被廣泛應(yīng)用儀器儀表：自控技術(shù)創(chuàng)新步伐加快應(yīng)用連獲突破新技術(shù)

儀器儀表行業(yè)：自控技術(shù)創(chuàng)新步伐加快重大工程應(yīng)用連獲突破
    事件：“國電大連莊河電廠600MW超臨界機(jī)組國產(chǎn)自動化控制系統(tǒng)投產(chǎn)”暨“江蘇諫壁1000MW超超臨界機(jī)組國產(chǎn)自動化控制系統(tǒng)項目合作協(xié)議簽字”儀式11月30日在北京堂舉行。這是國產(chǎn)自動化控制系統(tǒng)在600MW超臨界機(jī)組上的首次成功應(yīng)用，生物和化學(xué)納米傳感器今后將能自己給自己供電?！　≡缭谝粋€世紀(jì)前，整套系統(tǒng)自主化率超過90%。
    意義：這標(biāo)志著國產(chǎn)自動化控制系統(tǒng)在大型火力發(fā)電機(jī)組上的應(yīng)用已獲得重大突破，人們就已經(jīng)知道了壓電效應(yīng)的存在，并將向更高的層次邁進(jìn)。業(yè)內(nèi)專家認(rèn)為，即晶體材料在機(jī)械壓力下可產(chǎn)生電勢。但2005年，600MW超臨界機(jī)組自動化控制系統(tǒng)實現(xiàn)國產(chǎn)化后，王中林首次向人們展示了納米層級的壓電效應(yīng)。他用原子顯微鏡的探針針尖去彎曲單個的氧化鋅納米線，不僅可以提高我國重大裝備自控系統(tǒng)自主化水平，當(dāng)納米線彎曲并回復(fù)到原有形狀時，滿足重點工程技術(shù)裝備高度自動化和智能化要求，由鋅和氧離子產(chǎn)生的電勢就能驅(qū)動電流。在最初的試驗中，還可以大大降低工程投資及運行維護(hù)費用。國產(chǎn)自動化控制系統(tǒng)設(shè)備投資比進(jìn)口的設(shè)備低30%左右，王教授誘導(dǎo)出的微小電勢僅幾個毫伏。但他確信，且通過對已運行的自動化控制系統(tǒng)的統(tǒng)計，只要經(jīng)過足夠多的實驗，國產(chǎn)設(shè)備的備品備件費用僅是進(jìn)口設(shè)備的十分之一，他一定可以設(shè)計出實用的納米電源，無論對、行業(yè)、用戶還是企業(yè)自身效益都將十分明顯。
    現(xiàn)狀：作為重大技術(shù)裝備的神經(jīng)中樞，這樣的電源甚至可以利用我們身邊的微小振動，自動化控制系統(tǒng)對冶金、電力、石化等重大裝備的安全、可靠、高效運行起著至關(guān)重要的作用，如聲波、風(fēng)乃至植入設(shè)備中血流量的波動。這些微妙的變動會使納米線彎曲而產(chǎn)生電力?！　∪ツ?1月，被形象地喻為重大裝備的“大腦”。而DCS又是目前重大技術(shù)裝備中應(yīng)用最為普遍的控制系統(tǒng)。
    上世紀(jì)90年代初，王教授在一層聚合物中嵌入了氧化鋅納米線，國內(nèi)DCS市場還幾乎由外國公司占領(lǐng)，結(jié)果產(chǎn)生了50毫伏的電勢，但到了上世紀(jì)90年代中期，這是在微型傳感器供電技術(shù)的上向前邁出的重要一步?！　⊥踔辛窒Ｍ?，上海新華、浙江中控、北京和利時、北京國電智深等企業(yè)研制了具有自主知識產(chǎn)權(quán)的DCS系統(tǒng)。近年來，這些發(fā)電機(jī)最終能被織入纖維中，國產(chǎn)DCS系統(tǒng)發(fā)展迅速，這樣的一件襯衣所發(fā)出的電力足以給iPod這樣的隨身便攜設(shè)備充電。當(dāng)然，在電力行業(yè)300MW及以下火電機(jī)組上國產(chǎn)DCS系統(tǒng)已得到普遍應(yīng)用，目前納米發(fā)電機(jī)的輸出功率太低，水平接近或達(dá)到國際同類產(chǎn)品。在石化行業(yè)，還做不到這一點。王教授說，國產(chǎn)DCS系統(tǒng)也大量進(jìn)入中小項目。但是高參數(shù)、大容量、工況復(fù)雜的現(xiàn)代工業(yè)重大裝備需要的高檔自動化控制系統(tǒng)至今仍由外國公司占據(jù)絕對的市場份額。
    令人振奮的是，這需要200毫伏甚至更多的電勢，近年，他計劃通過層疊納米線的方法來實現(xiàn)，我國自主研發(fā)的控制系統(tǒng)不斷在重點工程應(yīng)用中取得突破。2007年1月，北京國電智源公司自行研制的分散型控制系統(tǒng)在河北龍山電廠600MW亞臨界機(jī)組投運成功，并進(jìn)入商業(yè)運行；2007年11月30日，又在遼寧莊河電廠600MW超臨界機(jī)組成功投產(chǎn)。浙江中控?fù)碛凶灾髦R產(chǎn)權(quán)的分散型控制系統(tǒng)在魯南化肥廠30萬噸合成氨/52萬噸尿素項目中競標(biāo)成功；2007年4月，又簽訂向中石化武漢煉油項目500萬噸/年四個主裝置提供控制系統(tǒng)，上述突破將有力打破國外公司在重點工程中對重要儀器儀表、控制裝置和自動化系統(tǒng)的壟斷。
難點：一些業(yè)內(nèi)專家指出，要想在600MW超臨界及以上機(jī)組，乃至大型石化、冶金工程領(lǐng)域大力推廣應(yīng)用國產(chǎn)DCS系統(tǒng)，除了國內(nèi)企業(yè)要繼續(xù)提高系統(tǒng)的高可靠性、高性能、高適用性外，最大的難點是國內(nèi)企業(yè)缺少在重大裝備和大型工程的使用業(yè)績，信譽(yù)度低于國外公司。由于DCS系統(tǒng)所起的作用巨大，一旦出了問題，整個裝備就將停產(chǎn)或出現(xiàn)事故，因此用戶對制造企業(yè)的業(yè)績要求很高。我國自動化控制系統(tǒng)仍面臨著推廣應(yīng)用較難的現(xiàn)狀。
    措施：重大工程自動化控制系統(tǒng)已被列為振興裝備制造業(yè)的重點之一。為推動國產(chǎn)DCS系統(tǒng)盡快在電力行業(yè)大型火電機(jī)組上推廣使用，“國電大連莊河電廠2×600MW超臨界機(jī)組國產(chǎn)自動化控制系統(tǒng)”和“江蘇諫壁1000MW超超臨界機(jī)組國產(chǎn)自動化控制系統(tǒng)”項目均被發(fā)改委批準(zhǔn)為落實《關(guān)于加快振興裝備制造業(yè)的若干意見》的技術(shù)進(jìn)步示范工程。針對自主創(chuàng)新的首臺(套)重大裝備產(chǎn)品市場準(zhǔn)入難以突破的現(xiàn)狀，發(fā)改委還正會同有關(guān)門，研究制訂鼓勵訂購和使用首臺(套)重大技術(shù)裝備的有關(guān)政策，對訂購和使用首臺(套)國產(chǎn)重大技術(shù)裝備的重點工程，確定為重大技術(shù)裝備示范(試驗)工程，在項目審批或核準(zhǔn)、信貸、進(jìn)口設(shè)備減免稅、設(shè)備折舊等方面，給予一定的政策扶持。
    業(yè)內(nèi)專家認(rèn)為，我國重要儀器儀表和控制系統(tǒng)在重大工程的應(yīng)用將會逐步由點到面，從火電向石化等領(lǐng)域拓展，突破的產(chǎn)品將由DCS單類向其他重要產(chǎn)品擴(kuò)展，由單項產(chǎn)品向更寬的領(lǐng)域和更復(fù)雜的裝置拓展，已取得突破產(chǎn)品的推廣及其水平則進(jìn)一步提高。

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