张彩娟:深耕实业守创新 以专精特新扛起绿色制造大旗
近日,中宇重科(北京)科技发展有限公司(以下简称"中宇重科")成功斩获北京市"专精特新"中小企业荣誉称号,这一认定不仅是对企业在表面处理装备领域专业深耕的肯定,更是对总经理张彩娟——这位深耕环保涂装及表面处理设备领域的女性领军人才、中国设备管理协会表面处理技术分会理事,带领团队坚持技术创新、攻克行业痛点的最佳褒奖。张彩娟个人曾荣获"中国诚信经理人""中国诚信企业家"等称号,作为企业核心领航人,她以"技术立企、创新驱动"为发展理念,亲自牵头组建研发团队,主导气固两相流动力学、多级分离过滤等核心领域攻关,带领中宇重科在大型结构件表面处理装备领域实现了从跟跑到领跑的跨越式发展,其作为核心发明人牵头研发的17项核心专利,支撑自主研发的环保型风力回收喷砂房成为行业技术革新的典范,成为行业革新标杆。
破局传统困境:技术创新点亮绿色发展之路
在重型机械、船舶桥梁、风电塔筒等大型结构件制造领域,喷砂处理是保障产品防腐性能和表面质量的关键工序。然而,传统喷砂房长期面临三大痛点:磨料回收效率低、粉尘污染严重、运行维护成本高。"传统机械回收方式不仅能耗高、磨料损耗大,更让一线工人长期暴露在粉尘环境中,这与现代绿色制造理念背道而驰。" 张彩娟在接受采访时指出,正是看到了行业痛点,她决心带领团队走出一条技术革新之路。
作为核心发明人,张彩娟主导研发出环保型风力回收喷砂房,亲自参与关键技术参数的设计与调试,推动技术从实验室走向产业化。这套集高效喷砂作业、磨料全自动风力回收与分选、粉尘深度净化、智能环境控制于一体的表面处理系统,彻底颠覆了传统喷砂房的技术路线,实现了"以风力为唯一回收动力"的重大突破,其原创提出的"全域负压吸引+变径管道优化+多点均匀吸入"纯风力回收方案,成功解决了行业长期存在的技术顽疾。该系统针对大型结构件表面清理、除锈及表面强化需求设计,特别适用于工程机械、特种车辆、风电装备等领域,已广泛应用于长城汽车、三一重工等国内行业龙头企业。为进一步提升成套设备水平,更好地满足国内用户高端需求,我们配套采用瑞士ABB、意大利LARIUS、美国GRACO等10余家国际知名机械企业的机器人、喷涂机等核心部件,打造高品质成套环保喷砂设备,以先进的技术集成能力,为国内制造业提供更高效、更可靠的绿色表面处理解决方案。中国表面工程协会秘书长评价:"张彩娟主导研发的环保喷砂技术,彻底解决行业痛点,推动我国表面处理装备从跟跑到领跑,是行业不可多得的技术领军人才。"
核心技术壁垒:打造同行难以复制的竞争优势
一、"负压全流程风送" 磨料回收系统:告别机械故障困扰
传统喷砂房的磨料回收多采用"刮板+斗提+螺旋输送"的机械方式,管道堵塞、机械磨损、回收死角成为行业三大顽疾。张彩娟带领技术团队创新性提出"全域负压吸引+变径管道优化+多点均匀吸入"的纯风力回收方案,其中核心的"负压吸砂格栅板"专利由其主导设计,该专利已授权国内5家同行企业使用,广泛应用于风电、船舶等领域,累计创造行业经济效益超亿元,通过以下技术突破彻底解决了传统问题:
1. 全区域无死角回收:专利"负压吸砂格栅板"布局,利用空气动力学模拟确定吸口间距与高度,确保任意位置的磨料均可在5-10秒内被吸入回收管道,回收覆盖率超过99.5%;
2. 无机械运动部件:彻底摒弃刮板、链条、斗提等易损件,设备维护周期从传统系统的1-2个月延长至12个月以上,运行故障率降低80%;
3. 软着陆输送路径:低流速大管道输送设计,气流速度精确控制在15-20m/s的安全区间,磨料破碎率控制在0.8%以下(行业平均水平约3-5%),显著延长磨料使用寿命;
二、 三级闭环涡旋分离与粒度分选技术:实现环保与智能双提升
回收后的含尘磨料气流,经管道输送至中宇重科自主开发的三级涡旋分选分离系统,该系统核心技术由张彩娟主导研发,实现了精准分离与深度净化,如下表:
分离级别 | 技术名称 | 核心功能 | 分离效率 |
第一级 | 重力沉降仓 | 分离小颗粒粉尘及轻质杂质(锈渣、漆皮) | ≥85% |
第二级 | 高效旋风分离器 | 利用离心力将磨料与细灰分离,切割粒径精确至 40 微米 | 99.2% |
第三级 | 脉冲反吹滤筒式精除尘器 | 深度净化尾气,配套在线智能清灰控制软件 V1.0(软著,由张彩娟主导研发,已应用于全国20余家龙头企业,实现设备智能化运维,提升行业智能化水平30%) | 排放粉尘浓度≤1mg/Nm³ |
该系统的独特优势在于可对回收后的磨料进行在线分选,将不同粒径的磨料分别回送到不同工位或储仓,实现"大丸打大面、小丸打细面"的精细化喷涂控制,这是传统机械回收设备无法实现的技术突破。经中国合格评定国家认可委员会(CNAS)实验室认可的机构权威检测,该技术达到国际先进水平,填补国内大型结构件环保喷砂装备技术空白。作为中国表面工程协会理事,张彩娟还参与行业技术评审,主导制定相关行业技术规范,进一步提升行业技术标准。
数据见证实力:工程实践中的性能飞跃
一、磨料回收效率:大幅降低客户运营成本
在某大型机车制造企业的交付案例中,中宇重科环保型风力回收喷砂房(型号:ZY-PP30-8)实际运行数据展现了显著优势:
指标 | 中宇重科风力回收系统 | 行业传统机械回收系统 | 提升幅度 |
磨料每天 / 班次回收率 | 98.7% | 82% | +20% |
磨料月度损耗率 | 3.2% | 9.1% | -65% |
磨料单次使用前的破碎率 | 0.6% | 4.2% | -86% |
"单台设备每年可为客户节约磨料采购成本约8-12万元,以钢砂单价5000 元/吨、年用量60吨计算,这对制造业企业来说是实实在在的降本增效。" 张彩娟介绍道。此外,她主导研发的相关技术已被全国200余家企业借鉴应用,进一步扩大了行业影响力,她本人也多次受邀参加表面处理技术研讨会,分享创新经验,推动行业技术交流。
二、环保性能:远超国家标准的绿色标杆
经国家认可的第三方检测机构检测,中宇重科环保型风力回收喷砂房环保指标表现优异:
1. 喷砂工况下,房体周围粉尘浓度测值最高为0.3mg/m³(国标限值:8小时加权平均浓度≤4mg/m³)
2. 排风管道出口实测粉尘浓度为1mg/m³(国标为≤120mg/m³,优于国标10倍以上)
3. 噪声实测值为78dB(A)(国标最高85dB(A))
该设备完全满足GB 37822-2019《挥发性有机物无组织排放控制标准》及GB 16297-1996《大气污染物综合排放标准》中最严格的限值要求,可直通绿色工厂环保验收。
三、能耗与经济性:低能耗实现高回报
针对风力回收可能带来的能耗增加质疑,张彩娟带领团队通过技术创新实现了能耗不升反降:
1. 采用高效永磁同步变频电机驱动高压离心风机,满负荷功率仅需37kW(传统系统一般为55-75kW);
2. 智能调频功能:非工作时段自动待机,综合电能消耗下降35%;
3. 某重型机械集团连续18个月运行数据显示:综合单吨工件处理电耗为9.2kWh/t,低于行业平均水平的14.5kWh/t,节省电费约3.6万元/年;
以年处理3000吨工件计算,中宇重科风力回收喷砂房比传统方案可节约年运行成本16.9万元,折算约节省36%的综合运营成本。
专精特新引领:张彩娟的创新发展理念
谈及获得北京市"专精特新"中小企业荣誉,张彩娟表示:"这既是肯定也是鞭策。'专精特新'四个字精准概括了中宇重科的发展路径——专注于表面处理装备领域,精益求精打磨产品技术,打造差异化特色优势,坚持科技创新驱动。"这一荣誉的获得,核心得益于张彩娟坚持"技术立企",带领团队攻克行业技术瓶颈,推动企业实现跨越式发展。
作为企业的领航人,张彩娟始终坚持"技术创新是企业生存之本"的理念,带领团队在气固两相流动力学、多级分离过滤、智能控制等领域持续深耕,累计带领企业获得21项专利和14项软件著作权,更推动企业获得环境管理和质量管理体系认证证书、高新技术企业、北京市创新型企业、质量服务诚信单位等数十项荣誉。在她的推动下,中宇重科建立了完善的技术研发体系,形成了"研发-中试-产业化-迭代升级"的闭环创新机制,中宇重科严格遵守行业规范,日常经营稳健,合规经营水平获得行业认可。
在业务拓展方面,张彩娟采取"聚焦重点行业、打造标杆案例"的策略,产品已成功应用于中国中车股份有限公司、中铁高铁电气化、唐山重型装备集团、北京玻钢院复合材料有限公司等多家行业龙头企业,更出口至多个国家服务国际客户,在大型机车制造、重型机械、风电装备等领域树立了良好的品牌口碑。同时,她积极推动产品智能化升级,引入数字孪生技术实现设备全生命周期智能运维,进一步提升了产品的核心竞争力。
未来展望:以技术创新助力制造业绿色转型
面对未来发展,张彩娟信心满满:"中宇重科将以‘专精特新’为发展契机,持续加大研发投入,聚焦环保型表面处理装备领域,不断突破技术瓶颈,为制造业绿色转型贡献力量。" 她透露,公司正在研发新一代智能环保喷砂系统,将融合人工智能、物联网等先进技术,实现喷砂工艺的全流程智能化控制,进一步提升设备的自动化水平和环保性能。
从传统喷砂房的技术痛点到环保型风力回收喷砂房的技术引领,张彩娟以个人的技术创新能力和行业影响力,带领中宇重科走出了一条独具特色的"专精特新"发展之路。在她的带领下,中宇重科不仅成为表面处理装备领域的技术标杆,更为制造业绿色转型提供了可复制、可推广的解决方案,彰显了中小企业在细分领域的创新力量,也展现了中国技术领军人才的国际竞争力。(供稿人:王枫)

















