中国特种设备检验协会

—中国特检院冬奥保障技术项目结硕果

 北京冬奥会已于2月20日圆满闭幕。3月4日，北京冬残奥会如期举行。“科技冬奥”重点专项项目的200余项技术成果在冬奥会期间进行了实际应用。其中，中国特种设备检测研究院（以下简称中国特检院）以精湛的技术和高度的责任感，为氢能装备及关键区特种设备安全提供有效的技术保障，为实现“简约、安全、精彩”的办赛目标和助力运动员高水平参赛提供重要支撑，展现了我国安全保障的科技实力。

        冬奥会火炬背后的故事

　　2月4日晚，第二十四届冬季奥林匹克运动会开幕式在北京国家体育场举行，全世界目光再次聚焦北京这座“双奥之城”。熊熊燃烧的奥运之火，幻化成雪花般圣洁、灵动的小火苗，这一低碳环保创意，成为奥运会历史上一个经典的瞬间。

　　与往届冬奥会使用液化天然气或丙烷等气体作为火炬燃料有所不同，本届冬奥会首次使用氢气作为火炬燃料，实现了奥林匹克精神与“绿色”“环保”的进一步结合。本届奥运会上氢能产品得到广泛应用，但由于氢气分子小、易泄漏、易燃易爆等特点，其安全性也一直备受关注。为了更好地给冬奥会氢能装备运行安全提供技术支持，中国特检院专门成立了冬奥氢能装备安全检测测试小组。

　　“火炬燃烧系统主要由铝内胆碳纤维全缠绕气瓶和瓶阀组成。为保障火炬使用过程的安全，气瓶和瓶阀必须经过系统性测试。火炬气瓶的容积小、压力高，瓶阀结构复杂，与常规气瓶和阀门差别大，且均为首次制造，测试工作困难重重。尤其是首批气瓶和阀门的测试需要在确定任务后3天内完成并出具报告，更给测试工作增加了新的挑战。”测试小组工作人员段志祥博士说。

　　使命光荣，责任重大。接到冬奥组委的测试任务后，测试小组有关负责人紧急部署，经与冬奥组委和相关企业充分沟通协调，先后攻克复杂转接头设计加工、测试方案制定以及试验装置参数调试等难题，经过100多个日夜的努力奋战，共完成30余只气瓶和20余只阀门的型式试验，以及1000余支火炬气瓶和阀门的第三方检测，并对火炬的安全使用提供了专业建议。

　　“绿色”办奥，氢能出行，打造低碳交通体系也是重要一环。氢燃料电池汽车高压储氢气瓶的压力达到70MPa、容积超过了100L，为国内首次开发同类产品。针对高压、临氢等极端测试工况，测试小组成员先后对疲劳试验、火烧试验、水压试验以及气密性试验等装置进行升级改造，使测试工作安全有序进行，为氢燃料电池汽车顺利投入冬奥会运行提供了重要保障。

　　加氢站为氢燃料电池汽车提供氢气储存和加注，是保障冬奥期间“氢能出行”的核心环节。为保障加氢站安全运行，中国特检院完成了加氢站及氢能储运装备典型失效案例梳理与统计分析研究，建立了加氢站典型承压设备风险评估方法。研究成果不仅应用于2022北京冬奥管区加氢站的风险评估与风险监测，目前也已在国内多地加氢站储氢设备基于风险的检验中开展应用。

　　长管拖车作为冬奥会期间制氢厂和加氢站氢气运输的唯一运输设备，是保障冬奥期间氢气稳定供应的核心装备。为保障运氢长管拖车安全运行，中国特检院突破运行过程动态数据高精度、高可靠性、低功耗传输等关键技术，研发了集氢气泄漏、压力、温度等关键数据实时监测装置，实现高灵敏度氢气泄漏探测（精度1ppm）、压力监测等功能，用户可借助该装置实现24小时自动值守和实时监测。同时，在分析长管拖车典型事故案例和试验数据的基础上，建立了系统化的动态监测和预警方法。测试小组工作人员李桐介绍道：“该系统为运氢长管拖车高压系统穿上了个性化的‘智能手环’，让车辆运行安全状态更直观透明。”

        “硬核”技术为冬奥健儿保驾护航

　　2月8日，在北京冬奥会自由式滑雪女子大跳台决赛中，中国运动员谷爱凌摘金。安装在首钢滑雪大跳台斜行电梯上的“科技冬奥”重点专项“冬奥关键区特种设备安全运行保障技术项目”成果“冬奥关键区电梯智能监控综合管理系统”，为赛场斜行电梯的安全运行提供了有效支撑，也见证了这一历史时刻。

　　800余台电梯、50多条客运索道、20台制冷用压力容器、384公里燃气供热压力管道、12台锅炉……冬奥关键区内五大类特种设备的安全时刻牵动着中国特检人的心。面对艰巨的保障任务，冬奥特种设备安全监测与应急平台系统、客运索道监测与健康诊断云服务平台、电梯智能监控综合管理系统、低压力低排量燃气与供热管道安全监测系统、工业锅炉运行状态在线监测及预警系统、氨制冷系统承压设备动态风险远程监控预警平台六大系统平台的研发应用和“硬核”保障，是中国特检人交出的最好答卷。

　　如此次研发的冬奥关键区电梯智能监控综合管理系统，利用电梯物联网技术，通过前端传感器及云存储服务器，实现了电梯运行情况动态监测和风险预警，并对冬奥各赛区应用示范电梯的运行状态进行实时展示及综合管理。“该系统解决了低温冰雪等严寒复杂环境带来的电梯运行安全风险防控难题，经受了冬奥赛区电梯安全评价与应急预警体系‘高负荷’和‘高时效’的挑战，切实提升了电梯故障排查与应急响应能力。”项目负责人说。

　　位于延庆赛区国家雪车雪橇中心“雪游龙”赛道是国际雪车联合会认证的亚洲第3条、世界第17条雪车雪橇赛道，也是中国首条雪车雪橇赛道。“雪游龙”赛道采用氨制冷系统进行制冰，可以说氨制冷系统是赛道的心脏。项目研发的氨制冷系统承压设备动态风险远程监控预警平台作为场馆氨制冷机房核心监控系统，弥补了现有氨制冷运维系统无法快速定位泄漏源并实时动态评估泄漏风险的不足，成为了场馆运维人员应急维护的重要工具。

　　此外，客运索道监测与健康诊断云平台，具有实时远程在线的特点，实现了客运索道健康状态综合判断，解决了严苛环境下客运索道在线监测与健康诊断的问题，实现了客运索道运行参数监测、钢丝绳监测等参数的实时在线监测功能。低压力低排量燃气与供热管道动态风险远程监测预警系统，综合应用动态风险评估及远程快速预警等技术设备，实现高精度、快速实时泄漏监测预警功能。在工业锅炉运行状态监测中，研制形成了工业锅炉在线监测及预警系统，实现了对可能存在的主要风险的实时监测与预警。

　　“平台系统实现了两地三赛区特种设备综合评估7000余次（每10分钟进行一次评估），冬奥会进行期间所有纳入监测范围的特种设备预警信息均为低风险，运行状态良好，为北京冬奥会的成功举办提供了必要的保障。”项目负责人说。

　　据介绍，在中国特检院、东北大学、清华大学合肥公共安全研究院、北京市特检中心、河北省特检院、西安交通大学、北京科正平工程技术检测研究院（国家索检中心）、风云天下张家口山地旅游管理集团、北京北控京奥建设有限公司、北京城市副中心投资建设集团等十多个产学研用科技攻关团队的共同努力下，科技冬奥项目建立了在重大活动、赛事中所特有的特种设备安全防控新模式，完善了大型赛事下特种设备典型事故应急救援机制，为特种设备安全风险防控与监管树立了行业标杆。