油气电加热装置优化调度方法

油气电加热设备中电加热棒运行寿命是基本相同的,在不满负荷运行的情况下,有的一直运行,有的闲置,造成电加热棒整体使用寿命降低.运用优化控制原理建立了电加热棒循环工作的方法,用可编程控制器S7-200实现了电加热棒的调度控制,提高了油气电加热设备的整体寿命.     

紫外光电型一体化火焰检测器设计

针对传统火焰检测器信号易衰减、易受干扰、传输距离近等缺陷，提出将传感器和信号处理器二合一的一体化设计方法，来提高复杂环境下整机的可靠性。用检测火焰信号的紫外光脉冲数和强度值来判断火焰的有无，给出了紫外高压驱动、火焰状态信号传输、火焰信号调理等具体实现电路和软件的设计方法。煤气燃烧炉现场实验测试结果表明,本检测器具有较高的实用价值。     

Effects of homogenization on the dissolution and precipitation behaviors of intermetallic phase for a Zr and Er containing Al-Zn-Mg-Cu alloy

The effects of homogenization on dissolution and precipitation behaviors of intermetallic phase in a novel Zr and Er containing Al-Zn-Mg-Cu alloy were investigated.In this work,single-stage(SS:475℃/24 h) and doublestage(DS:400℃/12 h+475℃/24 h) homogenization treatments were carried out for the ingots with the heating rates of 300℃/h,50℃/h and 25℃/h,respectively.It was found that Er tended to segregate at the grain boundary in the form of Al_8Cu_4Er,and the formation mechanism was determined to be the eutectic reaction in the front of the solid/liquid interface during solidification.Also,Al_8Cu_4Er phase was detected to possess high melting point(～573.8℃),which fully remained after the homogenization.Meanwhile,a significant impact of heating rate on the dissolution of intermetallic phases for the studied alloy under the DS homogenization was determined,but little impact was observed under the SS homogenization.Morever,the size and distribution of the dispersoids after homogenization were fully analyzed.It was found that slow heating rates was helpful to refine the particles size,and increase the density as well as volume fraction of the precipitation under both SS and DS homogenization.However a higher density and volume fraction of the precipitated particles,and a relatively larger average particle size were gained with DS homogenization.     

用焦煤和氧化钙制备含CaO碳球团: 热解炉中温度、孔分布和碳结构对球团抗压强度的影响

CaO-containing carbon pellets (CCCP) were successfully prepared from well-mixed coking coal (CC) and calcium oxide (CaO) and roasted at different pyrolysis temperatures. The effects of temperature, pore distribution, and carbon structure on the compressive strength of CCCP was investigated in a pyrolysis furnace (350–750°C). The results showed that as the roasting temperature increased, the compressive strength also increased and furthermore, structural defects and imperfections in the carbon crystallites were gradually eliminated to form more organized char structures, thus forming high-ordered CC. Notably, the CCCP preheated at 750°C exhibited the highest compressive strength. A positive relationship between the compressive strength and pore-size homogeneity was established. A linear relationship between the compressive strength of the CCCP and the average stack height of CC was observed. Additionally, a four-stage caking mechanism was developed.     

中间辐射体对加热炉内传热过程影响的数值模拟

针对黑体定向辐射技术节能的机理问题，以实验室规模具有中间辐射体的室状加热炉为研究对象，建立了具有中间辐射体的物理模型，以CFD商业计算软件Fluent建立平台计算黑体定向辐射条件下的气体流动、传热、燃烧的三维耦合数学模型，并根据实验结果对数学模型进行验证.研究结果表明:中间辐射体的加入改变了炉体燃烧室内的流动情况及炉墙对钢坯固体辐射的比表面积，分别从气体辐射及固体辐射角度增强了钢坯表面辐射换热强度，燃烧温度降低20K左右，钢坯加热速度提升16.7%，钢坯表面最高温度提升40K.加热效率的提升带来了更好的节能效果.     

基于M-SVR与RVFLNs的高炉十字测温中心温度估计

由于高炉中心温度较高,十字测温中心位置传感器极易损坏,并且更换周期长,因而导致无法及时判断炉顶煤气流分布.采用多输出支持向量回归(M-SVR)和随机权神经网络(RVFLNs)两种数据驱动智能建模方法建立高炉十字测温中心带温度估计模型,并基于实际工业数据对建立的模型进行验证和比较分析.结果表明,在样本数量较小时,M-SVR模型和RVFLNs模型都具有较好的温度估计效果,但当样本数量充足时,M-SVR模型的泛化性能和估计精度更优于RVFLNs模型.     

生物质用于转底炉直接还原工艺研究

为了探讨生物质还原剂用于生产金属化铁的可行性,针对转底炉直接还原工艺,从金属化率、抗压强度和体积收缩率三方面入手,分析了竹炭、木炭、秸秆纤维等3种生物质还原剂以及传统还原剂煤粉对含碳球团还原效果的影响。试验结果表明,生物质能够替代传统还原剂用于转底炉直接还原工艺。与传统还原剂相比,生物质还原剂在含碳球团金属化率方面的影响较小,但不同生物质对含碳球团强度和体积收缩率等方面的影响较大。秸秆纤维含碳球团的强度相对较高,但竹炭和木炭含碳球团的强度较低,需在较高温度下(1 300℃)焙烧才能达到后续生产要求;使用竹炭作还原剂的球团前期膨胀较其他还原剂更为严重,直接导致其高温区体积收缩率较小,从而影响含碳球团的强度和热量传递,需与其他还原剂搭配使用。     

高炉铜冷却壁水管热应力分析

针对高炉内普遍出现的铜冷却壁水管断裂问题,以热结构耦合分析为手段,研究了铜冷却壁水管所受约束对其热应力分布的影响。通过建立铜冷却壁热应力数学模型,对比分析了铜冷却壁水管受不同约束作用下的热变形行为及热应力变化。计算结果表明,铜冷却壁水管末端为自由或受固定约束时,水管根部相对于其他位置产生较大热应力。但水管末端为自由时,水管根部等效应力仅45 MPa,低于纯铜的屈服强度;水管末端受到固定约束时,水管根部等效应力达到272 MPa,超过纯铜的屈服强度。水管之间应采用柔性连接。水管受到炉壳开孔约束时,其最大等效应力为600 MPa,远超过纯铜材料的屈服强度。铜冷却壁极限工作温度下水管末端产生最大位移,约为1.73 mm,考虑到安装误差等因素的影响,炉壳开孔直径应为120 mm。     

二维高炉区域BFC网格生成技术及其Matlab实现

利用数学模型对高炉冶炼过程进行模拟是高炉炼铁新工艺研发的有效方法,网格生成技术是数值模拟过程中重要的前处理过程,是高炉模拟计算的先决条件。生成网格的质量对高炉模型模拟的精度、效率以及收敛性具有重要影响,因此,建立优质的网格对高炉数学模型的求解具有重要意义。文中提出了一种适用于高炉数学模型的适体坐标系(BFC)网格的生成方法,从求解区域的划分、椭圆型方程的转换、椭圆型方程的离散及BFC网格生成步骤等方面进行了研究,并把死料区的边界作为BFC网格计算的边界条件,使数学模型的求解过程得以简化。采用带有源项的泊松方程作为变换方程,网格的正交性和疏密程度便于控制。该网格生成算法原理简单、易于编程、网格生成效率高,生成的网格能够满足数学模型求解的要求。     

基于热力学混合遗传算法的加热炉炉温优化研究

针对加热炉生产过程中钢坯入炉温度、规格尺寸、钢坯种类等生产工况经常会发生改变,导致基本遗传算法存在早熟等现象,提出一种基于热力学的混合遗传算法.基于钢坯加热过程的机理模型,建立了钢坯温度预报模型,依据加热炉工艺生产要求,建立了加热炉炉温优化模型.为了提高遗传算法的求解精度和计算效率,在遗传算法交叉算子设计过程中加入内能、熵和自由能的思想,改进了传统遗传算法;同时在经典的遗传算法基础上加入模拟退火算法构成了基于热力学的混合遗传算法,并用于求解加热炉炉温优化问题,克服了传统遗传算法的不足.实验结果表明,该方法能够有效地求解加热炉炉温优化问题,是可行的、有效的.