默默耕耘结硕果,巾帼逐梦绽芳华——任娟娟教授与铁道工程的故事******
作者:西南交通大学 毛萍 胡广翰
17岁来到西南交通大学土木工程专业,26岁博士毕业留校任教,33岁被评为教授,37岁获得国家优秀青年……任娟娟教授在一个“男性”标签明显的行业里,无问西东,砥砺前行,拥有着一份令人羡慕的履历,见证了中国高铁从“技术引进”到“中国制造”再到“中国创造”的飞跃。
然而,她和道路与轨道工程的故事,却始于一个偶然。多年过去,曾经的树芽已经成长为灰色混凝土上令人瞩目的一抹浓绿。一切顺利的表面下潜藏着不设天花板、不问结果的耕耘。
结缘铁道,砥砺深耕
2000年,计算机开始兴起热潮,它也成了任娟娟教授报考大学时的第一志愿,然而激烈的竞争最终使她被调剂到了铁道工程专业。那时国内很多基础建设还没开始,谁也无法设想后来国家基建如火如荼的热闹景象。主动选择整天和水泥、混凝土打交道,将宝贵的青春交付给技术发展相对缓慢的土木专业的女生更是少之又少。
“既来之,则安之。”任娟娟教授如同沙漠里的仙人掌、森林中的变色龙,具有极强的适应能力。从小培养的做好每一件事情的自觉,让她早早就明白,改变不了环境,改变不了社会,就只能改变自己。
误打误撞进入一个看似不那么适合女生,又不“时尚”的行业,17岁的任娟娟没有心灰意冷,反而积极地吸收雨露和阳光,探索另一个自己,一路致力于我国高速铁路无砟轨道结构设计与损伤机理等研究。
我国无砟轨道技术进入大规模、系统性的深入研究开始于2003年,当时中国铁路发展落后,许多技术需要向德国、日本引进学习。中国地大物博,南北气候差异大,铁路的运营环境复杂,对高铁的技术要求更高。通过不断的学习、消化、吸收,结合国情再创新,2008年中国高铁开始研制具备完全自主知识产权的新型无砟轨道结构,到如今,中国高铁已经处于多个领域创第一的高精尖地位。风沙里的兰新线,高寒地区的哈大线,繁忙的京沪高铁……均成为了一道道靓丽的风景线。
为了一张从山西开往成都的绿皮火车车票,要在售票大厅排长龙般的队伍,借助人潮拥挤的力量,才能将自己挤到火车的门框边再顺势踏入车厢,扑鼻而来的复杂气味、车厢里的人声鼎沸、火车到站后的面容憔悴……这些关于绿皮火车旅程的糟糕记忆停留在了任娟娟教授那一代的青春匣子里。中国铁路从跟跑、到并跑再到领跑,任娟娟教授是这一蜕变的见证者,也是致力科研的幕后工作者之一。
作为“高速铁路无砟轨道设计与维护”四川省青年科技创新团队带头人,任娟娟教授长期从事高速、重载铁路轨道结构和轨道动力学研究,坚守科研教学一线,在列车荷载作用特征分析、复杂环境无砟轨道性能演化、结构寿命预测与耐久性评估等高速铁路发展的瓶颈问题方面取得了突出成果,为完善成套无砟轨道设计理论体系、提出关键标准、实现关键技术的自主研发作出突出贡献。其研究成果成功应用于遂渝、成绵乐、兰新、西成、武广高铁等铁路路线的无砟轨道设计、建造及维运中。
图为任娟娟教授在第三届中国高速铁路健康管理技术论坛
芳华待灼,履践致远
从本科到硕士再到博士,在同学们相约逛街、看电影的时候,任娟娟教授选择把这有限的时间花在学业上。
硕士阶段,面对未来将何去何从的迷茫,她最先做的,是通过咨询与对比,逐步确定未来的目标,然后毫不动摇地坚守。“动摇肯定什么都做不好,人的精力是有限的。所以首先要确定目标,一旦确定了之后,就沿着这个目标走下去,让它成为一种习惯。”
任娟娟教授似乎永远都这么雷厉风行,决定了就去做,做了就尽可能做好。
2007-2008年,任娟娟教授以国家公派留学生的名义前往德国慕尼黑工业大学进行联合培养。她把初来乍到的自己称为团队的“外来户”。“外来户”需要自己主动融入团队,这对于多数人来说都很不适应,于是便被放养,成了没人管的学生。为了让自己“有人管”,任娟娟教授像个“问题怪”,她整日蹲守在实验室里,拉着博士甚至是工人和她聊天。
图为任娟娟教授在做实验
于是同学们经常能看到一个绑着马尾辫的女孩,追着正在忙碌的工人,用不熟练的德语问他们一线工作的体悟,转而又跑去询问刚刚操作完实验的博士师兄,这个实验有什么注意事项和实验心得。空闲时间,她还会去教授的办公室“逮人”,忙碌的教授被“逮”住了也不得不给这个“烦人”的学生解答疑问。慢慢地,任娟娟教授如愿融入了这个新的团队,师兄们在做实验时开始主动叫她动手操作。
目标导向一直是任娟娟教授秉承的做事原则,尽可能减少时间的浪费,做有效的事情,从上学到工作,她舍弃了很多休闲时间,为的便是在未来有更多的选择权。
看着任娟娟教授不停忙碌的身影,任娟娟教授的学生也经常发出疑问,“老师都已经评上教授和优青,也有了孩子,怎么还那么拼。”
在任娟娟教授看来,自律是一种会上瘾的习惯,所以哪怕她现在已经收获颇丰,也极少去享受青春时代搁浅的娱乐和消遣。她像个永动机,通过自己的主动轴带动从动轴不停地转动,期盼在有限的生命里书写多一点的可能性,在科研上为我国高速铁路发展作出更多贡献。
莫问收获,但问耕耘
办公室里,早到和晚归的同学总能看到任娟娟教授加班加点,伏案工作的身影,她沉浸在科研的世界里,屏蔽了窗外的云卷云舒,桌上的花开花落,忘记了疲倦与喜悦的情绪变化。
曾国藩有个一生谨遵的人生格言,“莫问收获,但问耕耘。”这似乎也是任娟娟教授科研工作的哲学,锲而不舍地修改基金,不知疲倦地加班加点,在她看来这都是科研工作者的必修课。
作为导师,她也常常鼓励自己的学生去尝试各种事情,哪怕是刚得知消息却马上就要截止,她也会鼓励学生们勇敢去试一试。结果并不要紧,重要的是学习和积累的过程。在她看来,科研的成果是一个水到渠成的事情,足够的积累,总有一天会汇集成河流。
灰尘扑扑的工程实验室里,任娟娟教授经常被一群群求知若渴的男学生围着,而她犹如指点江山一般,疯狂输出一个又一个专业术语,耐心地为同学们解答疑问。
图为任娟娟教授在试验现场指导学生
实际上,在家庭中她也是用心的。“当你们成家以后,会慢慢发现,如果家庭没有经营好,其他的成功都是没有用的。一定是先把家庭打理好,才能放心在外面打拼。”她六点多起床,为孩子做好早餐,帮忙换上精心搭配的校服,在上班高峰前将孩子送到学校,一个完美的转身,她又来到另一个校园,细心指导着她的另一群“孩子”。
任娟娟教授清晰地穿梭在各种身份之间,而多重身份的叠加,也让这位职场女性的魅力愈发光芒四射。
就像此时料谁也想不到自己人生的下一个阶段会在什么时候发生更替一样,任娟娟教授也无法预见自己未来的模样,于是她选择脚踏实地,默默耕耘,尽全力演绎好每一个阶段的角色。过去十年,任娟娟教授是铁道工程发展的见证者,是建设者,更是传承者,她一往无前,将青春岁月倾注于此,如今再回首时,却发现早已摘得累累硕果。
北方清洁供暖之路怎么走?还存在哪些梗阻?******
北方清洁供暖之路怎么走
清洁供暖,一头连着百姓温暖,一头事关蓝天白云,是能源生产和消费革命、农村生活方式革命的重要内容。如何在提高供暖质量的同时,让“绿色暖冬”成为生活常态?推进清洁供暖还存在哪些梗阻?位于我国最北端的黑龙江省为此进行了深入探索。
眼下正是数九寒冬,供暖是群众普遍关心的热点问题。在全球减碳背景下,既要屋暖也要天蓝的呼声越来越高。如何实现室内温暖如春、室外蓝天白云,清洁供暖无疑担负着重任。2017年以来,《北方地区冬季清洁取暖规划(2017—2021年)》落地实施,北方地区冬季清洁取暖试点工作已在88个城市先后展开。
推进北方地区冬季清洁取暖是一项重大民生工程,有助于改善大气环境质量,提升百姓幸福感。这项工作如何更好更快推进?还面临哪些困难?该如何解决?近日,记者在黑龙江省展开了调查。
清洁供暖不是“去煤化”
推进清洁供暖并不是要“去煤化”。实际上,煤炭依然是我国冬季供暖的主力热源。在我国“富煤、贫油、少气”的能源结构背景下,推进清洁供暖不可能完全“去煤化”,而是要在煤炭清洁高效利用和超低排放上做文章。
黑龙江省齐齐哈尔市是老工业基地。以前每逢冬季,大大小小的燃煤锅炉烟囱都冒着黑烟。随着加快淘汰分散燃煤小锅炉的政策落地,小烟囱大污染问题得到解决。不过,在冬季供暖改由大型锅炉供暖后,主城区烟气排放问题依然存在。
2022年,一条长达40多公里的供暖管线犹如长龙横跨嫩江,由华电能源股份有限公司富拉尔基发电厂(以下简称富发电厂)向齐齐哈尔市南部和西部地区提供热能。这个采暖季供热面积约1950万平方米,项目完全达产后,供热面积将达到2400万平方米,占齐齐哈尔市中心城区总供热面积的40%,居民冬天“呛鼻子”现象将得到极大改善。
富拉尔基发电厂党委委员、副厂长苗晓冬介绍,长距离供热项目替代了31台中心城区分散小锅炉,项目全面达产后可为20多万户居民提供清洁环保、节能高效的供热热源,每年可减少二氧化碳排放约67万吨、二氧化硫排放约6200吨、氮氧化物排放约1700吨、烟尘排放约5100吨,大幅减少城区烟气排放量,大气环境将得到改善。
“以前我们单纯发电,煤耗较高。近年来煤炭价格上涨,企业亏损严重,转型迫在眉睫。本个采暖季前,我们对现有6台上世纪80年代投产运行的200MW凝汽式发电机组全部完成供热改造,新建富发电厂至齐齐哈尔市区各热力站热网管线总长度约46.8公里,促进电厂节本增效、转型发展,落实节能减排政策。”苗晓冬说。
煤炭价格高涨让传统燃煤电厂的日子并不好过。苗晓冬告诉记者,由于煤价和电价“倒挂”,企业被迫负重前行。通过技改转型,富发电厂如今成为热电联产企业。但长距离供热项目投资金额巨大,缺乏热源、热网设备设施更新改造专项补贴,加上热费价格长期未调整,企业生产经营依旧面临严峻挑战。
富发电厂遇到的问题具有普遍性。一方面,由于煤炭供应紧张、煤炭价格居高不下,冬煤夏储成为常态,但一到采暖季,煤炭供应形势依然紧张。另一方面,热费价格关乎群众切身利益,在价格调整方面也是困难重重,热源企业供热成本压力无法得到有效疏导。
业内人士建议,要进一步完善煤炭产供储销体系,提升供需调节能力,保障产能合理充裕,强化市场预期管理,引导煤炭价格在合理区间运行,确保安全稳定供应。同时,应强化煤炭企业成本价格监审,严厉打击囤积居奇行为,加大长协煤履约兑现监督力度,确保对供热企业的煤炭保供。
补齐农村清洁供暖短板
城市取暖以集中供暖为主,在污染物排放方面能够实现达标排放或超低排放,且便于监管。但在广大农村地区,由于缺少供热管网、天然气管网等基础设施,群众烧散煤、烧秸秆取暖的现象依然存在。农村地区清洁供暖该如何推进?
在绥化市海伦市海北镇海北村,土灶、土炕曾是家家户户的“标配”,百姓靠烧秸秆、烧散煤取暖做饭,村庄上空常常飘着一层黄黑色煤烟。这种景象在北方农村地区并不鲜见。很多村庄尚未通燃气,用电取暖又不能兼顾做饭,村民更愿意烧不花钱的秸秆,搭配着烧散煤,只不过大多数家庭的土灶、土炕如今变成了直排式小锅炉。推进清洁供暖,农村地区更像个久攻不下的“堡垒”。
两年前,海北村淘汰了一台老式10蒸吨燃煤锅炉,安装了一台14MW(20蒸吨)秸秆直燃锅炉,为当地1428户居民和全镇公共设施提供集中清洁供暖,惠及全村83%的人口。半年供热期消耗秸秆1.48万吨,替代燃煤8225吨,节约燃料费用支出约300万元,减排二氧化碳2.1万吨,还被纳入农业农村部农村人居环境整治技术服务与提升项目。
海北镇党委副书记赵刚告诉记者,集中供暖大多针对楼房,平房区域没有供暖管道,仍然以各家各户分散取暖为主。广大农村地区和城市棚户区、城乡接合部都面临供暖基础设施短缺问题,而供暖管网铺设需要大量资金投入,短期难以实现全覆盖。
从现实情况看,清洁供暖不仅要在热源端使用清洁化能源供热,完善热力管网等供热基础设施更为迫切。让更多区域享受到集中供热,减轻因烧散煤等分散式取暖导致的环境污染。对于老旧管网要加快改造升级,解决“跑冒滴漏”问题,提高供热输配系统效率。在需求端,则要加大建筑物节能改造力度,提升保温效果。
“我家2016年就用上了电暖器,干净卫生,费用也不高。用电取暖加上全屋家电,一个冬天花费2000多元。”齐齐哈尔市梅里斯达斡尔族区哈拉新村村民何振祥说,晚上使用电暖器执行峰谷电价,每千瓦时电只需2角8分钱。2017年,他还给自家平房外墙做了保温改造,一个采暖季电费降了一半,比烧煤更省钱。
如今,哈拉新村家家户户都用上了电取暖,当地供电部门为此专门增设一路电线满足居民用电需求。记者调查发现,对于大多数农村地区而言,推广电取暖可行性强,但需要加强农村地区电网改造升级,推行峰谷电价。同时,有条件的地区应加快推进“煤改气”和农房节能保温改造,并给予相应配套补贴,从而实现“电取暖、气做饭、房保温”,保证农村地区清洁过冬、温暖过冬。
探索清洁能源应用新路
推进清洁供暖,除了对传统供热方式进行节能改造,对清洁能源创新利用也十分关键。其中,风光电能、地热能、生物质、核能等清洁能源供暖是重要发展方向。
黑龙江是农业大省,每年产生秸秆量约9000万吨。近年来,黑龙江生物质热电联产项目如雨后春笋般涌现,在清洁供暖中发挥了重要作用。相比煤炭,秸秆是低碳燃料,并且有明显的价格优势。
在位于哈尔滨新区的黑龙江宏通热力有限公司生物质热电联产项目厂区,广阔的堆场上堆满了玉米秸秆、稻壳等燃料。该项目配备了2台140t/h生物质高温高压循环流化床锅炉、2台30MW抽凝汽式汽轮发电机组,不仅能发电、供暖,还能为附近工厂供应蒸汽。
“我们的锅炉主要使用秸秆、林木枝丫等生物质燃料,其中秸秆占比90%左右。每台锅炉每天要‘吃掉’800吨秸秆燃料,一年下来,2台锅炉约消耗60万吨秸秆,年产电4.5亿千瓦时,年减少二氧化碳排放量约36万吨。”该项目负责人李建伟告诉记者,目前项目已经运行两年,周边200万平方米的居民社区实现了稳定供暖,每小时还能提供工业蒸汽150吨,服务于周边企业生产。
在齐齐哈尔市梅里斯达斡尔族区,国家电投齐齐哈尔九洲环境能源有限公司生物质热电联产项目承担100多万平方米的供热。该公司副总经理王勇介绍,从目前来看,生物质热电联产项目技术稳定成熟,比较适宜为大面积集中供暖提供热源。
不过,秸秆的来源与天气条件、综合利用政策等有很大关联。“2021年初冬,齐齐哈尔下了一场大雪,玉米秸秆都压在地里,导致秸秆供应短缺、价格上涨,企业发电不足导致亏损。2022年秋季天气条件较好,秸秆水分低,公司收储了近60万吨秸秆满足生产所需。”王勇说。
除了生物质能,如今越来越多清洁能源加入了冬季供暖的“菜单”。近年来,山东海阳、浙江海盐、辽宁大连等地率先进入了核能供暖行列。王勇曾长期从事核能供暖项目的前期准备工作。在他看来,加强清洁能源利用是解决能源短缺问题的有效途径,在实现“双碳”目标的道路上,核能将扮演越来越重要的角色。
不过,核能利用仍面临着公众认可度和接受度不高的难题。“公众疑虑会随着对核能认识的深化而逐渐消除,因此加强公众沟通十分关键。”王勇说,他曾经到秦山核电站考察学习,其公众沟通经验值得借鉴。当地群众在实地了解核电站运行情况后,“恐核”心理消除,逐渐转为支持核能项目。在业内人士看来,积极做好核能公众沟通工作,是推进核能利用最为重要的前提条件之一。
推进智慧供暖建设
热力行业作为高耗能行业,推进节能降耗势在必行。此外,煤炭成本高企也倒逼热力行业转型升级。一方面,要加大清洁新能源应用力度,另一方面,也要对现有供热系统进行优化升级,推进智慧供暖,实现降本增效。
在现实中,室温过高会导致供热资源浪费,室温过低则影响居民温暖过冬。如何解决冬季居民家中过热、偏冷现象,保证室温处于舒适区间?
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邢志贤口中的热力公司是齐齐哈尔阳光热力集团万达热力有限责任公司。万达热力公司生产副总经理胡强强告诉记者,他们按照“远、中、近”“高、中、低”设置原则为服务范围内的689栋居民楼投放了1300个室温采集器,每栋居民楼都有采集点覆盖。室温采集器可通过无线网络与控制中心的上位监控系统通讯,定时上传温度值。
从2019年开始,万达热力公司就启动了智慧供暖系统建设。在该公司的智慧供暖平台控制室内,一块LED大屏正在进行功能展示。通过1台电脑控制,就能实现换热站无人值守系统、室温采集系统、负荷预测系统、二网平衡系统之间的自由切换。每个系统下设有诸多参数指标,为技术人员提供参考,实现供暖精准化管理。
供热二次管网是冬季供暖的关键环节,其控制效果的优劣直接影响供暖质量。如何实现二次管网系统平衡,一直是困扰供热企业的难题。“流量的调整、小区热用户的用热平衡,以往都是通过人工进行初调节。简单来说,就是将远端偏冷区域的管道阀门开大些,让热水多走些;将近端偏热区域的管道阀门开小些,让热水走慢些。但这些都是基于经验的操作,做不到精准控温,调节效率、效果不尽如人意。”胡强强说。
“通过室温采集系统,我们能准确掌握室温数据,辅助用于二次管网平衡的控制。各楼宇单元处都设置了智能二网平衡阀,利用平衡控制算法调控各个控制阀的开度,以平衡前端用户和末端用户的循环流量,使二者的实际流量接近于满足供热需求的理想流量,从而达到热量均匀分配的目的,让室温始终维持在24摄氏度左右,持续为居民送去温暖。”胡强强表示,建设智慧化供热系统能够最大程度满足不同区域、不同类型用户的用热需求,提升供热质量。
从黑龙江省的实践来看,智慧供暖正在积极推进。近日出台的《黑龙江省城乡建设领域碳达峰实施方案》提出,推进城镇智慧供暖,通过智慧供暖示范项目建设,促进供热系统优化配置,降低热能损耗。到2025年底,黑龙江省城镇智慧供热一级网示范应用覆盖面积达到3亿平方米。同时,继续推进供热老旧管网改造,推进换热站、管网智能化改造。“十四五”期间,累计完成供热老旧管网改造4000公里以上,到2030年城市供热管网热损失比2020年下降5个百分点。
不仅仅是黑龙江,清洁供暖走进千家万户已是大势所趋。可以预见,北方地区冬季供暖将更清洁、更低碳、更智慧,热力行业的低碳转型之路也将越走越宽广。 (本报记者 吴 浩 经济日报)
(文图:赵筱尘 巫邓炎)