基于Shell煤气化工艺的干煤粉加压气流床气化炉性能研究

以Shell煤气化工艺为基础，利用干煤粉加压气流床气化过程模拟模型，对干煤粉加压气流床气化工艺的性能进行了数学模拟和性能研究．分析了煤气化过程中氧气和蒸汽对气化炉性能的影响，为整体煤气化联合循环(IGCC)电站系统设计中气化工艺及参数的选择提供了依据．研究表明，氧气煤比和蒸汽煤比是影响气化炉出口煤气成分、碳转化率和其他性能的主要因素，气化炉温度随着氧气煤比的增加而增加，随着蒸汽煤比的增加而下降；当蒸汽煤比一定时，随着氧气煤比的变化，冷煤气效率有一个最佳值，氧气煤比要比蒸汽煤比对气化炉性能的影响更为显著．     

煤气化循环发电系统的主要组成及特点

煤气化联合循环(IGCC)发电技术是将高效的燃气-蒸汽联合循环发电系统与煤气化技术相结合,既有高效的发电效率,又环保节能,同时还可以组成多联产系统等优点,是一种先进的发电技术,受到了世界各国的高度重视。本文概述了IGCC发电系统的组成、优缺点,指出IGCC发电技术系统的复杂化以及造价成本偏高是影响IGCC发电站推广的主要因素。煤气化联合循环(In-tegrated Gasification Combined Cycle,IGCC)发电技术是指煤在气化炉内和氧气、水蒸气反应产生粗煤气,再经过净化装置对粗煤气进行脱硫、脱硝、除尘等其它大气污染物,将粗煤气变为洁净的气体燃料,燃烧后推动燃气轮机进行发电,并且将高温粗煤气、烟气和水进行热交换,在废热锅炉内产生高温高压水蒸汽推动蒸汽轮机发电,这不仅提高了煤的利用效率,还具有优良的环保性能,为煤的洁净燃烧带来了光明。因此,煤气化联合循环发电技术被认为是21世纪最有发展前途的洁净煤发电技术。     

基于分布参数模型的满液式蒸发器性能模拟

基于流动沸腾换热的Chen氏加和模型，建立了满液式蒸发器分布参数的热力计算模型．采用分相流动模型计算制冷剂横掠管束的两相压降，考虑了压降对制冷剂饱和温度的影响；对于流程上下布置的满液式蒸发器，模型计算了制冷剂流量沿轴向的分布，改进了前人忽略制冷剂流量轴向分布对蒸发器性能的影响．应用该模型对一水平布置、2流程、采用强化管的满液式蒸发器进行了性能计算，热负荷的计算值与试验值吻合良好．同时，研究了不同管型、不同流程布置对满液式蒸发器性能的影响．     

执行器速率饱和下的系统归一化及控制性能定量评估

为解决控制器设计中是否需要对执行器速率饱和影响进行补偿的问题，针对速率饱和现象对控制性能的影响进行了定量分析.基于频域时间尺度变换特性，提出了一阶惯性时延被控对象所在闭环系统在执行器速率饱和下的参数归一化方法，将可变参数由4个简化为1个.采用近似最大灵敏度约束积分增益优化(AMIGO)和Skogestad内模控制(SIMC) 2种比例-积分-微分(PID)整定方法来设计控制器参数.经过仿真和逆归一化处理，得到了在恒定系统超调下执行器临界速率饱和值与系统参数之间的数学模型.分析结果表明：AMIGO-PID和SIMC-PI控制器对应的数学模型的平均精度分别为13.89%和2.17%;在相同系统最大超调下，相较于AMIGO-PID控制器，SMIC-PI控制器对执行器的动作速率要求更低，说明SIMC-PI控制器对于执行器的速率饱和影响具有一定的缓和作用；当实际执行器速率饱和值小于模型估计值时，应对速率饱和的影响进行补偿，反之可忽略其影响以节约设计成本.     

网络优化路测分析

所谓网络优化，就是根据系统的实际表现和实际性能，对系统进行分析，在分析的基础上，通过对网络资源和系统参数的调整，是系统性能逐步得到改善，达到系统现有配置下的最佳服务质量。即最佳的覆盖、满意的信号强度以及最佳的通话音质和最低的掉话率等。本文针对网络优化的目标、流程、网络优化路测工具的运用、路测的具体内容和路测中遇到的各种问题等作了较为详细的阐述。     

磁饱和及参数变化对速度观测器精度的影响

在矢量控制感应电动机系统中,当电机参数发生变化,或出现磁路饱和时,将会影响速度控制的准确性,使速度观测器精度受影响．通过MATLAB／SIMULINK仿真系统,建立静止坐标系下考虑磁饱和的感应电动机模型和矢量控制系统模型,并通过改变电机参数,比较分析参数变化及磁饱和效应对自适应状态观测器速度估计的影响．研究结果证明感应电机在参数变化时会给速度估计带来一定误差,特别是转子电阻发生变化时误差最大;工作在弱磁区时,磁饱和效应会明显影响速度观测器的精度,带来较大转速估计误差,应对观测器进行磁饱和补偿以提高矢量控制系统的调速性能．     

用仿真优化进行水运系统分析

把仿真技术同最优化技术相结合，构造出仿真优化模型并在计算机上开发出一个 仿真优化程序，用它解决了带有随机变量的运输系统的最优参数确定问题．计算表 明．仿真优化模型既能对难以进行解析研究的系统进行参数分析．又能对这种系统的 方案进行优化，是系统设计的一个有效工具．     

钢铁生产过程的能源高效配置与余能梯级利用研究报告

在中低温余热蒸汽利用方面,该研究提出的新型三吸附器空气预纯化流程,可实现空分装置TSA预纯化系统节能30%左右,对于完成钢铁生产节能降耗任务具有积极的现实作用;通过建立TSA过程数学模型并进行数值模拟,理论上证明了三吸附器空气预纯化流程的节能效果显著和纯化性能可靠;为了进一步验证理论预测,对该流程进行了实验研究,初步实验验证了三吸附器空气预纯化流程的产品空气质量符合工业标准。在钢铁生产过程的蒸汽波动规律方面,根据调研的钢铁生产过程副产煤气(高炉煤气为主)的基本数据,分析钢铁生产过程与煤气伴生特点,掌握各种副产煤气的理化特性。开展并完成基于中低温余热回收的不抽真空分离式热管试验平台的设计工作,建立了基于exergy分析的多目标优化模型,正在开展不同品位及波动性余能(蒸汽)的回收利用特性研究。在煤气压缩系统内部流动机理方面,研究组对叶轮机械叶片全三维反问题优化设计方法进行研究,新开发的全三维叶片反问题方法,相比正问题方法,获得同样精度的叶型可以减少2倍以上计算时间。在此基础上,探讨弯叶片对多级轴流压缩机变工况性能的影响。结果表明:叶片正弯有利于减少角区回流或分离,压缩系统的工况性能显著改善,特别是喘振裕度可提高10%左右。在低热值副产煤气洁净稳燃技术方面,建立了针对CO为主要成分,同时含有大量惰性气体、不含氢气(或极微量氢气)、且目标热值在800~1200 k Cal/m3的低热值燃气洁净稳燃实验台。设计了锥形稳燃头部、多涡旋燃烧稳燃头部,及其配套燃烧室。实验考察了惰性气体含量对于低热值燃气燃烧特性和熄火极限的影响。实验初步实现了模拟864~1052 k Cal/m3的低热值副产煤气的稳定燃烧。在低热值燃气-蒸汽联合循环系统的变工况特性研究方面,以燃气轮机、煤气压缩机为核心,分别讨论了燃气轮机涡轮进口温度、燃料组分(热值)和煤气压缩机出口压力对燃气轮机热效率的影响。研究表明:(1)随着透平进口温度的增加,燃机效率和机组净效率均增加;(2)随着燃料热值的增加,燃气轮机净效率η2略有增加;(3)随着煤气压缩机出口压力增加,燃气轮机效率基本不变,但净效率显著下降。     

等价关系代数查询优化方法的研究

管理信息系统中，数据库应用系统的查询性能对系统的应用和推广具有重要的影响．本文通过一个实例，详细介绍了基于关系代数等价变换规则的关系代数查询优化原理及实现过程，最后就此方法的代价评估模型进行了讨论．     

基于Petri网的机动车保险业务流程优化分析

机动车保险申请赔偿流程是保险理赔工作流程的一个重要组成部分,为了优化申请机动车保险赔偿流程和识别一些骗保异常行为,分析了基于Petri网的机动车保险业务流程优化.给出机动车保险申请赔付基本流程的Petri网模型,通过流程模型中库所和变迁之间的关系,以实际情况分析该过程可能存在的问题;通过增加一些验证控制结构对模型进行优化,并使用工作流关系验证和Tina软件仿真模拟说明优化后的模型具有可行性和有效性.     

IGCC 系统蒸汽岛热力性能评估的模块化通用计算软件

应用模块化建模思想,建立了用于整体煤气化联合循环（ＩＧＣＣ）系统中余热锅炉与蒸汽轮机子系统（即蒸汽岛）热力性能计算与评估的理论模型,并开发了相应的模块化通用计算软件。此计算软件可用于对国外引进的ＩＧＣＣ系统的余热锅炉与蒸汽轮机子系统的热力性能进行分析与评估;也可用于ＩＧＣＣ系统中余热锅炉与蒸汽轮机子系统的方案设计计算与方案论证。应用所建立的软件,对国外设计的若干ＩＧＣＣ系统进行了热力性能分析与评估,结果表明所开发的软件具有一定的工程应用价值。     

三压再热汽水系统IGCC的数学模型

整体煤气化燃气 -蒸汽联合循环 (简称 IGCC)是洁净煤转化技术和高效联合循环系统相结合的发电技术。为进行 IGCC的系统理论建模和分析研究 ,以三压再热汽水系统为研究对象 ,组成了整体空分系统 IGCC系统方案 ,建立了气化炉、净化系统、燃气轮机、空分装置、余热锅炉、汽轮机各部件的数学模型 ;对两种方案的设计工况进行了计算。结论是 :整体空分 IGCC系统效率较高、空分装置集成度对于燃气轮机的功率和系统供电效率有很大影响。该研究为我国今后建立 IGCC示范电站做了理论准备工作     

具有CO2分离的煤气化化学链置换燃烧初步研究

利用Fe2O3,Fe3O4作为载氧体,通过气化、化学链置换燃烧和联合循环等技术,实现燃煤发电的高效和CO2分离.假设煤气完全反应,建立了化学链置换燃烧空气反应器和燃料反应器的质量平衡和能量平衡数学模型,对置换燃烧系统特性进行仿真计算,研究了载氧体还原比率、循环倍率、煤气成分等参数对化学链置换燃烧性能的影响.结果表明:还原比率的升高将增加所需载氧体量,使空气反应器出口空气作功能力下降;循环倍率的提高将使空气反应器空气作功能力下降;而煤气中CH4体积分数升高,热值增加,空气反应器空气作功能力则随之增加.     

组合三棱柱振子流致振动运动特性分析

本文以流致振动能量转换系统为基础,以截面形式和刚度为变量针对组合三棱柱振子进行试验,评估振幅、频率等指标。试验选取了组合三棱柱振子进行了模型试验,通过改变截面排布形式以及系统刚度来研究截面布局、刚度对组合三棱柱振子的影响。该研究旨在探究组合振子流致振动的最佳振动条件,为后续多振子流致振动研究扩展思路。试验结果表明:三种不同排布形式的组合振子,在不同刚度工况下都有较好的振动效果,Ⅰ型和Ⅲ型振子振动随流速变化表现为典型的涡激振动。Ⅰ型排布振子具有最好的振动表现,系统最大振幅比为A*=0.85(K=1400N/m,Ur=7.5)。     

系统辨识方法在IGCC电站模型中的应用

整体煤气化联合循环 (IGCC)系统复杂 ,用常规建模方法建立精确的数学模型存在一定的困难。该文采用系统辨识的方法 ,对 IGCC电站的主要动态环节进行了建模 ,得到了与 IGCC电站负荷控制有关的动态环节的传递函数 ,并与实验数据进行了比较 ,证明该模型是适用的。这为进一步研究 IGCC电站的动态特性和控制系统打下了基础 ,对于发展中国 IGCC事业具有一定意义。     

高含硫气藏硫溶解度及硫沉积预测新模型

为了更加准确地预测近井地带硫沉积的影响,在改进元素硫溶解度预测模型的基础上,提出了一个基于非达西流推导,考虑气体参数及dc/dp随压力的变化,并考虑应力敏感影响的硫的饱和度预测模型。结合实例分析了非达西流、应力敏感等参数对硫的饱和度的影响,得到以下结论:改进的硫沉积预测模型考虑了非达西流,并考虑了和压力相关的参数的变化,使计算的结果更科学准确;较强的应力敏感会导致硫沉积的速度加快,气井的极限生产时间也会相应缩短;硫沉积引起的含硫饱和度的变化和地层初始渗透率有着密切的关系,地层初始渗透率越小,硫堵的可能性就越大,废井的时间也越早。     

基于视频交通图像的潮汐车道自适应控制系统设计

针对城市道路双向交通需求不均衡的潮汐交通问题,设计了一种新的基于视频交通图像的潮汐车道自适应控制系统。通过局域网实现两台工控机间的独立运行,给出系统结构。介绍了控制逻辑,通过视频交通图像获取车辆平均速度、交通流量等数据。以计算交通饱和度,选择道路双向饱和度的加权切换动态控制方式对潮汐车道进行自适应控制。按照车道交通状态中两个方向的饱和度,把潮汐车道交通状态划分成五种情况,通过枚举法对模型进行求解。依据潮汐车道交通特征,把全部车道配置看作解空间,把双向车道交通饱和度与流率看作输入量,实现模型求解。实验结果表明,所设计系统综合延误低,车辆排队长度少,在中高密度交通流下也可有效实现控制。     

致密气藏多级压裂水平井生产动态机理分析

为准确预测致密气藏多级压裂水平井在非线性渗流和复杂裂缝下的生产动态特征,通过双重连续介质-离散裂缝耦合模型对原始致密储层和水力压裂裂缝系统流动特征进行刻画并构建综合渗流数学模型,采用非结构三维四面体网格和控制体积-有限元方法建立全隐式数值模型,并通过修正Peaceman方法建立复杂压裂水平井数值井模型,从而获得准确的数值解。开展含水饱和度、应力敏感系数、压裂裂缝压开程度和空间非对称分布等关键参数对X致密气藏某区块压裂水平井生产动态的影响因素分析。研究表明,该模拟方法能准确预测致密气藏压裂水平井生产动态特征,为致密气藏的高效开发提供理论支撑和计算工具。     

换热器螺旋管冷凝换热的数值模拟与实验研究

为了研究换热器螺旋管的冷凝传热性能,对R22制冷剂使用VOF模型在螺旋直径为300mm、螺距为19.52mm、管道直径为9.52mm的换热器螺旋管进行了数值模拟,分析了换热器螺旋管的流场分布特性,研究了流体流速和饱和温度对螺旋管内换热性能的影响。通过实验研究了不同参数对螺旋管内换热性能的影响,对数值模拟的准确性进行验证。实验结果表明,在不同流体流速时冷凝换热系数的模拟数据与实验数据之间的相对误差为3%-11%,在不同饱和温度时冷凝换热系数的模拟数据与实验数据之间的相对误差为3%-8%,说明数值模拟方法和结果是合理的。该研究为螺旋管换热器的设计优化以及空调热水器一体机的节能损耗给予了一些参考。