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記者2月2日從天津大學(xué)獲悉，由中國中煤能源集團(tuán)有限公司布局，中煤天津設(shè)計(jì)工程有限責(zé)任公司牽頭研發(fā)，天津大學(xué)、德礦九鼎（天津）科技有限公司、中煤新集能源股份有限公司聯(lián)合研制的首臺套國產(chǎn)大型智能壓力耦合裝備研制成功，標(biāo)志著我國在該領(lǐng)域打破國外技術(shù)壟斷，實(shí)現(xiàn)關(guān)鍵裝備自主可控。

煤礦井下熱害是威脅安全生產(chǎn)的重要難題。長期以來，我國在該領(lǐng)域面臨兩難選擇：若采用傳統(tǒng)高壓換熱系統(tǒng)，則存在擴(kuò)容困難、換熱效率低、維護(hù)成本高等問題；若引進(jìn)國外三腔式壓力交換設(shè)備，則需承擔(dān)高昂采購費(fèi)用、漫長供貨周期與滯后的售后服務(wù)。自主研發(fā)高性能壓力耦合裝備，已成為保障國家深部資源開采安全、提升能源行業(yè)自主創(chuàng)新能力的緊迫課題。

面對這一挑戰(zhàn)，天津大學(xué)化工學(xué)院王越教授團(tuán)隊(duì)依托化學(xué)工程與低碳技術(shù)全國重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，與產(chǎn)業(yè)界深度協(xié)同，歷經(jīng)多年攻關(guān)，最終在理論突破、技術(shù)研發(fā)與裝備制造全鏈條實(shí)現(xiàn)重要?jiǎng)?chuàng)新。

王越介紹，該裝備成功攻克了四大核心技術(shù)難題：一是實(shí)現(xiàn)超高壓流體勢能高效率轉(zhuǎn)換。研究團(tuán)隊(duì)通過創(chuàng)新的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與壓力預(yù)平衡策略，有效消除系統(tǒng)水錘現(xiàn)象，實(shí)現(xiàn)了16兆帕高壓流體與4兆帕低壓流體之間的高效能量傳遞。

二是實(shí)現(xiàn)冷量超低損耗傳輸。在冷熱水直接接觸的勢能交換過程中，團(tuán)隊(duì)通過突破性技術(shù)手段，將冷水溫升嚴(yán)格控制在0.3—0.5攝氏度的極低區(qū)間，在確保裝備高效穩(wěn)定運(yùn)行的同時(shí)，顯著提升井下降溫效能。

三是實(shí)現(xiàn)核心部件高可靠性。面對高壓、高頻次溫度壓力切換等嚴(yán)苛工況，團(tuán)隊(duì)基于扎實(shí)的理論研究與反復(fù)測試驗(yàn)證，成功研制出具備高可靠性、長壽命、低流阻特性的關(guān)鍵部件。

四是實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)智能感知與調(diào)控。裝備搭載先進(jìn)人工智能架構(gòu)，具備高易用性、高同步性與強(qiáng)擴(kuò)展性，可實(shí)現(xiàn)對地面降溫系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)感知、運(yùn)行精準(zhǔn)調(diào)控與安全實(shí)時(shí)監(jiān)控，推動(dòng)礦山降溫邁向智能化。

目前，該裝備已在德礦九鼎制造測試車間穩(wěn)定運(yùn)行超過三個(gè)月，各項(xiàng)性能指標(biāo)達(dá)國際先進(jìn)水平。按計(jì)劃，裝備將于今年上半年在中煤新集能源股份有限公司劉莊煤礦西區(qū)正式下井投用。

據(jù)悉，該成果的落地，不僅為我國煤礦井下熱害治理提供了高效、經(jīng)濟(jì)、可靠的國產(chǎn)化解決方案，有效支撐深部煤礦安全生產(chǎn)，也為推動(dòng)我國能源裝備自主化、提升重大技術(shù)裝備研發(fā)能力奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)，彰顯了產(chǎn)學(xué)研協(xié)同創(chuàng)新在攻克關(guān)鍵核心技術(shù)中的重要作用。

（天津大學(xué)供圖）