自2000年，西安交大孙金菊课题组十余年持之以恒，坚持低温液体膨胀机技术的基础研究和原始创新，最终突破该项技术，研制的样机实测性能指标达到了同期国外产品的水平。课题组通过自主创新获得的整套低温液体膨胀机技术，已完全能支撑广泛的工业转化应用。

图1：2013年11月课题组利用闭式液氮系统完成了液体膨胀机的模化实验测试，其性能指标达到了同期国外产品的水平

图2：2015年9月课题组为河南能源化工集团研制的PLPK-1611.7/6.545-1.05型液体膨胀机在60000m3/h大型工业空分系统中试车成功

        低温液体膨胀机是低温空分和天然气液化装置中的关键节能设备，用于替代高耗能的传统高压液体J-T节流阀，可产生显著的节能降耗效益。一台低温液体膨胀机的使用可使低温空分装置和天然气液化厂的总能效提升3-6%左右。国际上首台低温液体膨胀机诞生于上世纪80年代后期，法、美两国的公司一直垄断着国际市场，其昂贵的价格严重阻碍了此节能技术在我国的推广应用。正是此局面强烈激发了孙金菊教授课题组克服无数挫折和困难，对液体膨胀机展开了十几年持之以恒的深入研究。

        “十年磨一剑”是孙金菊教授课题组液体膨胀机研发历程的真实写照。孙金菊教授于1999年在英国Cranfield University获得博士学位，随后赴日本九州工业大学从事博士后研究工作。在2000年4月回国工作后，她敏锐地捕捉到当时国内空分领域对低温液体膨胀机技术的迫切需求，便立即开启此项技术的研究。

15年来，课题组一直坚持低温液体膨胀机的基础研究和技术研发上的原始创新，在国家“十一五”863计划课题、“十二五”支撑计划子项目、国家自然科学基金项目的全力支持下，课题组先后在低温液体膨胀机内流设计理论和方法、整机设计优化、整机结构优化、低温密封技术、低温材料使用、低温实验测试技术和方法等方面取得重要突破。研制的样机经过专业权威部门测试，其性能指标达到了国外同期产品的技术水平，填补了国内空白。目前，课题组通过自主创新获得的整套低温液体膨胀机技术，已完全能支撑广泛的工业转化应用。

        在课题组的整个研发过程中，硕士和博士研究生构成了科技创新的生力军，得到了全面锻炼。在2007年，孙教授指导的第一位液体膨胀机方向的硕士研究生完成学位论文答辩，至今共培养硕士生10名、博士生2名。

        课题组始终重视知识产权保护，充分利用国家和国际知识产权保护体系对自主创新研发的液体膨胀机各项关键技术实施了保护。截止目前，已获得国家发明专利授权5项、国家发明专利申请公开1项、软件著作权登记1项，并申请了美国专利1项。这为该项节能技术顺利在国内空分装备生产企业（如杭氧股份、四川空分、开封空分等）推广应用提供了重要保障，也为其后走向国际市场奠定了法律基础。

       据悉，低温液体膨胀机技术应用前景广阔，可配套于新建高效空分流程，也可用于老空分的节能改造。目前，在国内每年要新建大型内压缩空分流程装置五十套左右，若全部配套使用一台液体膨胀机，每年将节约电能5亿千瓦·时。而现运行的上千套低能效大空分也亟需升级改造，对液体膨胀机技术有重大需求。孙教授发明的此技术的推广应用必将为我国空分行业创造显著经济效益和重大社会效益。

（作者：能动学院）