十二五科技规划.docx

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十二五科技规划

“十二五”特种设备科技发展规划

国家质量监督检验检疫总局

“十二五”特种设备科技发展规划

前言

“十二五”时期，是我国全面建设小康社会的关键时期，是深化改革开放、加快转变经济发展方式的攻坚时期。

深刻认识并准确把握国内外特种设备安全与节能科技工作新形势新特点，科学制定“十二五”特种设备科技发展规划，对于继续抓住和用好我国科技发展的重要战略机遇期、促进特种设备科技水平上新台阶，具有重要意义。

本规划阐明了特种设备科技工作的指导思想、基本原则、发展目标、主要任务、重大项目建议和保障措施，确定了“十二五”时期特种设备科技工作的行动指南。

本规划依据《国家中长期科学和技术发展规划纲要（2006—2020年）》、《质检“十二五”科技发展规划》和《“十二五”质量监督检验检疫专项规划》、《特种设备安全发展战略纲要》、《“十二五”特种设备安全与节能发展规划》进行编制。

一、特种设备安全和节能工作在促进经济发展中的作用

特种设备安全和节能涉及到特种设备的设计、制造、安装、使用、检验检测、修理改造等环节，特种设备安全和节能的能力与国民经济发展、社会和谐进步、法规标准的协调一致、先进的工业基础和安全管理水平密切相关，特种设备安全和节能的整体成效反映出一个国家的工业化水平和科技进步的总体状况。

因此，做好特种设备安全与节能工作必需依靠科技进步和科技创新。

截至2010年底，全国共有在用特种设备647.65万台，另有气瓶14072.73万只，压力管道73.2万公里。

我国现有特种设备制造单位1.3万多家，年产特种设备60多万台、产值10000亿元左右，占国家GDP的2%～3%，特种设备制造业已经成为装备制造业的重要组成部分。

特种设备的质量和安全关系到人民生命安全、也关系到国家经济运行安全和社会稳定，是公共安全的重要组成部分。

公共安全已被列入《国家中长期科技发展规划纲要》第10领域，特种设备安全科技被列入《国家中长期科技发展规划纲要》第58重大生产事故预警与救援优先主题。

保证特种设备的质量和安全，防止和减少事故，对于维护人民生命财产安全和经济运行安全，促进经济社会又好又快发展，具有重大意义。

能源在国民经济中具有特别重要的战略地位。

节能目前在我国尤为重要，工业节能已被列入《国家中长期科技发展规划纲要》能源领域第1优先主题。

锅炉、换热压力容器、电梯等高耗能特种设备节能降耗空间和潜力巨大，全面推进高耗能特种设备节能降耗，对于促进节约发展、清洁发展具有重要意义。

二、“十一五”特种设备安全科技工作回顾

国家质检总局成立10年来，通过开展“十五”国家科技攻关课题和“十一五”国家科技支撑项目的研究，使我国特种设备安全科技水平和创新能力显著提升、科技服务能力显著增强、科研基础能力和基础条件显著提高，特种设备安全科技工作在“十一五”期间上了新台阶。

第一，从研究项目层次上，从原来的课题级跃升为项目级，首次实现了国家科技支撑计划项目层面立项；从研究内容上，从原来仅限于压力容器和压力管道，首次实现了八类特种设备全覆盖，并首次开展了科学监管等软科学研究，为全面探索建立特种设备科学监管技术体系打下基础。

从保障能力上，新增了基于风险的检验评价、寿命评估、先进无损检测方法应用等综合技术能力。

特种设备安全试验研究能力、处理和解决复杂技术问题的综合能力、法规标准制修订的支撑能力、特种设备安全保障和技术服务能力显著增强。

第二，从技术创新上，围绕生命线工程（长输管线、城市管网以及战略储备用大型储油罐）、石化成套装置、电站锅炉、典型机电类特种设备的安全风险分析技术、寿命评价技术和检测监测技术以及特种设备安全动态监管技术，突破了多项关键技术，建立了埋地管道外腐蚀检测评价技术体系、石化成套装置基于风险的检验（RBI）技术体系、危险介质大型储罐群安全检验技术体系，开展了机电类特种设备安全检验和安全状况等级综合评价技术的研究、特种设备法规标准体系和特种设备安全动态监管支撑技术的研究工作。

第三，从团队建设上，建立了以国家级特种设备检测研究机构为龙头，以国家科技计划课题为纽带，以优势互补、自愿共赢为原则，以特种设备安全技术的研究开发和成果应用为主要任务，科研院所、高校、企业、技术机构等广泛参与、团结协作、优势互补、有机结合，200多名专家为骨干组成了特种设备安全科技队伍。

第四，从推动进步上，实现了从注重安全性到安全性与经济性并重、从关注个体设备到整体考虑成套装置、从点对点的成果应用到系统性整体推进的跨越式发展，并通过强化安全节能基本要求，促进安全发展和节约发展，效果显著。

三、“十二五”特种设备安全与节能面临的形势与科技需求

（一）“十二五”特种设备安全与节能面临的形势。

1.国家重大工程和特大装备建设对科技提出新要求。

特种设备安全技术是国家十大产业振兴的基础，随着国家天然气长输管线和燃气管网、战略石油储备库、大型煤液化装置、1000万吨炼油和100万吨乙烯等重大石化成套装置、超临界和超超临界大型火电机组等重大工程的建设，特种设备向超大型化、高参数等方向发展。

如：

100万吨乙烯装置的反应塔高度超过100米、直径超过10米，煤液化装置中的加氢反应器的工作温度达454℃、工作压力达20Mpa、壁厚达340mm、重量达1900吨，“西气东输”沿线天然气调峰用球罐容积达1万m3，液化天然气低温储罐容积达16.2万m3，国家战略石油储备库原油、成品油储罐单台容积为10～15万m3，“西气东输二线”主干线管道的直径达1219mm、压力达12MPa，管道材质为X80高强钢，1000MW超超临界锅炉运行温度达到700℃、主蒸汽管道直径和厚度达到φ559×102mm，三峡电站单台桥式起重机起吊能力达到1200吨，造船门式起重机单台起重能力达到1600吨，三代核电吊装履带起重机起吊能力达到3600吨，起重力矩86000吨米。

这些特大特种设备几乎均处于世界先进或领先水平，因此对材料、设计、制造、安装、检验检测等安全技术不断提出新的要求。

2.社会经济的快速发展对特种设备安全提出新要求。

随着我国社会经济的快速发展、城市化和人民生活水平的快速提高，广大人民群众对特种设备的安全和节能状况更加关注，风险意识不断提高。

在民生方面，采暖锅炉、液化石油气钢瓶、城市公用管道等承压类特种设备进入千家万户，电梯、车用燃气气瓶、大型游乐设施和客运索道等特种设备与广大人民群众的日常出行和休闲娱乐等密切相关，对特种设备的安全监管模式、安全评价技术、检验检测技术和应急救援技术等提出更高要求；在工业生产方面，特种设备新产品的不断涌现，对法规、标准的适应性提出了更高要求。

特种设备大型化和新材料、新工艺的使用，对安全检测的效率、可靠性和检测技术等提出了新的挑战；大型石化、电站锅炉等成套装置长周期运行，对设备安全管理技术和方法、设备可靠性、在线或不拆保温层检测技术等提出了新的挑战。

3.国家“节能减排”形势对特种设备节能提出新要求。

随着我国经济规模的扩大，对外来能源依赖性不断提高，能源的战略地位日益重要，“节约能源”成为我国的基本国策，按照规划，2020年我国单位GDP能耗比2010年下降40%到45%。

特种设备节能是节能降耗的重点领域，节能潜力很大，是落实“节能减排”战略的重点。

目前我国高耗能特种设备能效总体水平不高，能源浪费较大，尤其是工业锅炉、余热锅炉和换热器的能效问题更加突出。

与发达国家相比，我国燃煤工业锅炉平均运行效率仅为65%左右，换热器的换热效率仅有60%～70%，与国际先进水平有较大差距。

因此，高耗能特种设备节能需求对科技工作提出了更高的要求。

4.特种设备数量的快速增长对监管方式提出新要求。

随着我国社会经济的快速发展，我国特种设备的保有量每年以12%左右的速度快速增加，在用特种设备保有量从2005年的374万台迅速增加到2010年的648万台，五年增加了74%，但在这五年期间，安全监察人员数量增加微乎其微，检验人员仅增加了17%，监察检验力量不足与设备数量快速增长的矛盾日益突出。

因此，采用更加科学的方法提高监察实效，采用新的技术和新的理念提高检验效率和检验质量，是目前亟待解决的新课题。

（二）“十二五”特种设备科技需求分析。

根据《特种设备安全发展战略纲要》和《“十二五”特种设备安全与节能发展规划》对特种设备科技提出的要求，全盘考虑到我国目前特种设备安全与节能面临的形势，提出“十二五”期间我国特种设备安全与节能工作五个方面的科技需求。

1.安全评价技术。

保障特种设备安全是特种设备科技工作永恒的主题，而对特种设备安全状况进行科学分类和分级，是对特种设备实行分类监管的基础。

安全评价技术是保障特种设备安全的支撑，“十二五”期间安全评价技术的攻关重点是适应八类特种设备安全使用需要的基于风险的安全评价与寿命评估技术。

其重点科技需求如下：

●电站锅炉、起重机械和大型游乐设施的剩余寿命评估技术；

●压力容器基于全寿命过程失效模式的设计制造技术；

●大型成套装置基于风险的预知检测和评价管理技术；

●埋地压力管道和大型常压储罐基于失效模式的检验、寿命预测与完整性管理技术；

●电梯、起重机械、大型游乐设施、客运索道和场（厂）内专用机动车辆基于风险的检验（RBI）和综合安全评价技术。

2.安全检测与监测技术。

安全检测与监测技术是发现特种设备存在隐患和缺陷的必不可少的方法和手段，目前主要是开发适应特种设备安全检测和监测技术发展的高效、快速检测监测技术，针对特种设备制造、安装和使用不同阶段，其重点科技需求如下：

●钢板、钢管等原材料在线自动快速检测技术与装备；

●大型承压设备制造和安装急需的快速高效无损检测技术与设备；

●电站锅炉、大型石化装置、压力管道等长周期运行急需的在线检测、监测、预警、预知和诊断技术与设备；

●机电类特种设备急需的不拆卸检测、监测、预警和诊断技术与设备；

●节能减排急需的检测、监测和评价技术与设备；

●埋地压力管道不开挖检测、诊断技术与设备；

●埋地压力管道腐蚀和泄漏内检测技术与设备。

3.应急救援技术。

现阶段，特种设备事故的发生还不可避免，应急救援技术是处理特种设备事故、降低生命和财产损失的最后一道防线。

我国特种设备应急救援技术十分原始和落后，基础薄弱，国家科技攻关和支撑课题层面以往从未列入特种设备应急救援方面的研究内容，“十二五”期间急需适应不同特种设备事故特点和抢险救援需要的应急救援需求如下：

●压力容器和管道泄漏带压密封技术；

●承压设备泄漏与爆炸应急救援技术、装备及预案；

●大型游乐设施和客运索道故障与事故应急救援技术、装备及预案。

4.节能降耗技术。

高耗能特种设备节能监管工作刚刚开始，技术基础薄弱，法规、标准不健全，很多方面需从头开始，首先解决从无到有的问题，目前需重点研究工业锅炉、余热锅炉、换热容器、电梯和起重机等高耗能特种设备的节能降耗技术，高压长输压力管道的压力能回收技术等，主要科技需求如下：

●高耗能特种设备能耗指标评价方法；

●高耗能特种设备能效测试方法和装备；

●在用高耗能特种设备能效诊断方法和装备；

●高耗能特种设备先进节能技术；

●特种设备轻量化技术；

●产品能效指标确定及测试技术。

5.科学监管支撑技术。

随着我国社会经济的快速发展，我国特种设备监管和检验力量不足与设备数量快速增长的矛盾日益突出。

另一方面，人民群众对特种设备的安全和节能状况更加关注，安全意识更加提高。

因此，急需开展特种设备科学监管基础理论的系统研究，对不同安全类别和级别的特种设备进行科学分级和分类，采用不同的方式进行监管，科技需求如下：

●特种设备安全科学监管系统工程战略及基础理论；

●基于风险的特种设备安全监管体制与方法；

●基于风险的特种设备安全状况综合分类与分级方法；

●基于本质安全的特种设备先进设计和制造技术；

●特种设备用材料使用性能数据库的建立和完善；

●支撑特种设备安全监管的安全技术规范的制定；

●支撑特种设备安全监管的关键检验检测技术标准的制定；

四、指导思想、基本原则与发展目标

（一）指导思想。

特种设备科技工作要以邓小平理论和“三个代表”重要思想为指导，深入贯彻落实科学发展观，以服务科学发展为主题，以促进转变经济发展方式为主线，坚持“科技强检”的方针，大力开展特种设备基于风险的安全评价技术、快速高效检测监测技术、应急救援技术、节能降耗技术和科学监管技术研究，为实现《国家质检“十二五”科技发展规划》、《特种设备安全发展战略纲要》和《“十二五”特种设备安全与节能发展规划》提出的发展目标提供强有力的科技支撑。

（二）基本原则。

以保障特种设备安全、防止和减少事故及节能降耗为目的，加强特种设备安全与节能科学监管理论和技术研究，探索特种设备科技体制机制创新发展。

开展系统、集成的共性、关键性的安全检验与评价技术、检测监测技术、节能降耗技术、应急救援技术和科学监管支撑技术研究，建立特种设备科技人才培养、成果转化、设备研制、标准制定和工程应用新机制，努力实现特种设备科技发展的总体目标。

（三）总体目标。

到2015年，全国特种设备科技发展的总体目标是：

1.科技队伍门类和学科更加齐全，人员素质和技术水平进一步提升，人员梯队结构进一步优化，科研人员数量大幅增加。

我国特种设备科技整体水平达到中等发达国家水平。

2.争取3到4个国家级重点科研项目和80个左右质检公益项目立项，对特种设备安全和节能急需技术全面开展研究，突破一批核心关键技术，科研成果应用明显增加，特种设备科技支撑保障能力和科学监管水平明显提高。

（四）具体目标。

1.在特种设备安全评价技术方面，取得一批重大成果，争取1到2项科研成果达到国际领先水平，技术创新能力显著增强，不断为特种设备安全运行提供科技保障。

将电站锅炉、大型起重机械、大型游乐设施和客运索道的安全评价与寿命评估技术等科技成果转化为相应的国家标准，促进推广应用；压力容器基于全寿命过程失效模式的设计制造技术和大型成套装置基于风险的预知检测和评价管理技术得到突破；埋地压力管道和大型常压储罐基于失效模式的检验、寿命预测与完整性管理技术得到完善。

在此基础上制定、颁布若干安全技术规范和国家标准。

2.在特种设备检测监测技术方面，突破一系列关键技术，开发一批能够进行在线检测、监测与安全诊断的仪器装备，打破国外对高新检测设备的垄断局面，制定若干特种设备检测与监测国家标准，填补国内空白，争取2到3项科研成果达到国际领先水平，使我国特种设备检测监测仪器设备制造能力和创新能力得到显著增强。

3.在特种设备应急救援技术方面，初步建立应急平台和健全应急预案，填补国内空白，满足政府应急管理的基础需求。

4.在节能降耗技术方面，建立工业锅炉、换热容器、电梯和起重机等高耗能特种设备能耗指标评价、能效测试评价和能耗诊断评价方法，并在节能新技术研究应用方面取得重大进展。

5.在科学监管支撑技术方面，研究和解决满足特种设备科学监管需要的共性、基础性技术难点问题，初步建立满足特种设备安全与节能科学监管和可持续发展需要的特种设备风险监控、分类监管和绩效评价方法，为建立相应的科学监管机制提供技术支撑。

6.在科技队伍建设方面，建立以国家级检验检测科研机构为龙头，以国家科技计划课题为纽带，以优势互补、自愿共赢为原则，以特种设备安全和节能技术的研究开发和成果应用为主要任务，科研院所、大专院校、企业、技术机构、政府部门等广泛参与、团结合作、优势互补、有机结合的门类和学科基本齐全的特种设备科技队伍，人员数量和素质得到进一步提高和优化。

7.在科研基地建设方面，建设以国家级检验检测科研机构为依托，具有国际一流水平的、学科交叉、人才汇聚的综合性国家特种设备安全与节能技术研究试验基地，填补国内空白，满足对试验测试、技术鉴定、事故分析的基本需求，并为特种设备安全与节能技术的发展提供基础性的科研试验条件与平台。

同时建成1至2个国家特种设备安全与节能技术研究试验基地，10个左右国家质检中心；以部分有条件的省级和副省级市为基础建设电梯、起重机械、低温容器、阀门、气瓶、安全阀、爆破片、安全保护装置、节能测试等多个拥有专门特色技术的试验基地，满足相关安全技术规范和标准的要求。

推进我国特种设备安全与节能科研基础条件与科研仪器装备跨上一个新的台阶。

8.在科研机制创新方面，以国家级检验检测科研机构为龙头，集中行业科研资源，建立完善全国特种设备科技协作平台，组织和吸收全国更多的科研院所、大专院校和特种设备检验检测机构参与，使国家和地方检验检测机构科研能力得到明显提升，科研经费大幅度增加，科技对检验检测技术的引领和支撑作用明显加强。

五、重点任务

为实现本规划制定的目标，“十二五”期间全国特种设备科技工作的重点方向和研究任务如下：

（一）开展适应特种设备发展和使用需要的基于风险的检验、安全评价和寿命评估技术研究，提高特种设备安全评价技术水平。

重点研究任务为：

1.锅炉基于风险的检验（RBI）、安全评价和寿命评估技术研究；

2.压力容器基于全寿命过程失效模式的设计制造技术研究；

3.大型成套装置基于风险的预知检测和安全评价管理技术研究；

4.大型常压储罐群基于风险的检验和完整性管理技术研究；

5.埋地管道基于风险和失效模式的检验、寿命预测与完整性管理技术研究；

6.电梯基于风险的检验和安全状况综合评价技术研究；

7.起重机械基于风险的检验、寿命评估和安全状况综合评价技术研究；

8.游乐设施基于风险的检验、寿命评估和安全状况综合评价技术研究；

9.客运索道基于风险的检验和安全状况综合评价技术研究；

10.场（厂）内专用机动车辆基于风险的检验和安全状况综合评价技术研究。

（二）开展适应特种设备安全检测监测需要的现代检测监测技术研究、标准制定和设备研制，提高特种设备安全检测监测技术水平。

重点研究任务为：

1.基于电磁（涡流、漏磁、磁记忆、电磁超声、电磁感应）技术原理的非接触快速检测技术研究、标准制定和设备研制；

2.基于声（超声、声发射、导波、声-超声）技术原理的自动快速检测技术研究、标准制定和设备研制；

3.基于漏磁、电磁超声和泄漏检测技术的多功能管道腐蚀内检测技术研究和设备研制；

4.基于数字射线、红外、光和电等新的检测监测技术研究、标准制定和设备研制；

5.大型游乐设施、电梯、客运索道等机电类特种设备运行状态安全监测与诊断技术研究与设备研制。

（三）开展适应特种设备事故特点和抢险救援需要的应急救援技术研究和装备研制，建立应急救援技术保障能力。

重点研究任务为：

1.特种设备应急技术平台的研究建立；

2.带压密封技术的研究开发；

3.应急救援和保护装置研究开发；

4.应急预案研究建立。

（四）开展满足工业锅炉、换热容器和电梯等高耗能特种设备节能监管需要的支撑技术和节能新技术研究，为节能指标的实现提供技术保障。

重点研究任务为：

1.能耗指标及评价方法研究；

2.能效测试方法研究和装置开发；

3.能效诊断方法研究；

4.先进节能降耗技术应用研究；

5.设备轻量化技术应用研究；

6.产品能效指标试验研究。

（五）开展满足特种设备科学监管和可持续发展需要的技术研究，为实现科学监管提供技术支撑。

重点研究任务为：

1.科学监管系统工程战略和理论研究；

2.动态监管数据流\数据库\数据挖掘；

3.基于风险的安全状况等级综合评价方法研究；

4.基本安全技术要求优化研究及对社会冲击性评价；

5.特种设备信息化标准体系研究，全国统一的特种设备信息资源和共享交换中心的建立；

6.基于全生命周期的科学监管模式与运行机制优化研究；

7.国外最新法规标准研究及分析；

8.新材料使用性能要求的研究确定和数据库建立。

六、重大科技项目

（一）基于风险的特种设备事故预防关键技术研究。

本项目是“十一五”科技支撑计划重点项目“生命线工程和特种设备安全保障关键技术和工程示范”的纵向深入和横向拓展，项目围绕安全评价技术、检测监测技术和科学监管技术3个方面，设置6个课题，提出92项研究任务，其中56项为纵向深入、36项为横向拓展。

本项目的总体目标是：

完善特种设备事故预防技术体系，建立特种设备安全科技发展长效机制，为实现我国特种设备到2015年“事故率控制在0.4起/万台以下、死亡率控制在0.38人/万台以下”，提供技术支撑和保障。

1.在埋地管道、成套装置、特殊压力容器、超超临界电站锅炉、机电类特种设备事故预防技术体系的建立与完善方面，形成70项新方法（其中：

形成新标准15项、安全技术规范2项），将“十一五”时期形成的15项技术标准草案完善成为技术标准，实现4种检测设备的性能提升和产品化，开发13种检测监测设备样机，技术总体水平达到国际先进。

2.在科学监管技术方面，提出科学监管系统理论、检验模式优化方案和5项新方法、初步建立“特种设备分类监管信息技术平台”、提交2项国内外技术标准比较分析报告（无损检测、材料性能试验），技术总体水平达到国内领先。

3.稳步发展以国家级特种设备检测研究机构为基础，相关企业、高校、研究所、检验单位广泛参与的特种设备安全技术研发基地和实验研究基地。

项目的研究课题设置如下：

课题1：

基于风险的埋地管道事故预防关键技术研究；

课题2：

基于全寿命过程失效模式的重要承压设备设计制造技术研究；

课题3：

基于失效模式的成套装置预知检测及动态风险管理技术研究；

课题4：

基于失效模式的超超临界电站锅炉事故预防关键技术研究；

课题5：

基于风险的机电类特种设备事故预防关键技术研究；

课题6：

基于风险的特种设备安全监管关键技术研究。

（二）快速高效先进无损检测与监测技术研究及标准与设备研制。

针对我国特种设备检测监测技术现状，紧密围绕我国特种设备安全与节能工作对检测监测技术的科技需求，紧跟国外的技术发展趋势，开展一系列快速、高效检测、监测与诊断技术的研究，在各类特种设备检验中急需的在线检测监测与诊断技术、埋地管道检验急需的内检测与泄漏和内腐蚀监测技术、长输集输管道站场设备状态运行监测和诊断技术，机电类特种设备急需的状态运行监测和诊断技术等各个方面取得一大批科研成果，建立健全我国特种设备无损检测与监测技术体系，开发研制一批拥有我国自主知识产权的先进仪器设备。

项目的研究课题设置如下：

课题1：

基于电磁检测和电磁感应原理的非接触快速检测监测关键技术研究、标准制定和设备研制；

课题2：

基于声学检测原理的自动快速检测监测关键技术研究、标准制定和设备研制；

课题3：

大型游乐设施、电梯、客运索道等机电类特种设备运行状态安全监测与诊断技术研究与设备研制；

课题4：

基于漏磁、电磁超声和泄漏检测技术的多功能管道腐蚀内检测技术研究和设备研制；

课题5：

埋地钢质管道内腐蚀状况监测与预测技术研究和设备研制；

课题6:

长输集输管道站场设备状态运行监测和诊断技术研究。

（三）特种设备应急救援和高耗能特种设备节能监管支撑急需技术研究。

本项目一方面针对特种设备事故的发生，开展适应特种设备事故特点和抢险救援需要的应急救援技术研究，其中重点开发压力容器和管道泄漏带压密封技术，承压设备泄漏与爆炸应急救援技术、装备及预案，大型游乐设施和客运索道故障与事故应急救援技术、装备及预案等。

另一方面，针对工业锅炉、换热压力容器和电梯等高耗能特种设备，重点开展能效评价指标体系、方法及标准研究，产品设计方案节能评价、审查方法及标准研究，在线监测、节能评价、节能诊断和调节及控制技术研究，节能监管技术研究及装备研制，热工参数监测传感器技术研究，节能新技术研究开发及工程示范。

项目的研究课题设置如下：

课题1:

特种设备应急救援和应急预案体系研究与建立；

课题2：

压力容器和压力管道带压密封技术研究及装备研制；

课题3：

游乐设施和客运索道应急救援和保护装置研究与开发；

课题4：

高耗能特种设备能效状况及节能对策研究；

课题5：

高耗能