文/林晚晴
在工业节能领域,板式换热器作为能量传递的核心设备,其技术水平直接关系到能源利用效率与产业升级质量。在“双碳”目标引领下,如何突破传统换热设备的技术瓶颈,实现高效、节能、低成本的升级迭代,成为行业发展的迫切需求。沈书琦,深耕板式换热器领域二十余年,发明50余项专利成果,系统性破解行业痛点,用创新之力为行业发展开辟新路径,成为板式换热器领域自主创新的标杆人物。

(图:沈书琦)
创新的起点,源于对行业的深刻洞察。板式换热器广泛应用于供暖、机械、船舶、石油化工等众多领域,是工业生产与民生保障中不可或缺的关键设备。但长期以来,行业内普遍存在三大核心技术难题:金属板片压制易变形、废品率高;压紧板重量大、成本高、难以批量生产;换热机组能耗高、阻力大、运行成本居高不下。这些难题不仅制约了设备性能的提升,也增加了企业的运营成本,成为行业高质量发展的“绊脚石”。
面对行业困局,沈书琦秉持“问题导向、创新破局”的理念,扎根研发一线,从核心部件到系统集成,从制造工艺到材料应用,展开全方位的技术攻坚,每一项专利都承载着他破解痛点、精益求精的追求。沈书琦发明的50余项专利中,既有发明专利的原创突破,也有实用新型专利的实用优化,形成了覆盖板式换热器核心制造工艺、关键部件设计、系统集成应用的完整技术体系,其中多项专利填补了行业技术空白,达到国内领先水平。
在金属板片制造领域,沈书琦的创新突破尤为亮眼。传统板片压制工艺中,因受力不均,常出现板片变形、变薄、表面钝化层受损等问题,不仅降低了板片的使用寿命,还导致废品率居高不下,增加了生产成本。针对这一痛点,沈书琦历经无数次试验,发明了“一种板式换热器金属板片的制作方法”,创新性地采用阶梯压制工艺,将模具横截面设计为阶梯形状,每个阶梯区域的高度精确控制在0.03mm~0.04mm之间,同时采用“由中心向外逐步碾压”的压制顺序,使板片受力均匀、应力充分释放。
更具创新性的是,他在板片压制前,用开平机为板片覆盖双面PVC薄黏膜,有效保护了板片表面的钝化层,避免了压制过程中的刮擦损伤。这一专利技术的应用,实现了板片一次压制成型,压制后的金属板片无变形、变薄率基本为零,废品率降至零,使用寿命较传统工艺提高2~3倍,彻底解决了行业长期困扰的板片制造难题。该专利也因此荣获2015年鞍山市科学技术进步奖三等奖,得到行业的高度认可。
在压紧板结构设计领域,沈书琦打破了传统金属材质的局限,实现了“轻量化、低成本、批量生产”的三重突破。传统板式换热器的压紧板多采用铸铁或钢板,不仅重量大、运输安装不便,还因金属的导热性导致8%~10%的热量损耗,增加了能源浪费。沈书琦创新性地提出采用塑料、尼龙或混凝土作为压紧板主体材料,在角孔处预埋环形钢套,既保证了压紧板的强度和密封性能,又极大地减轻了设备重量。
其“一种板式换热器压紧板及其制作方法”专利,采用注塑或浇注工艺成型,实现了机械化、大批量生产,在保证压紧板综合指标的前提下,显著降低了材料成本和制造成本,延长了压紧板的使用寿命。该专利荣获2016年鞍山市科学技术进步奖三等奖,其创新理念也为行业轻量化设计提供了新思路。为进一步提升性能,沈书琦还与中国工程院蹇锡高院士团队共建“辽宁省院士专家工作站”,将非金属压紧板专利与聚芳醚高分子材料专利相结合,开发出新型非金属材料,使热损耗降至2%左右,实现了额外8%的节能效果。
在系统集成领域,沈书琦的“高效能、低阻力节能换热机组”专利,更是实现了换热机组的全方位升级。传统换热机组普遍存在管网阻力大、水泵能耗高、负荷调节能力差等问题,导致运行成本居高不下。沈书琦通过优化管路布局,在一级管网、二级管网合理设置过滤球阀、电动调节阀、Y型过滤器等部件,实现了机组的智能化调节和高效运行,使传热系数K值达到7000瓦/平方米·度,较传统换热器提升一倍。
该成果经辽宁省生产力促进中心协会评价为“国内领先”,国家一级查新机构出具的查新报告确认“国内未见其他相同文献报道,具有新颖性”,并荣获2017年第一届鞍山创新创业大赛优秀奖。除此之外,沈书琦的“一种板式换热器特殊导流区板片”专利,通过在导流区设置特定尺寸的凹坑和斜线导流结构,使介质分布更加均匀,大幅提高了换热效率,该专利荣获2014年发明创造奖;“换热器(PC600)”“换热器(ES650)”等专利产品,也凭借优异的性能荣获鞍山市专利奖三等奖、鞍山创新创业大赛二等奖等多项荣誉。
从单个部件的工艺创新,到系统集成的整体优化,沈书琦的每一项专利都源于实践,既破解了行业技术困局,也推动了板式换热器行业的技术进步。他始终坚持“创新无止境”的理念,深耕研发一线,不断探索新技术、新方法。他用坚守与创新,诠释了新时代创新者的责任与担当。
如今,沈书琦凭借在创新领域的突出贡献,先后担任辽宁省经济文化发展促进会副会长、鞍山市企业家协会副会长、辽宁省企业联合会常务理事等职务,并荣获鞍山五一劳动奖章、新时代劳动标兵等荣誉称号。他表示,未来将继续聚焦行业需求,持续推进技术创新,用更多高质量的专利成果,为板式换热器行业高质量发展注入新动能,为“双碳”目标实现贡献创新力量。