原標(biāo)題:一根金屬棒,破解青藏鐵路凍土難題(主題)
探秘郭宏新的控溫“新”法(副題)
新華每日電訊記者陸華東 毛俊
在青藏鐵路可可西里沱沱河段的鐵軌兩側(cè),豎立著一根根約2米高的灰色金屬棒。它們有個(gè)特殊的名字——熱棒,雖名中帶熱卻只導(dǎo)“冷”,無(wú)需大規(guī)模開挖安裝,更不用額外提供能量驅(qū)動(dòng)其工作,就能讓凍土一年四季保持凍結(jié)狀態(tài),即使夏季氣溫升高凍土承載力也不會(huì)因此下降,成功破解在凍土區(qū)修建鐵路的世界級(jí)難題。
鮮為人知的是,熱棒的發(fā)明人并非巖土專家,而是當(dāng)時(shí)剛創(chuàng)業(yè)沒幾年的郭宏新。他數(shù)十年如一日“死磕”高效傳熱技術(shù),持續(xù)突破一個(gè)個(gè)溫度極限,不僅將熱棒“煉化”成可長(zhǎng)可短、可直可彎的凍土工程“神器”,還在液化天然氣(簡(jiǎn)稱LNG)接收站裝置、光伏多晶硅反應(yīng)器、火炬氣回收系統(tǒng)等領(lǐng)域打破國(guó)外壟斷,推動(dòng)一批重大技術(shù)裝備國(guó)產(chǎn)化,讓原本漫天要價(jià)的外國(guó)公司主動(dòng)降價(jià)。
一個(gè)科學(xué)家的產(chǎn)業(yè)覺醒
出生于“建筑之鄉(xiāng)”江蘇南通的郭宏新,曾夢(mèng)想報(bào)考建筑專業(yè),后被分配學(xué)習(xí)熱管技術(shù)。雖與傳熱是偶然結(jié)緣,他卻鐘愛難舍。
1983年畢業(yè)后,郭宏新進(jìn)入原南京化工學(xué)院熱管實(shí)驗(yàn)室工作,埋首科研十多年后成為當(dāng)時(shí)熱管技術(shù)研究院最年輕的副院長(zhǎng)。彼時(shí),蘇南鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)在改革開放春風(fēng)下蓬勃發(fā)展,他帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)走出校門,成為“星期日工程師”,幫助一批鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)節(jié)能降耗、增產(chǎn)增效。
服務(wù)鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)過程中,郭宏新發(fā)現(xiàn),我國(guó)熱管科研水平不輸國(guó)際同行,國(guó)內(nèi)熱管市場(chǎng)卻幾乎被價(jià)格昂貴的進(jìn)口產(chǎn)品壟斷。“為什么科研成果不能轉(zhuǎn)化成產(chǎn)品,反而讓外國(guó)賺我們的錢呢?”
為跨越科研和產(chǎn)業(yè)間的“峽谷”,郭宏新決心奮力一躍。1998年,他離開高校下海,“書生創(chuàng)業(yè)”。對(duì)于這一決定,身邊不少朋友不解,甚至惋惜,他的回答異常堅(jiān)定:“我想喚醒在論文、課題里‘沉睡’的技術(shù),幫助社會(huì)解決問題。”
創(chuàng)業(yè)的熱情很快就被現(xiàn)實(shí)潑了冷水。從受人尊敬的科學(xué)家、副院長(zhǎng),到四處上門推銷業(yè)務(wù),還常因公司只有7人受到輕視,郭宏新也曾短暫迷茫。
然而,郭宏新靠十幾年做科研形成的韌勁熬過了困難期,并憑借“高溫絕熱管托”專利技術(shù)逐漸讓公司步入正軌。
20世紀(jì)90年代末,揚(yáng)子石化引進(jìn)能效比更高的新技術(shù),用蒸汽直接驅(qū)動(dòng)壓縮機(jī),但540℃的過熱蒸汽在經(jīng)過3.5公里管道運(yùn)輸后必須保證在525℃以上,企業(yè)嘗試了多種辦法,效果并不理想。郭宏新接到委托后,帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)全力攻關(guān),很快找到了支架這一主要“失溫點(diǎn)”。
“管道每6至8米就有一個(gè)‘赤腳’的鋼鐵支架。這就像你冬天穿著羽絨服,卻赤腳站在雪地里,熱量很容易從腳底散失?!惫晷抡f,經(jīng)過反復(fù)試驗(yàn),最終通過給支架加裝特殊保溫材料制成的“鞋墊”解決了保溫難題。
挖掘到“第一桶金”后,郭宏新并未滿足,持續(xù)升級(jí)迭代,僅憑這一項(xiàng)技術(shù)就挖出了年銷售額達(dá)10億元的“富礦”。
如今,郭宏新依托高效傳熱技術(shù)成立的管道公司,已幫助我國(guó)多個(gè)工業(yè)園區(qū)實(shí)現(xiàn)集中、長(zhǎng)距離供熱,為減少二氧化碳排放和霧霾天氣、打贏藍(lán)天保衛(wèi)戰(zhàn)做出了貢獻(xiàn)。
化工企業(yè)的火炬,曾被視為現(xiàn)代工業(yè)的標(biāo)志,可一旦排放的有毒廢氣燃燒不充分,將會(huì)對(duì)空氣和環(huán)境造成污染。面對(duì)這一痛點(diǎn),郭宏新帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)研發(fā)出了用水壓住廢氣并集中收集轉(zhuǎn)化為鍋爐燃料的“水封”系統(tǒng),被評(píng)為“國(guó)家重點(diǎn)環(huán)境保護(hù)實(shí)用技術(shù)示范工程”。
截至目前,郭宏新創(chuàng)立的中圣科技集團(tuán)已在新疆、廣東、江蘇等地建設(shè)了近30臺(tái)火炬氣高效回收成套裝置,每年減少二氧化碳排放超1000萬(wàn)噸。其中,揚(yáng)子石化運(yùn)用該技術(shù)成功熄滅6個(gè)火炬,僅賣燃料和少交的排污費(fèi),一年就能增收2.64億元。
“以往,很多企業(yè)覺得環(huán)保是花錢的‘虧本投入’。其實(shí),只要掌握創(chuàng)新技術(shù),環(huán)保工作完全可以節(jié)能、增效。”郭宏新說,用技術(shù)解決社會(huì)問題,推廣效益型環(huán)保理念,是他創(chuàng)業(yè)的初心和始終不變的追求。
一根熱棒巧解凍土治理難題
無(wú)論嚴(yán)寒還是酷暑,旅客都能乘坐列車穿行神秘的可可西里無(wú)人凍土區(qū),沿途如畫的風(fēng)景令人沉醉。鐵道兩旁一根根灰色長(zhǎng)棒,儼然守護(hù)“天路”的“衛(wèi)士”,讓往來(lái)游客充滿安全感。
小小金屬棒為何能讓凍土區(qū)鐵路四季穩(wěn)定運(yùn)行?郭宏新告訴記者,這些金屬棒名為熱棒,一般10米多長(zhǎng),其中8米插在凍土里,約2米露出地面,內(nèi)部充滿低沸點(diǎn)的液氨。每逢外界空氣溫度低于熱棒底部的溫度,液氨就會(huì)被汽化成氨氣升至頂部,遇冷液化,釋放熱量后凝結(jié)成液體又回流到底部。如此循環(huán)往復(fù),凍土的熱量散至地表,外面的“冷量”導(dǎo)入地下,凍土越凍越實(shí)。
如此巧思竟源于23年前的一次突發(fā)奇想。時(shí)針回?fù)艿?002年,離開高校創(chuàng)業(yè)4年的郭宏新在觀看電視節(jié)目時(shí)了解到,備受世界矚目的“世紀(jì)工程”青藏鐵路建設(shè)遭遇凍土治理難題:凍土在冬天凍結(jié)體積膨脹,在夏季融化沉降,兩種現(xiàn)象反復(fù)作用,路基就會(huì)破裂或塌陷。
盡管并非巖土專業(yè)科班出身,郭宏新還是很快被這一問題所吸引。節(jié)目結(jié)束,關(guān)掉電視,回屋休息,可是,他躺在床上越想越睡不著。
“凍土如果一直凍著不行嗎”“絕冷技術(shù)我們擅長(zhǎng)啊”,靈光乍現(xiàn)后,郭宏新興奮地爬起來(lái),跑到書桌前,拿起紙和筆快速畫起來(lái),半小時(shí)“收工”。第二天,他就將畫好的圖紙和信寄給了當(dāng)時(shí)青藏鐵路建設(shè)的主要負(fù)責(zé)人。
幸運(yùn)的是,一個(gè)星期后,郭宏新收到回音,讓他去北京參加一個(gè)專家會(huì)。當(dāng)時(shí)全國(guó)研究青藏高原凍土的頂尖專家正在熱烈研討,看到他進(jìn)來(lái),以為是做生意的老板,只是淡淡地說“給你20分鐘”。
陳述完自己的想法后,郭宏新起身要走,幾位凍土治理專家意猶未盡,邀請(qǐng)他一起吃午飯。沒想到,這頓飯一直吃到了晚上7點(diǎn)。因?yàn)槊χ徽?,大家都沒吃幾口飯,但跨界碰撞帶來(lái)的“成果”,讓他們仿佛吃了頓“大餐”。
從北京回來(lái)后,郭宏新迅速帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)趕制了幾十個(gè)樣品。隨后,這位從沒上過高原的“江南書生”帶著團(tuán)隊(duì),挺進(jìn)極寒、缺氧的可可西里無(wú)人凍土區(qū)。在高反帶來(lái)的身體不適、手腳時(shí)常被凍麻的生理挑戰(zhàn)下,他們成功將熱棒按照每4米一根的距離,一根根插入1公里長(zhǎng)的凍土試驗(yàn)段。
功夫不負(fù)有心人。第二年檢測(cè)發(fā)現(xiàn),效果比預(yù)期還要好。經(jīng)過3個(gè)寒季的研究、試制和野外測(cè)試,最終轉(zhuǎn)化成專利技術(shù)產(chǎn)品——帶中心測(cè)溫管的低溫?zé)岚?,被指定為青藏鐵路凍害處理的唯一技術(shù)儲(chǔ)備。
助力青藏鐵路建設(shè)后,郭宏新又帶領(lǐng)公司牽頭制定了熱棒的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn),并被委任為國(guó)家熱棒標(biāo)準(zhǔn)工作組組長(zhǎng)。
如今,熱棒已經(jīng)“進(jìn)化”到了第六代,單體最長(zhǎng)達(dá)37.5米,并衍生出L形、U形等不同形狀,且嵌入了更多傳感器,設(shè)備運(yùn)行狀況可遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè),廣泛應(yīng)用在凍土地區(qū)的公路、鐵路、原油運(yùn)輸管道、機(jī)場(chǎng)、民用建筑等領(lǐng)域。
更令人欣慰的是,熱棒還找到了“接棒人”。因?yàn)樽x博期間聽過郭宏新講述在凍土區(qū)推廣熱棒的故事,孫田博士在2015年加入中圣,多次跟著郭宏新到青藏高原測(cè)試新產(chǎn)品。經(jīng)過近10年歷練,40歲的他已成為中圣熱棒技術(shù)推廣負(fù)責(zé)人,帶領(lǐng)的8人團(tuán)隊(duì)已有“90后”加入。
在-163℃戰(zhàn)場(chǎng)打破國(guó)際壟斷
熱棒助力大國(guó)工程建設(shè)后,郭宏新還利用高效傳熱技術(shù)“賦能”重大裝備國(guó)產(chǎn)化,創(chuàng)造了中國(guó)制造的一個(gè)個(gè)“首次”。
作為生活和生產(chǎn)的重要燃料,我國(guó)每年都要進(jìn)口大量天然氣,其中一部分是將天然氣液化后用特種船運(yùn)到國(guó)內(nèi)LNG接收站進(jìn)行氣化,再輸送到全國(guó)各地。
然而,將溫度低達(dá)-163℃的LNG氣化并非易事。加熱加壓過程中,1立方米LNG氣化后膨脹的體積大約是其液態(tài)體積的600-700倍,壓力、溫度也都將發(fā)生驟變,對(duì)核心裝備的要求極為苛刻。而且,氣化裝備已被國(guó)外少數(shù)公司“冰封”幾十年,不僅價(jià)格高昂,還隨時(shí)可能被“卡脖子”。
為保障能源安全,國(guó)家有關(guān)部門決定加快LNG接收站氣化器等關(guān)鍵裝備國(guó)產(chǎn)化進(jìn)程。2012年,受中石化、中海油氣電集團(tuán)的委托,郭宏新帶領(lǐng)中圣百余名技術(shù)人員主動(dòng)請(qǐng)戰(zhàn)。
團(tuán)隊(duì)成員李奇坦言,LNG氣化器生產(chǎn)是世界難題,一開始大家心里都沒底,公司內(nèi)部也有爭(zhēng)論,擔(dān)心巨大的研發(fā)投入會(huì)“石沉大?!保貏e是當(dāng)攻堅(jiān)遇到瓶頸時(shí),一些人陷入迷茫和自我懷疑。
郭宏新的指導(dǎo)和堅(jiān)持讓團(tuán)隊(duì)成員找到了信心和方向。從課題立項(xiàng),到后續(xù)研發(fā),他經(jīng)常和大家一起徹夜討論,分析項(xiàng)目可行性,明確技術(shù)路線,對(duì)急需的人、財(cái)、物等資源全力協(xié)調(diào)支持,不斷給團(tuán)隊(duì)加油、打氣。
“董事長(zhǎng)對(duì)科研方向和產(chǎn)業(yè)需求把握很準(zhǔn),更關(guān)鍵的是,他身上有一種‘死磕’到底的韌勁,正因?yàn)橛辛怂膸ьI(lǐng),團(tuán)隊(duì)才能成功熬過一個(gè)個(gè)技術(shù)‘暗夜’?!崩钇嬲f。
技術(shù)“堅(jiān)冰”終于被科研熱情融化。2018年11月,LNG成套高端裝備全部通過專家鑒定和項(xiàng)目組驗(yàn)收,打破了國(guó)外在同類技術(shù)上的長(zhǎng)期壟斷,中圣成為全球唯一可承制三種LNG氣化器的供應(yīng)商。
“以前,一套LNG氣化器,外國(guó)公司要價(jià)4000多萬(wàn)元,我們自主研發(fā)的產(chǎn)品僅需2000多萬(wàn)元,成功將價(jià)格打了下來(lái),而且外國(guó)廠商還主動(dòng)找我們合作?!惫晷抡f,核心技術(shù)是買不來(lái)的,必須走科技自立自強(qiáng)之路。
創(chuàng)業(yè)多年,郭宏新帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)打破了一個(gè)個(gè)不可能,做到了多個(gè)中國(guó)第一,甚至世界第一。談及成功的秘訣,他的回答很簡(jiǎn)單:“找到需要解決的社會(huì)問題,堅(jiān)持到底,一根針也能捅破天?!?/p>
十多年前,光伏原料多晶硅的生產(chǎn)并不綠色,副產(chǎn)品四氯化硅遇到潮濕空氣會(huì)分解成硅酸和劇毒氣體氯化氫,危害極大,填埋四氯化硅的地方一度被稱為“死亡之谷”。
了解到光伏制造企業(yè)的痛點(diǎn)后,郭宏新決心再次“啃硬骨頭”。
面對(duì)國(guó)外技術(shù)的層層封鎖,郭宏新帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)反復(fù)頭腦風(fēng)暴,時(shí)常連續(xù)幾天“釘在”公司,一遍遍修改設(shè)計(jì)草圖,對(duì)關(guān)鍵難點(diǎn)反復(fù)進(jìn)行工程化驗(yàn)證,逐一攻破技術(shù)難關(guān)。經(jīng)過一年左右的持續(xù)奮戰(zhàn),郭宏新團(tuán)隊(duì)成功研制出了冷氫化反應(yīng)器并創(chuàng)新生產(chǎn)工藝,徹底解決了環(huán)保問題。
近年來(lái),郭宏新深刻感受到,在國(guó)家的引導(dǎo)和支持下,中國(guó)制造已撕下廉價(jià)、低端的標(biāo)簽,正以更高的“含綠量”和“含新量”在激烈的國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)中占據(jù)制高點(diǎn)。
走進(jìn)位于南京江北新區(qū)的中圣生產(chǎn)基地,一輛輛貨車、一個(gè)個(gè)巨大的反應(yīng)器映入眼簾,生產(chǎn)場(chǎng)景火熱?!斑@些裝備制作完成后將出口到海外,全年訂單已經(jīng)基本在手?!惫晷陆榻B,在國(guó)際形勢(shì)日趨復(fù)雜的當(dāng)下,依靠高效傳熱等硬核技術(shù)優(yōu)勢(shì),公司產(chǎn)品成功出口至全球20多個(gè)國(guó)家和地區(qū),與海內(nèi)外超過1500家客戶建立長(zhǎng)期合作。
獨(dú)行快,眾行遠(yuǎn)?!拔覀兿Mc更多中國(guó)制造攜手合作,助力中國(guó)制造向更高峰攀登。”郭宏新說。
來(lái)源:新華每日電訊
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