科技日报记者 陈曦 通讯员 王鹤立
记者2月2日从天津大学获悉，由中国中煤能源集团有限公司布局，中煤天津设计工程有限责任公司牵头研发，天津大学、德矿九鼎（天津）科技有限公司、中煤新集能源股份有限公司联合研制的首台套国产大型智能压力耦合装备研制成功，标志着我国在该领域打破国外技术垄断，实现关键装备自主可控。
煤矿井下热害是威胁安全生产的重要难题。长期以来，我国在该领域面临两难选择：若采用传统高压换热系统，则存在扩容困难、换热效率低、维护成本高等问题；若引进国外三腔式压力交换设备，则需承担高昂采购费用、漫长供货周期与滞后的售后服务。自主研发高性能压力耦合装备，已成为保障国家深部资源开采安全、提升能源行业自主创新能力的紧迫课题。
面对这一挑战，天津大学化工学院王越教授团队依托化学工程与低碳技术全国重点实验室，与产业界深度协同，历经多年攻关，最终在理论突破、技术研发与装备制造全链条实现重要创新。
王越介绍，该装备成功攻克了四大核心技术难题：一是实现超高压流体势能高效率转换。研究团队通过创新的结构设计与压力预平衡策略，有效消除系统水锤现象，实现了16兆帕高压流体与4兆帕低压流体之间的高效能量传递。
二是实现冷量超低损耗传输。在冷热水直接接触的势能交换过程中，团队通过突破性技术手段，将冷水温升严格控制在0.3—0.5摄氏度的极低区间，在确保装备高效稳定运行的同时，显著提升井下降温效能。
三是实现核心部件高可靠性。面对高压、高频次温度压力切换等严苛工况，团队基于扎实的理论研究与反复测试验证，成功研制出具备高可靠性、长寿命、低流阻特性的关键部件。
四是实现系统智能感知与调控。装备搭载先进人工智能架构，具备高易用性、高同步性与强扩展性，可实现对地面降温系统的动态感知、运行精准调控与安全实时监控，推动矿山降温迈向智能化。
目前，该装备已在德矿九鼎制造测试车间稳定运行超过三个月，各项性能指标达国际先进水平。按计划，装备将于今年上半年在中煤新集能源股份有限公司刘庄煤矿西区正式下井投用。
据悉，该成果的落地，不仅为我国煤矿井下热害治理提供了高效、经济、可靠的国产化解决方案，有效支撑深部煤矿安全生产，也为推动我国能源装备自主化、提升重大技术装备研发能力奠定了坚实基础，彰显了产学研协同创新在攻克关键核心技术中的重要作用。
（天津大学供图）
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