時銘顯 - 生平簡介
時銘顯,1933年4月26日生于江蘇省常熟市虞山鎮(zhèn),父親是銀行職員,母親是小學教師。1941年,他隨父母移居南京。他的中小學時代正是中華民族遭受日本軍國主義侵略和處于國民黨腐敗專制統(tǒng)治下的黑暗歲月!暗卮笪锊┑闹袊鵀槭裁闯J芰袕娗致浴钡囊蓡,經(jīng)常在他的腦子里縈繞。當時只懂得要“科學救國”的他,立志埋頭學好本領,于是,寒暑假就成了他的“第三學期”。1949年,他考入南京大學(前身為中央大學)化工系。1952年以優(yōu)異成績被保送到清華大學石油系(即原化工系)攻讀研究生學位。1953年10月,北京石油學院在清華大學石油系基礎上正式成立,他隨之轉(zhuǎn)為北京石油學院煉廠機械專業(yè)研究生,師從蘇聯(lián)專家?guī)炱澞舴蚪淌凇?/p>
1956年,時銘顯研究生畢業(yè)后留校,先后任煉廠機械教研室專家秘書、副主任、主任,機械系副主任等職。他為本科生講授多門專業(yè)課。1981年開始,他指導研究生,為研究生開課。1986年以后,他任校學位委員會與學術委員會委員。1995年當選為中國工程院院士,F(xiàn)為博士生導師,教授,兼任中國化工學會理事,中國顆粒學會第二屆常務理事,《化工學報》第八屆編委會執(zhí)行主任,中國石油教育學會第二屆理事會顧問,中國石油學會石油煉制分會第五屆委員會顧問,中國高等工程教育研究會第二屆理事會副理事長等。1954年加入中國共產(chǎn)黨,1982年當選為中國共產(chǎn)黨第十二次全國代表大會代表。1991年,北京市委授予他“北京市優(yōu)秀黨員”稱號,1990年,被中國石油天然氣總公司授予“石油教育先進工作者”稱號,被國家教委、國家科委授予“全國高等學校先進科技工作者”稱號,1991年,被授予“石油工業(yè)有突出貢獻的科技專家”稱號,享受政府特殊津貼。國家教委、人事部授予他“全國優(yōu)秀教師”稱號。1995年被評為北京市先進工作者。[1]
時銘顯 - 要科學技術成就
開發(fā)多管式旋風分離技術
1975年,因石油工業(yè)部組織川氣東輸?shù)男枰,時銘顯開始從事氣固分離技術研究,從此奠定了他后半生的主要科研方向。
當時正值“文化大革命”期間,北京石油學院遷到勝利油田礦區(qū)不久,沒有實驗室,他就帶著幾位青年教師,在四川石油管理局的支持與協(xié)作下,去成都郊外的賴家坡輸氣站安營扎寨,將實驗研究與現(xiàn)場工業(yè)試驗結合進行,開始了長達4年的野外實驗。在艱苦的條件下,克服了從高壓易燃氣中采樣分析以及扭曲葉片設計與加工等一系列難題,1980年,終于研制成功了新型高效的天然氣干式除塵器,并通過鑒定,被四川石油管理局作為定型產(chǎn)品在各輸氣站上推廣應用,保證了四川大型化肥廠等廣大用戶的用氣需求。他們據(jù)此所撰寫的6篇論文,被山東省科協(xié)評為自然科學論文二等獎。
任務剛剛完成,由于長期野外奔波勞累,時銘顯胃病突然惡化,胃穿孔大出血,做了胃大部切除手術。其時,大慶石化總廠遇到一個難題,催化裂化裝置高溫煙氣能量回收系統(tǒng)的心臟——煙氣輪機磨損嚴重,三個月就要停機換葉片,致使全廠能耗偏高。時銘顯聞訊,急生產(chǎn)所急,拖著大病初愈的身體,帶著三位青年教師,在鹽堿灘上建起了他們的第一個旋風分離器實驗室。在實驗中,他們細心觀察,科學分析,抓準了導葉式旋風管中的主要矛盾——短路流引起的顆粒夾帶,巧妙地利用旋流的急劇轉(zhuǎn)向,解決了這個難題。1986年,研究組的第一個國家發(fā)明專利誕生了(86100974.6-用于旋風分離器中的分流型芯管),由此專利而產(chǎn)生的EPVC-IA型導葉式高效旋風管,在大慶石化總廠的第三級旋風分離器(簡稱“三旋”)內(nèi)采用后,原來在三旋出口進入煙氣輪機(簡稱“煙機”)的高溫(650℃)煙氣中還有大于20μm的顆粒,現(xiàn)在徹底除凈,而且使10~12μm顆粒含量在3%以下,含塵濃度相應降到200mg/m3以下,該煙機使用壽命從原來只有三個月延長到三年以上,達到了國際上同類產(chǎn)品的先進水平,1987年獲中國石化總公司科技進步二等獎,1988年獲國家科技進步三等獎。后來,全國多數(shù)煉油廠都采用了這項成果,取得了顯著的經(jīng)濟效益。因此,1991年又獲國家教委科技進步二等獎。
為適應不同煉廠的需要,科研組又為燕山石化公司東方紅煉油廠開發(fā)成EPVC-IB型高效旋風管,為石家莊煉油廠開發(fā)成EPVC-Ⅱ型,為勝利煉油廠及茂名石化公司煉油廠開發(fā)成EPVC-Ⅲ型,從此形成了EPVC系列產(chǎn)品。
隨著催化裂化原料油的日益變重變劣,對催化三旋的性能的要求也越來越嚴格。為此,在時銘顯的指導下,科研組又開發(fā)出了更新的PDC和PSC型高效旋風管,把三旋的性能又提到一個新的高度,1994年在洛陽石化總廠第一次使用就顯露出了優(yōu)異的性能,三旋出口進入煙機的高溫煙氣中已基本沒有大于7~8μm的細粒,含塵濃度已降到100mg/m3以下,達到了當時國際水平,保證了該廠的心臟——催化裂化裝置長周期安全運行。1995年后大面積快速推廣應用,迄今已推廣了1000多套。該項技術1996年獲中國石化總公司科技進步三等獎,1999年獲教育部科技進步二等獎。
隨著我國建設大型重油催化裂化裝置的需要,時銘顯赴美考察,回國后就組織力量自行研制開發(fā)當時只有美國才有的臥管式多管旋風分離器。在他指導下,很快發(fā)明了新的防返混技術,獨創(chuàng)了另一項專利技術(ZL93216798.5——帶有防返混錐的旋風分離器),從而形成了新的產(chǎn)品PIM型(PHM型)臥管式多管旋風分離器。1994年,這個新產(chǎn)品第一次用于滄州煉油廠就獲得成功,不僅除凈了煙氣內(nèi)大于7~8μm細粒,含塵濃度降到100mg/m3以下,而且在隨后的一次裝置突然超溫事故中,安然無恙,證明了這種新型分離器特別適用于大型裝置,操作可靠性和彈性更好,使我國的“催化三旋”技術一躍而處于當時國際最先進的水平,迄今也只有美國和中國才有這項技術。1995年,這項技術獲中國石化總公司科技進步一等獎,1996年獲國家科技進步三等獎。
至此,由時銘顯等人組織研究開發(fā)的催化三旋技術——立管式與臥管式兩大類型多管旋風分離器,以及它們的核心部件EPVC,PDC,PSC,PT等系列型號高效旋風管,幾乎占領了全國所有的煉油催化裝置市場,而且和世界上頭號“催化裂化強國”美國的技術并駕齊驅(qū)。它與煙機配套,每年為全國煉油廠節(jié)約能耗超過億元。
首創(chuàng)旋風分離器尺寸分類優(yōu)化組合設計技術
旋風分離技術雖然是已有百年歷史的通用傳統(tǒng)技術,看起來結構簡單,但由于其內(nèi)部的氣固兩相三維流動與分離的復雜性和多變性,一直還未形成一套通用成熟的設計理論與方法,尤其在高溫高濃度下困難更大,各國只有依據(jù)經(jīng)驗歸納而建立的專有保密技術。
我國煉油工業(yè)的主力裝置催化裂化裝置,1964年問世以來,已有了創(chuàng)造性的發(fā)展,但其中關系到裝置物耗、能耗的關鍵設備之一的高溫旋風分離器卻一直困擾著人們,沒有自己的設計技術,只會簡單搬用,致使裝置劑耗長期居高不下。
國外的習慣做法是改進旋風分離器結構來改善其性能。但在高溫高濃度要求結構越簡單越好的前提下來提高其性能卻是個大難題。經(jīng)過多年的多相旋流的理論研究和實驗總結分析,時銘顯認為解決問題的途徑可能在于“尺寸的優(yōu)化組合”。在悉心鉆研旋風分離器內(nèi)流場與濃度場變化規(guī)律的基礎上,他首先明確提出了“旋風分離器內(nèi)存在三處薄弱環(huán)節(jié):頂灰環(huán)、短路流與灰斗返混”的新觀點,從理論和實踐上總結了旋風分離器尺寸與操作條件對這些薄弱環(huán)節(jié)的影響規(guī)律,從而獨創(chuàng)了嶄新的“旋風分離器尺寸分類優(yōu)化組合設計法”,并且編成了計算軟件,供工程設計之用。在鑒定會上,它被一致認為“在國內(nèi)外是首創(chuàng)”。從此,我國第一次有了自己的“催化裂化高溫旋風分離器設計技術”。用它設計出的PV型高效旋風分離器,在短短8年中幾乎被全國所有的煉油廠采用,徹底解決了催化裂化裝置中的這個難題,促進形成了我國獨有的催化裂化家族技術的成套國產(chǎn)化。該技術1990年獲中國石化總公司科技進步一等獎,1991年獲國家科技進步二等獎。PV型高效旋風分離器迄今已推廣應用1000多臺,每年為國家節(jié)支1.5億元左右。
丙烯腈生產(chǎn)技術,長期以來被國外大公司的專利所壟斷,索價特別高,為此,我國花費了大量的外匯。為了打破這一壟斷,中國石化總公司作了艱苦努力,在其核心問題——催化劑及反應器技術上,已取得了重大突破,但反應器內(nèi)三級旋風分離器沒有解決。1996年,中國石化總公司將這項任務交給了時銘顯。他依靠深厚的旋風分離技術功底,指導青年教師,用不到一年時間,就從理論計算和大型對比試驗兩方面,證實了他們的PV型旋風分離器在性能上還略優(yōu)于國外同類產(chǎn)品。接著又用一年時間,開發(fā)出了世界上獨一無二的“丙烯腈一串一的兩級旋風分離技術”。
當時,美國只比他們早兩年宣布開發(fā)成兩級串聯(lián)新技術,但是一個大的串兩個小的,每組仍是三個,所占據(jù)的反應器空間并沒有減少太多。時銘顯的科研組開發(fā)的卻是一個串一個,每組只有兩個,所占空間可減少30%。這就意味著,當一個反應器需要提高生產(chǎn)量30%時,就不會受到旋風分離器的制約,為丙烯腈裝置的擴能增效創(chuàng)造了十分有利的條件。這項成果已在大慶、上海高橋、齊魯?shù)仁瘡S應用中得到了驗證,十分昂貴的催化劑消耗明顯下降。
向氣固分離的世界技術高峰沖刺
催化裂化裝置是煉油生產(chǎn)的主力,而提升管—沉降器系統(tǒng)則是它的心臟。它包含著眾多的技術問題,其中一個頗為人們關注的問題是如何實現(xiàn)提升管出口氣固快速高效分離、油氣快速引出和催化劑高效汽提。時銘顯領導的科研組看準了生產(chǎn)上的需要,從1995年開始,連續(xù)三年研制成具有自己專利的三套新技術:擋板汽提式粗旋(簡稱FSC)、旋流式快分(簡稱VQS)、環(huán)流汽提式快分(簡稱CSC)。前兩項技術已在生產(chǎn)裝置上應用成功,產(chǎn)出投入之比接近10,產(chǎn)生了顯著的經(jīng)濟效益,而且在我國獨創(chuàng)“全大慶減渣催化裂化”新工藝中發(fā)揮了十分重要的作用,在和國外大公司的激烈競爭中,又贏得了寶貴的一席之地。
煤的潔凈高效燃燒——發(fā)電,是一項國際上競相開發(fā)的高新技術,也是我國21世紀重點發(fā)展的科技項目之一。其中的增壓流化床燃燒聯(lián)合循環(huán)發(fā)電(簡稱PFBC)和煤整體氣化聯(lián)合循環(huán)發(fā)電(簡稱IGCC)是兩個主攻方向,它們都迫切需要可靠而高效的高溫氣固分離設備。這是一項十分艱巨的任務,迄今還沒有一個國家已完全過關。20世紀80年代中期,時銘顯就帶領科研組參加了由東南大學牽頭的PFBC技術攻關科研。他們結合國情,計劃分兩階段進行。第一階段是要求除凈7~8μm細粒,含塵濃度在150mg/Nm3以下。1993年開發(fā)成功了DTC型小多管高效旋風分離器,小型熱模試驗已證實可達到此指標。接著又在徐州賈旺煤礦建設了一個15Mwe中試電站。第二階段是要攻克高溫陶瓷過濾器,科研組集中精力在研制嶄新的強力高效脈沖反吹清灰系統(tǒng),目前還在進行中,期望在第十個五年計劃內(nèi)攻克這項世界性難題,向世界技術高峰沖刺。
淡泊名利 甘當人梯
在石油大學(北京)推舉黨的十五大代表候選人時,時銘顯的得票率高達98.5%,這個數(shù)字讓人很容易看出時銘顯在人們心目中的位置。這既因為他對事業(yè)的不懈追求,也因為他淡泊明志的品格和寬廣胸懷。
“淡泊明志,寧靜致遠”是時銘顯的座右銘。這位每年為國家創(chuàng)造上億元經(jīng)濟效益的工程技術專家,他自己的生活卻很簡樸。他體弱多病,卻把對外科研咨詢中得到的全部報酬近5萬元,捐給了他任教的石油大學(北京)機電系作為學生獎勵基金。石油大學機電系黨總支擬以時銘顯的名字命名這項獎學金,他不同意。他說:“這只不過是我作為一個黨員應盡的責任。技術是大家的,學校的,不是我個人的,設立獎學金的目的是希望在學校帶個頭,形成一種風氣,為學習優(yōu)異而家庭貧困的學生盡點微薄之力!
1996年,時銘顯所在的研究組與北京煉油設計院、洛陽石化公司等單位合作開發(fā)的“催化裂化PIM型多管旋風分離器的研究和工業(yè)應用”獲中國石化總公司科技進步一等獎、國家科技進步三等獎。最初,時銘顯受中國石化總公司委派,到美國考察這類先進設備。考察回國后,總公司下決心自己開發(fā)這項新技術,聯(lián)合了兩個設計院及工廠,由時銘顯主持研究。對此項研究,他提出了總體方案,并親自做大型冷態(tài)實驗,總結計算公式及設計方法。工業(yè)實驗時,他又和同事一起制訂方案,最終獲得成功。在國家評獎時,他又親自去答辯。但這個成果,時銘顯卻沒有列名。他說:“在我們這里,很多項目都由我掛帥,由我主持。如果我都掛名,就容易把下面的年輕人埋沒了。成績是大家的,是我們集體的榮譽。我個人上不上有什么關系呢?”他平和而淡然地說:“我主要目的就是要把大家團結起來,凝聚成一個良好的集體。”
隨后的丙烯腈旋風分離器、催化裂化提升管氣固快分技術等多項成果,雖然技術總體方案與構思都出自時銘顯,但他還是不列名。這種“甘為人梯”默默奉獻的精神,感染和激勵著這個科研集體,成為有很強凝聚力、年年有成果獲獎勵的先進集體,先后被中國石油天然氣總公司授予“雙文明先進集體”、“‘八五’石油教育先進集體”等稱號。1995年,時銘顯當選為中國工程院院士。他的風范與心聲,凝聚在他的一首自律詩中:一生勤耕耘,滿腔報國志,實踐黨宗旨,終身志不移。
(李秋雁)
時銘顯 - 簡歷
1933年4月26日 出生于江蘇省常熟市虞山鎮(zhèn)。
1949-1952年 南京大學化工系學習。
1952-1953年 清華大學石油系研究生學習。
1953-1956年 北京石油學院煉廠機械專業(yè)研究生畢業(yè)。
1956-1965年 北京石油學院煉廠機械教研室副主任、助教、講師。
1965-1983年 北京石油學院機械系副主任、講師、副教授(1970年學校遷至山東,曾改名華東石油學院)。
1984年至今 石油大學(北京)教授、博士生導師。
1995年 當選中國工程院院士。
時銘顯 - 主要論著
1 時銘顯,施從南,等.化學工程手冊.氣固分離.北京:化學工業(yè)出版社,1996,(第二版)
2 時銘顯.增壓流化床聯(lián)合循環(huán)發(fā)電技術.氣固分離.南京:東南大學出版社.1998,227-295
3 干式除塵器研究組(時銘顯執(zhí)筆).天然氣集輸管線用導葉式旋風子多管除塵器的工業(yè)試驗及其設計.華東石油學院學報,1980(3):1-16
4 時銘顯,毛羽.煉油廠多管旋分離器旋風管的試驗研究.華東石油學院學報,1985(3):1-8
5 周世輝,時銘顯.EPVC-I A型旋風管的流場分析.化工學報,1988 (5):599-606
6 Wu Xiaolin, Ji Zhongli, Shi Mingxian. Study on Particle Concentration Distribution in Cyclone. Proceedings of 5th World Filtration Congress,Nice, Frauce, 1990, 641-646
7 時銘顯,汪云瑛.PV型旋風分離器尺寸設計的特點.石油化工設備技術,1992,13(14):14-18
8 時銘顯,劉雋人,劉國榮.高溫燃氣旋風分離器的性能分析.東南大學學報增刊,1992,22(9):14-19
9 時銘顯,吳小林.旋風分離器的大型冷模試驗研究.化工機械,1993,20(4):187-192
10 聯(lián)合攻關組(時銘顯).催化裂化臥管式三旋的開發(fā)與應用.石油化工設備技術,1993,14(5):2-7
11 Shi Mingxian, Liu Guorong, Jin Youhai, Yao Zhibiao, Liu Qianxin.The Cyclone Separators Performance under high Temperature in PFBC Unit, Heat Recovery Systems & CHP, 1995, 15 (2): 191-198
12 曹占友,時銘顯.催化裂化提升管末端旋流式快速分離系統(tǒng)的研究.石油煉制與化工,1996,27(10):10-13
13 時銘顯,金有海.新型高效多管旋風分離器的開發(fā)及應用.煉油設計,1996,26(3):28-31
14 Shi Mingxian, Liu Junren, Liu Guorong, Jin Youhai. Research on the new multi cyclone Separators for high Temperature gas Cleaning in PFBC Facility, The 3rd Int. Symp. On Gas Cleaning at high Temperature,Karlsruhe, Germany, 1996: 40-47
15 Shi Mingxian, Jin Youhai, Wu Xiaolin, Chen jianyi, Liu junren. Research on high Efficiency Cyclone Separators and their Optimum Design, ACTA PETROLEI SINICA (Petroleum Processing Section),Special Issue for the 15th World Pefroleum Congress, Oct. 1997:17-25
16 Shi Mingxian, Jin Youhai, Liu Junren, Tian Zhihong. Development of new high Efficiency Multicyclone Separators and their Application in FCC Units, Petroleum Processing and Petrochemicals, Swpplementary Issue, Oct. 1997, 28: 31-37
時銘顯 - 參考文獻
1 劉固文.歲月流金——記石油科技專家(一).矢志勤攀創(chuàng)新路.北京:石油工業(yè)出版社,1998:114-122
2 王純禮主編.石油大學教授譜.石油大學報編輯部,1993
3 李秋雁.格超梅以上,品在竹之間.中華英才,1997,(10)
4 李秋雁.造福于人民.中國石油畫報,1997(4)