火电厂煤燃烧全生命周期在线监控及经济性在线分析系统研究与开发

本系统针对火电厂煤质频繁变化状况，首次将煤燃烧全生命周期，从入炉煤煤质到最后燃尽飞灰含碳量等各项参数进行集成在线监控，实时定量监测入炉煤煤质、制粉系统运行状况、风煤配比、炉内温度场及气氛场、燃尽状况、排烟温度、飞灰含碳量等，并在此实时数据的基础上，通过已建立的制粉、着火、燃尽模型，以燃烧效率和污染物排放为综合目标函数，运用模糊数学、非线性规划、神经网络等现代数学手段建立起实时的专家运行及经济性分析系统，在线指导燃烧调整。最终使得目前“黑匣子”状态下的煤粉燃烧过程变得更加透明可控，提前预警非正常燃烧状况和四管爆漏，较大幅度提高火电厂煤碳资源的利用率。     

闪速燃烧合成的Fe-Si3N4中FexSi粒子的形成机理

采用SEM、EDS等手段研究了闪速燃烧合成的氮化硅铁及其原料FeSi75的组成、结构,并结合闪速燃烧合成工艺和热力学分析,揭示氮化硅铁中FexSi粒子的形成机理.结果表明:在以74μm的FeSi75氮化制备氮化硅铁过程中,金属硅和ξ(FeSi2.3)相中部分硅氮化为氮化硅,而氮化硅铁中FexSi粒子则来源于ξ相的氮化;当ξ相被氮化到其中的[Si]摩尔分数降低近25%时,[Si]的活度aSi趋于0,氮化趋于平衡,ξ相中不能被继续氮化的部分即为FexSi粒子,其Fe∶Si原子比例大约为3∶1;FexSi粒子的大小、均匀分布状况与ξ相颗粒粒径大小及分布状况有关.     

气相燃烧合成TiO_2纳米颗粒的形态与结构

建立了 CO气相燃烧合成纳米颗粒材料技术 ,利用 Ti Cl4 气相氧化合成粒度小于 1 0 0 nm的纯金红石相以及锐钛和金红石混合相的 Ti O2 颗粒。当混合温度升高、Ti Cl4 进料量减少、停留时间减小时 ,Ti O2 颗粒粒度减小。随混合温度升高、Ti Cl4 进料增大以及停留时间延长 ,Ti O2 颗粒中金红石含量增大。在反应物中加入 Al Cl3 作为晶型调节剂时 ,Ti O2 颗粒粒度减小 ,金红石含量增大。在 Al Cl3 含量 w>0 .0 5时 ,金红石达到 1 0 0 %     

预测高炉回旋区深度和变化规律的数学模型

综合考虑力学因素和高炉中燃烧反应对风口回旋区的影响,提出了描述高炉风口回旋区形成和变化规律的静态和动态模型.模拟结果表明,静态模型能准确地预测高炉回旋区的深度,动态模型可以描述鼓风速度改变时回旋区深度随时间的动态变化过程.最后得出了高炉回旋区形成和变化的规律:鼓风推力使料层迅速移动,导致回旋区大小迅速变化,形成回旋区"雏形",燃烧反应修复回旋区的大小和形状,维持回旋区的稳定.在整个回旋区变化过程中,摩擦力对于维持回旋区的稳定起着重要作用.模型预测结果与高炉风口回旋区的实测值以及其他研究者的实验结果是符合的.     

内燃机缸内过程的一种多维数学模型

利用任意拉格朗日－欧拉法，求解具有缸头中心无气阀气口进排气模拟功能的内燃机缸内三维流动，喷雾和燃烧过程控制方程，为对比不同湍流模型对模拟结果的影响，除采用Ｋ－ε模型外，还首次引入传统代数应力模型对缸内流动进行模拟，计算结果表明；本文的多维模型，对内燃机燃烧过程的模拟结果是合理的，对进气过程的计算结果与实测结果基本吻合，对平顶活塞及带坑活塞缩过程的模拟结果，显示了两种湍流模型的差异。     

柴油机加速时喷油燃烧过程研究

测量柴油机加速时油管嘴端压力、气缸压力每循环的变化，进行喷油过程模拟计算及放热规律计算，分析油管压力、供油提前角、喷油提前角、喷汪规律、每循环喷油量及气缸压力、最大爆发压力、最大压力升高率、平均指示压力、燃烧始点、放热规律等参数第循环的连续变化。     

甲醇缸内直喷发动机的燃烧特性

在一台四缸柴油机改造的复合导流分层燃烧缸内直喷火花点火甲醇发动机上,开展了燃烧特性的试验研究．研究表明：该甲醇发动机的最大压力位于上止点后14°～17°的位置,离上止点较近,燃烧定容性好,热效率高;最大压力升高率低,发动机工作柔和,燃烧噪声低;燃烧放热率曲线的形状与传统汽油机预混燃烧单峰形状相似,没有出现扩散燃烧导致的双峰放热现象;在宽广的转速和负荷范围下,平均指示压力的循环变动不超过10％,燃烧稳定性好．     

燃煤颗粒物三模态的有效识别

为有效识别燃煤颗粒物模态, 提出了一种新的基于Al元素粒径分布的识别方法, 结果证明燃煤颗粒物实际上呈三模态分布, 而非传统的双模态分布. 分析表明超细模态产生于无机物的气化-凝结过程, 粗模态主要由熔融矿物的聚合形成, 而中间模态主要由气态组分在细小残灰颗粒上的异相冷凝/反应生成. 对S元素粒径分布的研究进一步证明了Al元素粒径分布在燃煤颗粒物三模态识别中的合理性和有效性. 研究表明利用Al元素粒径分布不仅能有效识别颗粒物三模态, 而且能准确地定义各模态的分界粒径, 比常用的质量或体积等粒径分布具有更大的优越性, 为深入揭示颗粒物的形成机理及其物化特性表征提供了新的研究思路.     

水泥窑协同处置生活垃圾的燃烧特性分析优化

针对传统方法难以分析掺烧生活垃圾后的水泥窑复杂燃烧特性的问题,引入数据挖掘技术,以国内某水泥厂为对象,采集相关参数数据,使用稳定性选择算法分析各参数对煤耗与NO_x排量的影响系数,通过随机森林算法建立煤耗与NO_x排量的数学模型,结合K-means聚类算法得出关键优化参数及其最优值。结果表明,该方法能够建立精确的煤耗与NO_x排量模型,挖掘出节能减排的关键优化参数及其最优目标值。通过改善关键优化参数至最优值,能够大大降低煤耗与NO_x排量,可指导水泥厂优化窑内燃烧特性。     

膨胀石墨对油的吸附性能及其再生处理方法

为了研究膨胀石墨的吸附性能及其再生处理方法对吸附性能的影响,考察了不同黏度的油类等吸附质的吸附量及吸附剂的膨胀容积对吸附量的影响;分别尝试了吸附油后膨胀石墨的真空抽滤、燃烧对油的脱除效率,在连续吸附中测定了膨胀石墨的4次再生效率.实验结果表明:吸附量随吸附质的黏度增大而增加;吸附量与膨胀石墨的膨胀容积呈正相关性;膨胀石墨的真空抽滤和燃烧法对油的脱除效率分别为68.6%和98%;在连续吸附中,真空抽滤和燃烧法的第1次再生效率及4次累计效率分别为57.1%,58.5%和47.3%,50.5%.石墨蠕虫的微观结构上的差异导致吸附性能的巨大变化.真空抽滤法可以用于油的回收及膨胀石墨的再生利用.