键核心技术，并形成了比

例阀系列产品，在中位泄漏、动态响应时间、电器功率损耗等方面超越国外同类产品，已在国防

军工、锻压、冶金、工业液压系统等领域得到应用，带动中国工程装备及工程机械等领域的技术

进步。

◎ 新型轮胎式集装箱门式起重机

自主研发成功具有节能环保、经济实用特性的绿色港口装卸设备新型轮胎式集装箱门式起重

机，同时实现该产品标准化、系列化，并应用于广州、佛山、肇庆、宜宾等地的港口码头，其投资省、

维护成本低、节省能源、零排放等特点，受到了中小型集装箱码头、中转站和铁路货场等的广泛

青睐。

图 13-1　新型轮胎式集装箱门式起重机

222

中国科学技术发展报告2

013

★ 2013 CH

INA S

CIE

NC

E A

ND

TEC

HN

OLO

GY D

EV

ELO

PM

EN

T RE

PO

RT

★

◎ 风电、船用高端齿轮传动系统关键技术研究及产业化

掌握了风电、船用高端齿轮传动系统关键核心技术，制定 / 修订风电齿轮箱等国家 / 行业标

准 17 项，开发的四大类新产品通过了德国劳氏船级社（GL）等国际国内认证，使产品全面替代

进口并且批量出口欧美等发达国家，支撑了中国风电机组、大型船舶、燃气轮机、海洋平台等装

备的升级和发展。

◎ 千吨以上超大型履带起重机研发及制造技术

研制出 1000 吨、2000 吨履带起重机，并已批量生产，以供货期短，价格低，售后服务及时，

维护成本低等优势，打破欧美、日本对此类产品的垄断。研制出世界上单台起重能力最大的履带

式起重机——4000 吨级 XGC88000 起重机，可应用于石化、核电、石油、化工等行业的整体吊装。

◎ 工业含氟、硅废弃物焚烧资源化利用装置

将航天液体火箭发动机燃料技术应用于传统能源产业，以节能降耗和实现焚烧物料的资源化

利用为技术主攻方向，研制出可替代进口的具有自主知识产权的工业含氟、硅废弃物焚烧资源化

利用装置。

◎ 高海拔高寒高压直流成套设备关键技术与装备

研制出高海拔地区 ±400kV 直流输电工程用晶闸换流阀等换流站成套设备并实现产业化，攻

克了高海拔下空气外绝缘能力降低带来的设备绝缘、热交换能力降低带来的冷却装置设计等技术

图 13-2　高海拔高寒高压直流成套设备关键技术与装备

223

★ 2013 CH

INA S

CIE

NC

E A

ND

TEC

HN

OLO

GY D

EV

ELO

PM

EN

T RE

PO

RT

★

第十三章　传统产业科技进步

难题，成功掌握了高海拔地区高压直流输电设备设计、制造和试验技术，为青藏直流工程建设提

供保障。

◎ 蒸发冷却技术

自主研发的蒸发冷却技术在长江三峡成功应用于世界最大容量的 800MW 水轮发电机组，实

现了大型设备蒸发冷却关键技术和系统集成的重大突破。该项技术可显著提高发电机组的运行安

全性和可靠性，有效降低运维成本，在 30 万千瓦及更大容量的汽轮发电机上具有很强的竞争力

和良好的应用前景。

◎ 600MW 等级超临界“W”型火焰锅炉

研制出 600MW 超临界“W”型火焰锅炉，将“W”型火焰锅炉及超界技术二者进行了结合，

首次把低流量速水动力技术成功地应用于超临界“W”型火焰锅炉上，同时还进行了新型火焰锅

炉低氮燃烧系统的开发和应用，形成了安全可靠、性能优良、节能环保的新一代“W”型火焰锅

炉产品。该设备已在珙县、福溪、南宁等电厂陆续成功投运。

◎ 极端条件下重大承压设备的设计、制造与维护技术

国际上首次建立极端承压设备全寿命周期风险识别与控制技术方法体系，攻克了高韧性材料

开发、多相流传热工艺优化、冷裂纹与再热裂纹控制等关键技术，研制出世界上最大的低温乙烯

球罐、世界上最大的低温甲醇洗装置缠绕管式换热器等 7 类重大产品，为百万吨乙烯等国家重大

图 13-3　极端条件下重大承压设备

224

中国科学技术发展报告2

013

★ 2013 CH

INA S

CIE

NC

E A

ND

TEC

HN

OLO

GY D

EV

ELO

PM

EN

T RE

PO

RT

★

工程提供了长寿命高可靠性的技术装备；国内首次解决了极端环境下的信号测量、特征数据提取、

损伤状况甄别等技术难题，建立了健康检测、监测与维护决策管理平台，为极端承压设备在役长

周期安全保障提供了关键技术与装备支撑。研究成果在石油化工、天然气、电力、冶金等国民经

济重要部门及国防领域得到广泛应用。项目提出的全寿命风险管理理念和技术方法已被国家标准

和规范采纳。

◎ 特高压输电关键技术与装备

研制成功了世界首支 1100kV 交流干式和油浸式油气套管，具备了套管性能全面检测能力。

自主研制了 ±800kV/6250A 换流阀模块，±1100kV 直流隔离开关、避雷器、电流互感器和支柱

绝缘子等设备样机，实现了直流输电装备领域的重大突破。首次实现了大电网复杂动态过程监测

分析技术的工程应用。特高压交直流混联大电网控制技术取得突破，在多直流馈入系统稳定特性、

交直流电网建设时序、电网扰动冲击与振荡传播机理等方面取得重要成果。

◎ 深部探测仪器装备

自主研制出中国首台“地壳一号”万米超深科学钻探钻机、地面电磁探测（SEP）系统、固

定翼无人机航磁探测系统、无缆自定位地震勘探系统、移动平台综合地球物理数据处理与集成系

统等深部探测关键仪器装备与软硬件系统。

图 13-4　大庆施工现场的“地壳一号”万米大陆科学钻探钻机

◎ 典型家电产品拆解、资源化及再制造成套生产线

开发出无害拆解及分拣专用设备，解决了废旧空调、冰箱和平板电视等典型家电产品再资源

225

★ 2013 CH

INA S

CIE

NC

E A

ND

TEC

HN

OLO

GY D

EV

ELO

PM

EN

T RE

PO

RT

★

第十三章　传统产业科技进步

化利用和关键部件再制造生产的技术难题，为中国电子垃圾的无害化处理提出了一套完整的解决

方案。实现了废旧空调换热器铝铜分离率达到 98.5%，废旧线路板电子元器件拆解率达到 98.5%、

分层缺陷达到 7.7%，元器件自动分类正确识别率达到 96.3%、正确分拣率达到 90.1%。已建立多

条示范生产线，具备年处理废旧冰箱 8 万台、废旧液晶和等离子电视模组 3 万片、废旧冰箱及空

调压缩机 2 万台和废旧空调换热器 6 万套的生产能力。

图 13-5　家电产品拆解、资源化及再制造成套生产线

◎ 农业与食品行业制造与自动化生产线关键技术与示范

开展大型农机数字化设计与柔性制造、自动嫁接、分选移栽、乳制品高精度定量无菌灌装、

棉花种子柔性脱绒、色选、枣果内外部品质快速识别等 17 项关键技术研究，开发了大马力拖拉

机变速箱焊接泄漏检测装置、种苗自动分选移栽机、直线式塑瓶乳制品无菌灌装设备等 40 项新

产品，搭建了大马力拖拉机变速箱体柔性制造、高性能无菌灌装成套设备等 8 条自动生产线，初

步建立了 14 个试验、示范基地。

二、海洋装备与船舶

◎ 大功率船用中速柴油机关键技术

突破了大功率船用中速柴油机总体设计、系统集成与匹配、高强化结构设计与制造等关键技

术，自主开发了一型一万千瓦级大功率中速柴油机 12MV 390EF，通过 SCR 后处理技术可满足国

际海事组织 Tier Ⅲ排放要求，采用电控高压共轨燃油喷射系统，油耗为 175g /（kW·h），达到世

界先进水平。该柴油机可满足国内 LNG 船、大型舰船、中小型江海联运船、大型工程船和大型

专用电站等大功率船舶的动力配套。

226

中国科学技术发展报告2

013

★ 2013 CH

INA S

CIE

NC

E A

ND

TEC

HN

OLO

GY D

EV

ELO

PM

EN

T RE

PO

RT

★

◎ 大功率船用电力推进系统

突破了 10MW 级多通道多相电力推进系统集成设计、功率管理、电机协调控制等关键技术，

完成推进变压器、多相推进变频器及电机等核心设备开发，填补中国在 10MW 级及以上民用船

舶大功率电力推进系统的产品空白。

◎ 75 米远洋金枪鱼围网渔船

研发设计出 75 米围网捕捞船，并完成了“金汇 8 号”和“金汇 9 号”实船的建造。2013 年

底两条船已实现单船捕获金枪鱼分别达到 8300 吨和 8451 吨，经济效益显著。

◎ 4500 米级深海作业系统

突破了 4500 米级无人遥控潜水器（ROV）研制的关键技术，完成了关键设备的试验测试，

并在 500 米试验样机上进行了验证，完成了 ROV 动力系统、控制系统等关键技术环节的各项研

制工作，完成了系统集成实验室联调和水池试验，为海试工作做好了准备。

图 13-6　研制中的 4500 米级 ROV

三、汽车

◎ 汽车零部件再制造关键技术与装备

在废旧汽车发动机零部件总成再制造、大功率柴油机发动机燃烧系统升级性再制造等方面

开展技术攻关，使废旧发动机零部件总成零部件无损拆解率由 70% 提高到 93%，拆解效率提高

了 33%，清洗效率提高了 40%，使旧件利用率由原来的 50% ～ 60% 提高到 86%，实现了升级性

227

★ 2013 CH

INA S

CIE

NC

E A

ND

TEC

HN

OLO

GY D

EV

ELO

PM

EN

T RE

PO

RT

★

第十三章　传统产业科技进步

再制造发动机排放标准由欧Ⅰ（Ⅱ）向国Ⅳ排放的提升，气耗仅为 197g/（kW·h），污染物排放

降低了 30%，其可靠性和耐久性符合相关国家标准，不低于同类型的柴油发动机。已建成年产

1000 台升级性再制造发动机的应用示范生产线。再制造发动机零部件总成各项性能指标达到原型

新产品要求，成本仅为新品的 50%。

◎ 车联网技术

围绕汽车产业技术升级，开展了车联网技术的研究。该研究围绕车联网开展体系框架建设、

关键技术研究和典型应用推广，开发交通系统的信息化和智能化装备及系统，从整体上提高交通

效率，提升道路安全，推动中国现代交通向整体协同运行模式的战略转型。

◎ 公路交通应急救援关键技术及成套装备研究

提出了公路交通应急基础救援装备体系，研制了应急指挥类、抢险救援类、后勤保障类等装

备，基本满足多种应急救援的需求。制订了公路交通应急救援成套装备配置方案，提出了省、市、

县三级的公路交通应急救援装备配置要求和方案。

图 13-7　公路交通应急救援关键技术及成套装备研究

四、钢铁

◎ 新一代节能高效连续热处理关键技术

开发出世界首台“多功能综合型冷轧带钢快速热处理实验装置”，研究了冷轧薄板的快速加

热和快速冷却、板形在线测量及控制、采用高效热交换装置实现低温燃烧废气余热利用、带钢高

228

中国科学技术发展报告2

013

★ 2013 CH

INA S

CIE

NC

E A

ND

TEC

HN

OLO

GY D

EV

ELO

PM

EN

T RE

PO

RT

★

效清洗、清洗液循环利用、冷轧工序废弃物利用等钢铁行业的共性技术和公益技术问题，相关技

术在生产线验证效果良好。

◎ 特殊钢生产流程关键技术开发与集成示范

基本完成了铁水“三脱”热模拟、少渣冶炼终点高碳出钢的试验研究，进行了电弧炉高铁水

比（铁水比≥ 60%）特殊钢冶炼工艺开发、超低氧钢与夹杂物控制的精炼技术研究、特殊钢高均

质化凝固与加热控制技术研究和特殊钢棒线材高精度轧制与组织性能控制技术研究等内容，为突

破中国特殊钢生产流程中的关键共性技术奠定了理论基础。

◎ 大型钢铁联合企业废物循环利用技术与示范

在含 Cr 钢渣制备微晶玻璃技术、钢渣冷却破碎－余热有压热闷技术、钢铁联合企业综合废

水深度处理及循环回用技术、钢铁联合企业焦化废水处置分质回用技术、钢铁联合企业副产煤气

清洁循环利用技术及应用、基于物联网的钢铁企业物质流监控与循环利用技术均有突破并大部分

开始了示范工程建设，有效推进了钢铁企业的废物循环利用和节能减排。

◎ 油船货油舱用耐蚀钢生产技术

突破了船用耐蚀钢的合金设计、配套焊材设计、船用耐蚀钢腐蚀机制与模拟评价等一系列关

键技术，在鞍钢、武钢等单位开展了 20 余炉次近 2000 吨钢的工业试制工作，并已初步具备工业

化生产条件。研制开发的货油舱用耐蚀钢在保持船板原有各项性能以及不大幅度增加材料成本的

前提下，可以成倍地提高材料的耐腐蚀性能。形成并发布了《原油油船货油舱耐腐蚀钢检验指南》，

为形成中国自有的耐蚀钢研发和评价体系、参与国际标准制修订积累了大量原始数据。

图 13-8　耐蚀性能对比图

◎ 资源节约型特殊钢关键技术及应用示范

开发了系列节镍、节铬和节钼型资源节约型不锈钢产品，并系统掌握了产品组织、性能控制

及生产工艺技术。研发的节铬型生态友好铁素体不锈钢和节钼型铁素体不锈钢进入批量产业化阶

229

★ 2013 CH

INA S

CIE

NC

E A

ND

TEC

HN

OLO

GY D

EV

ELO

PM

EN

T RE

PO

RT

★

第十三章　传统产业科技进步

段，开发的 S32101、S32304、S31803、S32750 等双相不锈钢板材、棒材和管材，满足了石化、制盐、

海水淡化等领域需求。

◎ 铬资源节约型不锈钢产品开发及产业化关键技术

开展 5 种铬资源节约型不锈钢产品的研发，至 2013 年年底，生态友好节铬型铁素体不锈钢

和节钼型铁素体不锈钢进入批量产业化阶段；微合金化节铬铁素体不锈钢、节铬型经济双相不锈

钢以及节钼节铬型奥氏体不锈钢进入用户试用阶段。其中研发的 5 个产品系列中，节铬节钼型奥

氏体不锈钢 B316LX 和具有 TRIP 效应的双相不锈钢 B2103 两个产品具有自主品牌，于 2013 年

实现全球首发。

◎ 钢铁产业技术集成与产业化示范

建成年产 1500 吨高效蓄热体覆层技术的自动化生产示范线；打通了含钒铁水转炉流程生产

GCr15 轴承钢和 20CrMnTi 系列齿轮钢为代表的典型特殊钢工艺流程，建成一条年产 3 万吨的钢

坯钻孔生产线 ；通过热轧板带钢新一代 TMCP 装备及工艺技术开发与应用技术研究，研制出热连

轧超快冷设备并已在首钢 2160 热连轧生产线上投产运行。

◎ 研制出一批新产品

第三代汽车高强钢实现全球首发；掌握了高牌号取向硅钢的生产技术并形成了自己的核心专

利，进口取向硅钢同比减少 25.23% ；直径 5 毫米高碳钢拉丝线材轧制下线，打破国外企业对极

限规格线材产品的垄断局面 ；350 公里高速铁路车轮用钢即将进入试用阶段。

◎ 加强技术标准制定

2013 年钢铁冶金行业申报标准制修订计划 357 项，其中，国家标准 96 项（制订标准 39 项，

修订标准 57 项）、行业标准 140 项（制订标准 120 项，修订标准 20 项），行业标准样品 121 项。

通过涉及企业管理、生产过程、节能环保、钢材产品等多个领域标准的制修订，有力支撑了钢铁

行业及相关下游用户行业的转型升级。

五、有色金属

◎ 铅锌联合冶炼及资源综合回收新技术

通过对基夫赛特直接炼铅工艺设备进行引进消化再创新，在铅锌联合冶炼及资源综合回收新

技术上取得突破，首次在中国采用该工艺直接生产粗铅，并开发出直接炼铅工艺与湿法炼锌工艺

组成的铅锌联合冶炼创新工艺流程，解决了锌浸出渣采用传统工艺处理所存在的能耗高、污染重

和资源综合回收差的问题。

230

中国科学技术发展报告2

013

★ 2013 CH

INA S

CIE

NC

E A

ND

TEC

HN

OLO

GY D

EV

ELO

PM

EN

T RE

PO

RT

★

◎ 硫磷混酸协同体系高效处理复杂白钨矿新技术

研发成功的硫磷混酸协同体系高效处理复杂白钨矿新技术，将传统的钠碱压煮分解体系改为

酸性常压分解体系，使难处理钨矿得到有效分解，使选冶综合回收率提高 15% 以上，工业应用

表明该技术可使每吨 APT 的总加工成本降低 30% 以上。

◎ 金属锡提纯新技术及产业化

采用“真空挥发—分级冷凝”的技术，实现了锡与铅、锑、铋、砷、锌等元素的清洁高效分

离，解决了锡精炼工艺复杂、金属回收率低、污染严重的难题。自主研制出大型连续真空蒸馏装备，

处理量提高 2 ～ 3 倍，实现了真空炉的自动化和连续化。

◎ 铜管高效短流程技术装备研发及产业化

在引进消化吸收基础上，开发出高产能、高质量、低成本、低能耗的“金龙水平连铸－行星

轧制工艺”，单线产能由引进初期的 5000 吨提高到 3 万吨，综合成材率由 40% 提高到 92% 以上；

能耗由 500kWh/t 降低到 330kWh/t，产品市场占有率达 40%，引领中国铜管加工生产技术整体处

于世界领先水平。

◎ 高强度铜合金带材的关键技术及产业化

攻克了新一代高端引线框架材料用 C7025 高强度铜合金带材的产业化关键技术，并建立了

产能 3000 吨 / 年的生产线，已批量生产 C7025 高强度铜合金带材，产品质量满足高端用户要求，

已替代进口。

◎ 缓倾斜厚矿体间柱环境再造连续开采综合技术

实现了缓倾斜厚大矿体的安全、高效、连续回采和井下废石不出坑的无废开采方式的转变，

大幅度提高了矿山综合生产能力，有效开发利用了低品位资源，提高了矿山的经济效益，为中国

类似条件下缓倾斜中厚以上矿体的高效连续回采提供了成功范例和宝贵经验。

◎ 复杂难选钼钨类质同象白钨矿选矿技术

研发出高效钼钨类质同象白钨矿捕收剂，并联合采用高效组合调整剂、特效硫化矿捕收剂和

磁黄铁矿浮选药剂以及浮钼—强化脱硫—高效回收钼钨类质同象白钨矿的全浮选工艺流程，有效

地脱除难浮的磁黄铁矿，显著提高了白钨精矿的富集比和回收率，解决了伴生有磁黄铁矿的低品

位钼钨类质同象白钨矿的浮选技术难题，使该类难处理钨资源成为高效可利用资源。

◎ 高铝粉煤灰提取氧化铝关键技术研究及其工业化中试装置开发

开发了循环流化床粉煤灰“一步酸溶法”生产冶金级氧化铝工艺技术及 4000 吨 / 年中试装

置与系统，实现了粉煤灰的高效综合利用。其中高铝粉煤灰酸法生产氧化铝新工艺，属国内外首创，

231

★ 2013 CH

INA S

CIE

NC

E A

ND

TEC

HN

OLO

GY D

EV

ELO

PM

EN

T RE

PO

RT

★

第十三章　传统产业科技进步

并达到国际领先水平。

◎ 研制成功一批有色金属新材料

航空用高性能铝合金材料、航天用超强耐蚀无磁铝合金、现代交通用铝合金绿色节能产品、

锡基球形焊锡粉、高性能钼合金材料、纳米集成电路设备用高端硅单晶材料、二硼化镁线带材超

导材料、铂族金属均相催化材料等一批高新技术产品和高端材料相继研制成功，为扩大有色金属

材料的新应用，满足国防和高技术领域重大需求提供了技术支撑。

◎ 研究实验基地建设

2013 年，有色金属行业五个国家工程技术研究中心通过批准立项建设，分别为北京有色金属

研究总院“有色金属新能源材料与制品”、赣州稀土集团有限公司联合江西理工大学和赣州有色冶

金研究所“离子型稀土资源高效开发利用”、湖南博云新材料股份有限公司（中南大学）“炭 / 炭

复合材料”、山东南山铝业股份有限公司 “铝合金压力加工”、广东先导稀材股份有限公司“稀散

金属”。昆明理工大学超硬材料先进制备技术国家级国际联合研究中心获科技部批复。昆明理工

大学组建的“有色金属工业能源高效利用重点实验室”，获协会批复并正式运行。

六、石化

◎ 万吨级煤基甲醇制芳烃技术

率先在国际上开发成功甲醇制芳烃的催化剂和便于大型化工业生产的流化床甲醇制芳烃的连

续反应再生技术，在华电榆林榆横煤化学工业建成万吨级工业性试验装置，实现了一次投料试车

成功，第一次投料原料甲醇转化率高于 99.99%，油相产物中甲基苯（主要指甲苯、二甲苯和三甲苯）

的含量达到 90% 以上，处于同类技术的国际领先水平。

◎ 万吨级反式异戊橡胶工业化装置

研制出世界第一套万吨级反式异戊橡胶工业化生产装置，投产使用，并生产出合格的反式异

戊橡胶产品。反式异戊橡胶在轮胎中使用具有显著经济和社会效益，经计算使用反式异戊橡胶生

产全钢子午胎磨耗提高 20% 以上，耐疲劳性提高 300% ；1 吨反式异戊橡胶用于生产半钢子午胎，

可节省燃油 70 吨，减少汽车尾气 CO2 排放量 200 吨。

◎ 超重力法 CO2 捕集纯化技术及应用示范

开发了 CO2 超重力法捕集纯化新工艺及放大技术，突破了大型化和高压复杂工况下超重力

装备设计与制造关键技术，建成 1.5 亿标方 / 年电厂烟气 CO2 超重力法捕集纯化成套工业示范线

和 1500 万标方 / 年超重力法撬装式油田伴生气 CO2 捕集纯化成套工业示范装置，可年减排 CO2

232

中国科学技术发展报告2

013

★ 2013 CH

INA S

CIE

NC

E A

ND

TEC

HN

OLO

GY D

EV

ELO

PM

EN

T RE

PO

RT

★

三万多吨，两条示范线回收的 CO2 全部用于胜利油田 CO2 驱三次采油中，有效提高了原油的采

收率，达到了节能减排和 CO2 资源化利用目标。

◎ 氧阴极低槽电压离子膜法电解制烧碱技术

围绕氯碱工业关键节能技术和装备研发，攻克了电极材料制备、电极组装工艺、电解槽设计

制造以及工艺运行控制等关键技术，申请国内外发明专利 19 项；建成 5000 吨 / 年烧碱示范装置，

可实现节能 30% 左右。

◎ 超低甲醛释放的脲醛树脂制造技术及应用

开发出新结构脲醛树脂制备技术，确定树脂合成的工艺参数和设备参数，并在 1000L 反应釜

进行放大研究，形成产业化规模技术。经检测，由该树脂制备的椴木人造板甲醛释放量小于 0.3mg/L，

而同等质量的椴木空白样品中甲醛释放量可达 0.2mg/L 左右，具有较强的环保性。

◎ 面向石化行业的安全控制系统研究与开发

建立安全控制系统的三重化表决安全完整性模型，实现了多重表决技术、诊断技术、安全总

线技术、可信编译技术、安全在线下载等功能，已研制完成具有自主知识产权的面向石化安全控

制系统的第一版原型样机，并已按照 IEC61508 要求开展 SIL3 安全完整性等级内部评估。相关成

果可应用于紧急停车系统、压缩机组保护、瓦斯与火灾的监测和保护、油气输送、液化天然气存

储与运输海上石油平台的保护与控制、压缩机的保护与控制等场合。

◎ 胜利油田薄互层低渗透油田开发示范工程

针对薄互层低渗透油藏开发的技术瓶颈，形成直井长缝压裂完井注水开发技术和水平井多级

压裂完井天然能量开发技术两项标志性成果。胜利油田薄互层低渗透油藏储量丰富，截至 2012

年底探明石油地质储量 5.03 亿，占胜利油田低渗透油藏总储量 11.55 亿吨的 44%，该工程实施将

为中国薄互层低渗透油田开发提供高效的开发模式。

◎ 兰炭（半焦）清洁生产和碳氢尾气合成天然气关键技术开发与示范

围绕兰炭规模化清洁生产和碳氢工业尾气合成代用天然气两个目标，开发出具有高活性、良

好热稳定性和抗结碳性的甲烷化催化剂和三段绝热甲烷化工艺，编制了工艺设计包，建成了年产

2000 万 Nm3 碳氢工业尾气合成代用天然气示范工程，并通过 72 小时连续运行考核，为中国煤制

天然气的研究提供了又一项重大技术支撑。

233

★ 2013 CH

INA S

CIE

NC

E A

ND

TEC

HN

OLO

GY D

EV

ELO

PM

EN

T RE

PO

RT

★

第十三章　传统产业科技进步

七、建材

◎ 水泥窑炉粉尘及氮氧化物减排关键材料及应用技术开发

设计出水泥窑四通道煤粉富氧低 NOx 燃烧器，开发出 2400Nm3/h 膜分离富氧制氧系统并

用于 1200t/d 水泥熟料生产线；开发出适应于水泥窑炉催化脱硝的催化材料，脱硝效率最高超过

95%，并建成 1000 立方米 / 年生产线；开发了 SNCR 还原剂喷射系统和控制系统，建成了 2000t/d

和 4500t/d 新型干法生产线 SNCR 脱硝示范工程，并在水泥行业内推广应用；开发了适用于水泥

窑炉除尘的小孔径、高孔隙率、高强度膨化聚四氟乙烯玻璃纤维 / 聚酰亚胺纤维覆膜技术；完成

了高温袋除尘器设备结构及喷吹清灰系统的热补偿装置初步设计。

◎ 结构低频隔减振创新材料与装置

攻克了磁流变液稳定性差的技术瓶颈；研制了高耗散磁流变弹性体，大幅提升了磁流变弹性

体耗散能力；发明了高耗散复合式磁流变阻尼器（MRD），解决了易渗漏、出力小的难题，研制

出目前国际上第二大阻尼力（47.2 吨）MRD 。成果实现了系列产品的规模化生产，并在上海世

博会开幕馆、国家大剧院、杭州湾跨海大桥观光塔等 50 多个重大工程项目中应用，解决了诸多

重大工程抗振 ( 震 ) 难题。

◎ 多光谱透过铝酸钙红外玻璃成套制备技术

研制出可工程化的多光谱铝酸钙红外玻璃配方，开发出多光谱透过铝酸钙红外玻璃成套制备

技术和设备，并实现大尺寸整流罩的典型应用，经地面鉴定试验和装机试飞考核，整流罩整体性

能达到国际同类产品先进水平，满足了先进光电探测系统和重点武器型号对铝酸钙红外玻璃的配

套急需。

图 13-9　多光谱铝酸钙红外玻璃与应用

234

中国科学技术发展报告2

013

★ 2013 CH

INA S

CIE

NC

E A

ND

TEC

HN

OLO

GY D

EV

ELO

PM

EN

T RE

PO

RT

★

◎ 特殊环境下陶瓷与复合材料的力学性能评价实验装置

通过方法创新，研制出特殊环境下陶瓷与复合材料的力学性能评价实验装置，并制定国际标

准和国家标准，解决了室温、高温和超高温等复杂环境下陶瓷材料力学性能评价技术难题，实现

了腐蚀环境、高温或超高温环境等特殊条件下的陶瓷材料产品力学性能测试方法和评价技术的标

准化。成果已在中国建材检验认证集团股份有限公司、中国科学院上海硅酸盐研究所等单位应用。

图 13-10　特殊环境下陶瓷与复合材料的力学性能评价实验装置

◎ 大流量粉体物料在线计量技术与装备

开发了“失速补偿技术”，研制出双向测量盘、专有材料配方，研发了大流量粉体物料专用

流量调节装置，解决了通过量大、计量准确度高、控制精度高、关键件磨损、通用性强等技术难题，

相关产品可替代国外产品，已在中建材集团、中材集团、海螺集团、山水集团等大型水泥集团的

多条 5000 ～ 12000t/d 的水泥生产线上应用，实现长期可靠运行。

图 13-11　大流量粉体物料在线计量技术与装备

235

★ 2013 CH

INA S

CIE

NC

E A

ND

TEC

HN

OLO

GY D

EV

ELO

PM

EN

T RE

PO

RT

★

第十三章　传统产业科技进步

◎ 平板液晶显示技术用玻璃基板产业化技术

开发出高强度、环保型玻璃基板的料方，优化玻璃熔化和成型温度场、成型速度、退火曲

线等工艺参数，改进拉边机和切割机等关键装备，建立了 0.4mm G4.5 玻璃基板产品检测标准

及检测系统数据库，系统性地解决了液晶玻璃基板超薄化设计、生产、制造和加工的产业化难

题，并实现了 0.4mm G4.5 TFT-LCD 玻璃基板超薄化的工业化生产，产品通过面板生产企业的

认证。

◎ 建设一批行业科技创新平台

2013 年，建材行业正式批准成立了“硅酮密封胶企业技术创新中心”、“混凝土管桩重点实

验室”、“混凝土预制桩工程技术中心”、“粉体物料输送与计量工程技术研究中心”、“玻璃熔窑烟

气脱硫脱硝企业技术创新中心”和“混凝土管桩节能减排工程技术研究中心”6 个平台，目前建

材行业科技创新平台已达 12 个。

八、轻工

◎ 房间空调器高效节能关键技术的研究及应用

通过创新和优化智能功率模块、少镝稀土电机永磁体和优化螺纹管型换热器等核心部件，融

合模糊控制和转矩补偿技术、超低功耗技术和电能需求管理与控制技术，实现空调整机的能效比

提升，达到 7.37，比国家能效标准 1 级 5.20 高出 41.7%。

◎ 淀粉糖及其衍生物清洁制备与分离关键技术

在新型淀粉衍生物领域，研制出弹簧糊精、聚合度 DP20－40 大环糊精和半乳糖基－β－环糊

精等分支环糊精、零甲醛高性能的淀粉胶黏类淀粉衍生物等新型淀粉衍生物新品种。在传统淀粉

衍生物领域，创新了一步法（干法和酶法）替代传统化学湿法制造交联类、酯类等多种变性淀粉

类淀粉衍生物的新技术，避免或大幅减少污水排放；创新了降低蒸汽消耗的淀粉糖类淀粉衍生物

节能生产新工艺，大幅度节省了能耗。相关技术成果已在西王集团有限公司、山东新大生物科技

有限公司等多家企业应用，取得了显著的经济和社会效益。

◎ 轻工过程高浓度有机废水处理关键设备及工程化技术

开发了高效厌氧污泥富集培养及颗粒化加速技术、异相催化氧化技术、自由基缓释技术，研

制了连续逆流砂滤器、上流式多级处理厌氧反应器、上流式多相废水处理氧化塔、连续逆流砂滤

器等关键设备，部分设备实现规模化生产，并已在造纸、淀粉、酒精、酵母、制糖等行业的 112

家企业得到推广，有效解决了轻工行业废水处理过程启动周期长、污泥活性低、芬顿处理剂消耗

236

中国科学技术发展报告2

013

★ 2013 CH

INA S

CIE

NC

E A

ND

TEC

HN

OLO

GY D

EV

ELO

PM

EN

T RE

PO

RT

★

量大等技术难题。

◎ 啤酒废水超低排放关键技术及应用

研发了酿酒废水厌氧消化工艺和微生物过程强化关键技术和装备，实现酿酒废水的能源回收、

废水的再生利用。获发明专利 20 项，整体技术达到国际先进水平。相关技术和装备已在青岛啤

酒股份有限公司等 54 家酿酒企业的废水处理工程中进行应用，遍布 19 个省、市、区。年均处理

酿酒废水 3860 万吨；年均减排 COD 8.4 万吨、TN 287.7 吨、TP 121.3 吨；年均产生生物质燃气（以

天然气计）3195.8 万立方米、再生水 59 万吨。

◎ 涂覆型长效流滴消雾功能农用大棚膜

在涂覆和添加两种工艺的关键技术取得重要突破，研发出“聚合物基纳米复合涂覆液”和在

线涂覆装置及生产工艺，研制出具有高分散性、高阻隔性的特殊阻透增效树脂和防老化助剂。两

种工艺在额定的覆盖栽培周期都实现棚膜高光效和功能与寿命同步，满足不同区域蔬菜、瓜果、

花卉和药材等农作物种植的差异化需求，达到国际先进水平。

◎ 加强标准制定

2013 年轻工行业共完成报批标准 424 项，其中：国家标准 75 项，行业标准 349 项。申请标

准计划 282 项，其中：国家标准计划 137 项，行业标准计划 145 项。完成 184 项行标复审项目的

组织工作。完成申报国家军用标准计划 8 项。积极参与国际标准制修订工作，承担国际标准化组

织秘书处工作，承办国际标准化机构工作会议。截至 2013 年底，轻工行业承担了 ISO/IEC 的技

术机构秘书处 4 个，其中 2 个为中国独立承担，1 个为中国与法国共同承担，1 个为中国和南非

共同承担。

九、纺织

◎ 超高分子量聚乙烯纤维关键技术

改进了催化剂和溶剂的性能，研发出两个牌号的纤维级 UHMWPE 树脂，建立了中试装置，

形成了 2 万吨 / 年纤维级 UHMWPE 树脂连续法工业生产能力；研发了纤维表面改性等新技术，

开发出大容量非连续冻胶法 UHMWPE 纤维产业化制备技术，单线产能提高到 400 吨 / 年以上；

研发出的高性能、轻量化无纬布防弹衣等系列防弹制品、高速低捻合股 UHMWPE 纤维高强绳缆

和高等级包覆纱线防切割手套等产品都已实现工业化量产。建立了 UHMWPE 纤维级树脂检测企

业标准，提出了纤维级 UHMWPE 树脂规格国家标准建议稿。

237

★ 2013 CH

INA S

CIE

NC

E A

ND

TEC

HN

OLO

GY D

EV

ELO

PM

EN

T RE

PO

RT

★

第十三章　传统产业科技进步

◎ 纤维预成型体增强复合材料技术

发明经纱更小单元减纱方法，研制出 2.5D 非对称、非等数减纱工艺、2.5D 厚度梯度渐变技术，

可大幅缩短了仿形织物的研发周期、提高织物的综合性能，已用于航天科工集团、航天科技集团

四个型号七种天线罩产品的研制和批产，降低了天线罩的制造成本。

图 13-12　纤维预成型体增强复合材料技术

◎ 干喷湿纺 GQ45 高性能碳纤维工程化关键技术及设备

突破了国际先进的干喷湿纺碳纤维制造技术，开发了适用于干喷湿纺的均质化聚合系统、低

扰度空气层纤维成型系统以及高速高倍蒸汽牵伸系统，自主开发设计了快速换热的全混式 60 立

方米聚合釜、干喷湿纺纤维成型装备、蒸汽牵伸装备、全套碳化关键装备以及高效溶剂回收和废

气处理系统。基于以上关键技术和装备基础，制造出了各项指标均达到国标 GQ4522 标准的碳纤

维产品，并应用于多家复合材料制造企业。

◎ 全电脑数控无缝成型机

全球首创 HYQ 系列四位一体全电脑数控无缝成型机，使织机脱离了传统的机械操作模式，

精简了缝合步骤，产品可无缝一次成型，提高了生产效率。同时，可实现一机多用，同一台机器

具有生产毛衣、内衣、裤子、T 恤等服装的功能，为下游企业实现多元发展带来可能。

◎ HP 全自动电脑横机关键技术研发及产业化

研制出全自动电脑横机，突破了中国全自动横机编织机构不能满足复杂组织编织时高速稳定

运行的技术瓶颈，取得了 12 项重大技术发明专利，整体技术水平达到国际先进。打破了长期

238

中国科学技术发展报告2

013

★ 2013 CH

INA S

CIE

NC

E A

ND

TEC

HN

OLO

GY D

EV

ELO

PM

EN

T RE

PO

RT

★

以来全自动电脑横机市场被日本岛精、德国斯托尔垄断的局面，可大幅降低针织服装企业的购

机成本。

◎ 海藻资源制取纤维后加工关键技术开发

800 吨海藻制取纤维试车成功，实现天然本质自阻燃的功能性纺织新材料及生物医用新材料

两大系列海藻纤维量产，研发出后道 5 个系列海藻纤维的制品，确立了国内海藻纤维量产及后道

应用研发产业化新标杆。

◎ CMT1800 粗细联合智能粗纱机系统

研制出具有国际先进水平的全自动智能化粗纱机，解决了粗纱自动落纱、品种识别、在线监

测等难题，自动落纱时间保持在 2 分钟之内，比传统人工落纱少 10 分钟，尾纱在线清除成功率

达 96%，效率达 2 分钟 /10 锭。系列产品完全可替代进口，已在山东飞泰纺织、湖北中天科技等

9 家企业中推广应用。

◎ 8 万吨粘胶短纤后处理生产线

开发出年产具有世界最大产能的 8 万吨粘胶短纤后处理生产线，主要包括 4 米幅宽的精炼联

合机和 3.8 米幅宽的烘干联合机，均为目前全世界最大幅宽的粘胶精炼机和烘干机。该生产线比

两条 4 万吨生产线在厂房、设备方面的投资减少约 20%，生产用工和能耗减少 30%。

第二节　

重大示范推广项目

一、特高压输电技术创新及工程应用

2013 年国家电网公司在特高压交直流输电技术创新及工程应用方面取得新进展。全面掌握

同塔双回路特高压交流输电核心技术，自主设计、制造、建设和投运了世界首个商业化运行的同

塔双回路特高压交流输电工程——皖电东送淮南至上海 1000kV 特高压交流输电示范工程，在钢

管塔应用、潜供电流抑制、防雷等方面实现新突破。

自主成功研制额定电流 5000A 的特高压大容量直流设备，与 6×1000mm2 大截面导线、耐磨

金具、Y 型绝缘子串、裹体桩基础等新技术、新工艺共同应用于世界上输送功率最大（8000MW）、

送电距离最远、技术水平最先进的特高压直流输电工程——哈密南—郑州 ±800kV 特高压直流输

239

★ 2013 CH

INA S

CIE

NC

E A

ND

TEC

HN

OLO

GY D

EV

ELO

PM

EN

T RE

PO

RT

★

第十三章　传统产业科技进步

电工程。该工程投运后，额定功率运行下预计每年可向华中地区输送电量 500 亿千瓦时，相当于

运输煤炭 2300 万吨，减少排放 CO2 4000 万吨、SO2 33 万吨，成为联接西部边疆与中原地区的“电

力丝绸之路”。±800kV/8000MW 级特高压直流输电技术实现规模应用和标准化应用。

图 13-13　皖南东送工程特高压同塔双回线路

二、建材行业低碳技术创新及产业化示范工程

为推动重点领域节能减排、清洁生产工艺、控制温室气体排放等相关技术创新，2013 年组

织实施了煤炭、电力、建筑、建材 4 个行业低碳技术创新及产业化示范工程专项。其中，建材行

业水泥、玻璃、陶瓷、墙材、玻纤等领域 8 个项目获准实施，共得到国家 1.225 亿元补助资金支持。

项目实施将有效解决建材行业节能降耗问题，如华新水泥（株洲）有限公司项目的垃圾轻质

可燃物分选率高达 90%、无机物分选率高达 95%、厨余分选率将达到 85%，同时烟气中二 英与

呋喃的总含量可降至 0.1ng TEQ/m3 ；溧阳天山水泥有限公司项目建成后，每年可处理城市生活垃

圾、农村垃圾和熟化垃圾总量 14.27 万吨，年节约烟煤 2 万余吨，同时可节约 1.18 万吨黏土质原

料；中国洛阳浮法玻璃集团有限责任公司项目可将单位平均综合能耗降低至 12.43 千克标煤 / 重

量箱，比 2010 年玻璃行业平均能耗下降 40%，熔窑烟气余热回收率达到 68%，SO2 和 NOX 的去

除率分别达到 80% 和 85% 以上，烟尘排放浓度小于 40 毫克 / 立方米（标准）；泰山玻璃纤维有

限公司项目可将吨产品原丝能耗降低到 0.47 吨标煤，综合能耗降低 67.8%，比空气助燃节约燃料

50% 以上，减排 NOX 90%。

240

中国科学技术发展报告2

013

★ 2013 CH

INA S

CIE

NC

E A

ND

TEC

HN

OLO

GY D

EV

ELO

PM

EN

T RE

PO

RT

★

三、600MW 超临界循环流化床示范电站工程

600MW 超临界循环流化床示范电站是中国“十二五”重点工程，也是洁净煤炭燃烧高新技

术应用的重大示范工程。2006 年在国家支持和四川白马电站的配合下，东方锅炉股份有限公司

启动了国产 600MW 超临界循环流化床燃煤示范工程锅炉设计研制工作，2009 年 12 月，技术方

案顺利通过专家审，2012 年 6 月， 600MW 超临界循环流化床锅炉在东方锅炉制造完工，工程于

2012 年底建成。2013 年 4 月 14 日在神华国能集团四川白马循环流化床示范电站有限责任公司顺

利通过 168 小时满负荷试运行，成功投运。试运行期间，机组满负荷试运平均负荷率 100.509%，

保护装置投入率 100%，热控自动投入率 100%。这标志着中国在大容量、高参数循环流化床洁净

煤燃烧技术方面走在了世界前列。

600MW 超临界循环流化床锅炉可使用价格低廉的劣质煤和煤矸石等固体废料发电，综合设

备投资较低，是目前全球商业化程度最好的洁净煤技术之一。同时该锅炉是清洁燃烧的环保型锅

炉，与传统煤粉锅炉相比，该设备污染物排放大大降低，外排烟气中氮氧化物每立方米小于 100

毫克，无需加装额外处理装置，即可达到国内《火电厂大气污染物排放标准》。在脱硫方面，可

投入石灰石在炉内脱硫，脱硫率可达 96.7%，具有炉内脱硫脱硝效率更高、经济效益更好、排放

更低等特点。在燃料燃烧时，在减排的同时它还可以节约发电成本，使过去亚临界锅炉最高只有

37% 左右的发电效率提高到了 41%，每生产一度电可节约煤耗 40 克。

四、以煤气化为基础的多联产示范工程

面向中国煤化工快速发展对大型关键设备、工艺和技术的需求，开展了大型煤气化、合成气

低污染重型燃气轮机、液体产品合成、系统优化集成、运行及控制等关键技术研发与示范。该工

程采用中国华能集团自主研发的 2000 吨 / 天级气化炉，在天津建设了中国首台 25 万千瓦级整体

煤气化燃气 - 蒸汽联合循环发电机组，并于 2012 年 11 月完成 72 ＋ 24 小时试运行，标志着中国

洁净煤发电技术取得了重大突破，2013 年该工程获得验收。

该示范工程取得的创新性成果主要包括：2000 吨 / 天级煤新型水煤浆气化炉实现工业运行；

2000 吨 / 天级干煤粉加压气化炉实现长周期运行；完成 B 级燃气轮机多喷嘴稀释扩散燃烧室研制

并得到工程验证；建成了 2 个 16 万吨 / 年高温费托合成油示范工厂，配套建设了 1500 吨 / 年催

化剂厂；开发了 IGCC 联产系统运行优化、协调控制、系统集成及设计等技术；开发的 3000 吨 /

年低温费托合成催化剂工业技术及 100 万吨 / 年低温费托合成油技术工艺包，在“十二五”相关

工程中得到应用。