案例教学法在“油气层保护”课程中的应用

在新时代背景下,社会需要的是理论知识丰富、实践能力较强的复合型人才,若是沿用传统的教学模式,难以培养出符合社会需求的人才。案例教学法作为一种新型的互动教法,可有效弥补传统教学模式缺乏互动性、实践性的问题,促进复合型人才的培养。基于此,以油气层保护课程为主要研究对象,对其教学现状进行分析,并对案例教学法在该课程中的应用策略进行探讨,以其为相关专业教师提供参考。

可解释的变负荷下燃煤机组SCR反应器入口NO_(x)质量浓度预测模型

燃煤电厂灵活调峰过程NO_(x)测量往往存在滞后现象,导致选择性催化还原(selective satalytic reduction,SCR)脱硝喷氨控制系统响应不及时,易造成喷氨量过高或过低,从而造成SCR反应器出口NO_(x)质量浓度波动剧烈和氨逃逸率增大。为实现喷氨阀门的提前快速调节并考虑影响燃煤锅炉NO_(x)排放量的因素存在耦合性,提出了一种基于卷积神经网络(convolutional neural network,CNN)和长短时记忆(long short-term memory,LSTM)神经网络混合模型的SCR反应器入口NO_(x)预测模型。利用一台330 MW燃煤电站锅炉的运行参数,通过Pearson系数法计算特征变量之间的相关性,筛选出相关性较大的特征,并定义模型的输入矩阵和输出矩阵,采用随机搜索算法进行优化,以提高预测性能。进一步利用SHAP算法对黑箱模型进行解释,并通过Simulink仿真验证了带有NO_(x)预测的控制效果。结果表明:CNN-LSTM预测模型在调峰负荷变化时,能够以较高的精度预测SCR反应器入口NO_(x)质量浓度的变化,并能提前25s为喷氨控制系统提供反馈;优化后的喷氨控制策略降低了出口NO_(x)质量浓度与设定值间的标准差(降低28%),并提升了NH_(3)/NO_(x)的响应速度,减小最大氨逃逸量22%。该研究结果可为灵活调峰机组的智慧SCR脱硝技术及燃烧优化提出有效的指导。

适应新型电力系统的调峰火电机组空气预热器安全评估策略

[目的]“双碳”目标下新型电力系统建设要求存量火电转向调峰运行,因此火电机组灵活运行下的安全性成为提升电力系统整体稳定性不可或缺的一环。其中,空气预热器是影响火电机组宽负荷运行能力的关键辅机设备,针对其由烟温波动与过量喷氨诱发的堵塞与腐蚀问题,开发回转式空气预热器积灰堵塞实时评估及安全状态监测模型至关重要。[方法]依托中国中部地区某600 MW和350 MW机组宽负荷运行监测大数据,建立了一种基于阻力系数的不同时间尺度逼近的空预器堵塞评估模型;进一步,以空预器出口烟气温度及冷端工作温度为监测指标,统计其在机组多个负荷段的参数超限比例。[结果]结果表明,机组处于39%调峰负荷下监测温度约有20%的超限概率;独立计算两指标下的堵塞风险相较以联合分布计算会一定程度低估其折损率。此外,通过两台机组数据的验证,堵塞评估模型可实现量化机组在空预器吹灰周期内(短期)和中长期的堵塞状态演化趋势。[结论]所提评估策略可应用于SCR脱硝系统、磨煤机等其他火电机组设备及系统,可量化机组调峰运行安全风险,指导火电机组高效、稳定地配合新型电力系统调度。

煤炭掺氨燃烧基础研究与技术应用研究进展

能源安全和“双碳”目标影响着全球能源产业链供应链,对我国能源电力系统的安全高效和绿色低碳转型提出了迫切的要求。为保障能源安全,煤电在未来相当长一段时间内仍是我国电力供应安全及可再生能源消纳的重要支撑。为实现碳中和,能源系统逐渐从主要依赖化石能源转向以可再生能源为主,但可再生能源的间歇性、随机性、波动性特点使得电力系统调节更加困难,系统平衡和安全问题更加突出。在这种情况下,以氨为代表等零碳燃料在处理可再生能源的间歇性方面发挥着不可或缺的作用,其既可作为长时大规模储能的载体来实现可再生能源大规模消纳,又可灵活地用在锅炉等动力设备中直接替代燃用。然而,由于零碳燃料与化石燃料在理化性质上的差异,导致零碳燃料在燃用过程中存在如火焰稳定性差、易生成氮氧化物等问题,给氨燃料的大规模利用带来了挑战。为此,从煤炭掺氨燃烧的可行性、经济性和必要性出发,对氨煤共燃的化学反应动力学、燃烧特性(着火、稳燃)和污染物生成特性(NO_(x)、飞灰颗粒物和碳烟生成)进行了全面综述,并讨论了以无量纲准则数为基础的燃烧器模化放大准则,详细探讨了现有工业级氨煤燃烧器高效稳定燃烧控制策略,C—N燃料分级、空气分级及其联合控制均有效降低NO_(x)的排放,未来融合人工智能、大数据及数字孪生等信息化技术,有望从源头为下一代面向双碳战略的新型绿色动力发电系统的研发提供科学支撑和路径参考。

月面巡视器附近月尘静电迁移特性的数值模拟

针对月尘在月面巡视器附近的鞘层内的迁移和在设备表面的沉积过程开展数值模拟研究。首先,基于质点网格方法获得了巡视器附近的月表鞘层电场分布。在此基础上,分别探究了月表扬起月尘和静电悬浮月尘在鞘层电场内的迁移和在巡视器表面的沉积。研究表明,巡视器对鞘层电场的扰动作用增强了附近的电场,促进了月尘扬起和向巡视器表面的迁移沉积。当太阳天顶角较小或适中时,月尘只有达到临界行驶速度才能迁移至巡视器表面。

揭示慢性疼痛中的神经免疫机制——脑脊液中的细胞因子与腰椎间盘突出症或退行性椎间盘疾病病人疼痛的关联

外周神经系统与中枢神经系统(central nervous system, CNS)之间的神经免疫交互作用在慢性疼痛中起重要作用。该研究探索了细胞因子表达水平与慢性疼痛严重程度之间的关系,以及在外周和中枢神经系统中存在交互作用的因子。采用邻近延伸试验(proximity extension assay, PEA)测量了试验组(退行性腰椎间盘疾病病人40名和腰椎间盘突出症病人40名)和对照组(非炎症性神经系统症状病人40名和健康对照者40名)的脑脊液和血清中92种炎症蛋白的水平,并计算退行性椎间盘疾病(degenerative disc diseases, DDD)和腰椎间盘突出症(lumbar disc herniation, LDH)病人的脑脊液/血清白蛋白比值。结果表明,在没有全身性炎症的情况下存在神经免疫激活迹象,多个细胞因子与白蛋白比值之间存在显著关联,尽管该比值处于亚临床水平。脑脊液中CCL11、CD5、IL-8和MMP-10升高,脑脊液和血清水平呈正相关,与LDH组病人的腰背痛(非腿痛)强度呈非线性相关,但在DDD组中未观察到此关联。在没有全身性炎症以及脑脊液与血清之间未见明显通讯迹象的情况下,两组病人的中枢神经系统都有神经免疫激活的证据。脑脊液中的细胞因子与腰背痛强度之间存在复杂的疾病特异性关联。

外加电场下电介质颗粒层结构重构与悬浮

施加电场控制荷电颗粒的运动广泛应用于工业过程。目前对电介质颗粒群在电场中行为的研究仍不充分。因此,通过数值模拟研究了电介质颗粒层在外加电场内的完整动力学行为。基于研究结果,首先构建了电场中电介质颗粒的行为模式相图,并推导出相邻区域的边界。进一步表征了颗粒层结构,探究了外场和颗粒间静电作用对结构重构的影响机制。最后,对颗粒层的悬浮运动过程进行了分析。

固定床PVC燃烧脱氯的机理和试验

研究垃圾组分PVC在焚烧过程中HCl的排放和脱除特性的实验在准等温、电加热的水平石英管反应器中进行 .随着床温从 70 0℃升高到 90 0℃ ,HCl的转化率从 82 5%平缓增加到 88 3% ,而过量空气系数的增加促使部分HCl转化为Cl2 ( 1 9%～ 4 5% )的形式存在 .钙基吸收剂CaCO3,Ca(OH) 2 ,Ca(CH3COO) 2 对HCl的脱除效率高达 68%～ 79% ,而镁基吸收剂的脱氯效率却低于 3% .小的吸收剂粒径、高的Ca/Cl比会促进脱氯效率的提高 ;烟气中CO2 和H2 O对脱氯效率的影响与它们在反应平衡中所起作用有关 .高温下燃烧固氯机理反应的平衡常数的计算不仅诠释了实验结果 ,而且提供了脱氯吸收剂选择的依据 .

生物质废弃物在回转窑内热解研究——Ⅰ.热解条件对热解产物分布的影响

研究了生物质类废弃物在回转窑内的热解特性 ,讨论了物料种类、热解终温、加热方式、给料粒径和含水率对热解产物分布的影响。物料挥发份和热解终温高 ,加热快、粒径小 ,有利于燃气产率的提高以及炭产率的降低 ,而水分的提高会提高焦油的产率并降低炭的产率。同时 。

生物质废弃物在回转窑内热解研究——Ⅱ.热解终温对产物性质的影响

考察了不同热解终温下木块和稻壳在回转窑内热解产物——燃气、焦油和炭的成分和性质的变化。在试验温度范围内 ,热解气体热值约 1 0 .0— 1 5.9MJ/ Nm3,密度 1 .2 1— 1 .52 Nm3/ kg,且随热解终温变化呈规律性变化。木块炭的热值为 2 9.0— 33.9MJ/ kg,稻壳炭则为 1 7.6— 2 0 .8MJ/kg,热解终温的提高使炭中挥发份的降低、灰分增多 ,从而导致热值的降低 ;炭的 C含量高于原始物料的 C含量 ,而 H、O则相反 ;元素残留率的计算表明 ,热解过程中 H和 O元素的脱除易于 C元素。热解终温对焦油中饱和烃、芳香烃成分含量的影响不大 ,饱和链烃成分主要集中为 C1 4 — C34正构烷烃和含末端双链烯烃的碳分子链 ;芳香烃主要为蒽 (菲 )、芘。

植物源昆虫拒食活性物质的研究和应用

植物在与昆虫协调进化过程中形成了许多具有防御功能的次生代谢物质。作者对近年来植物源昆虫拒食活性物质的研究和应用进行了综述,其结构类型主要涉及萜类、生物碱类、酚类等,讨论了制约植物源昆虫拒食剂发展的因素并展望了植物源昆虫拒食剂在未来害虫综合治理中的作用。

废轮胎小型和中试规模热解研究的实验方法

从微观动力学尺度、小型批量实验室规模以及中试发展装置规模对废轮胎热解技术的最新研究进展进行了综述.废轮胎热解实际上是其组成胶体NR、BR、SBR和相应操作油的挥发过程,因此,其动力学模拟方法倾向于采用各种胶体成分热解动力学叠加的多组分模型.废轮胎小型规模批量热解研究主要集中在热解产物收率优化、热解油和炭产物的定性分析以及热解产物应用前景探讨等方面.目前,国际上较为成功的中试热解装置既包括快速工艺(流化床和烧蚀床)又包括慢速工艺(回转窑、真空移动床和两段移动床).最后,阐述了针对国内情况开展废轮胎小型和中试热解的研究思路.

城市垃圾在回转窑内传输过程的模型和优化

基于物料在回转窑内传输过程是由其在表面层内滚落运动和固定层内回转运动组成的这一特征 ,从散体运动的机理出发继承和发展了回转窑单颗粒轨道模型 ,并首次采用统计平均分析和受力矢量分析研究了窑内颗粒的运动轨迹 ,从而得出了平均停留时间 (MRT)和体积流率 (MVF)的简化模型 ,结合试验采取修正系数εt 和εf 完善了模型对非均质物料 (如城市垃圾 )、内构件等工况的适用性 ,同时对本文模型和几种已有的计算模型进行了比较研究 ,最后提出了回转窑热解反应器的设计和运行的优化模型 .

早期康复治疗对脑外伤患者肢体功能及预后的影响

目的观察早期康复对颅脑损伤患者肢体功能及预后的影响.方法 80例颅脑损伤患者分为康复组和对照组各40例,对照组接受外科常规手术及降颅压、营养神经、支持和对症治疗;治疗组在此基础上进行肢体功能训练及日常生活能力训练.比较两组患者治疗前后的神经功能缺损程度、Fugl-Meyer量表（FMA）、改良Barthel指数（MBI）和残疾分级量表测评的评分,以及两组患者颅脑损伤3个月内并发症的发生率.结果康复组患者的神经功能缺损程度、FMA、MBI、残疾功能缺损程度和并发症发生率与对照组比较有显著性差异（ P＜0.05～0.01）.结论早期康复治疗可以改善颅脑损伤患者的神经功能,降低并发症的发生率.

造纸污泥在回转窑中热解的试验研究

本文在自行设计的小型外热式回转窑试验装置上进行了污泥热解试验，考察了污泥在不同热解连温下三种形态热解产物的产率，分析了污泥在热解过程中热解气体的成分和热值的变化特性以及热解半焦的品质。采用表观动力学模型对热解气体的试验数据进行计算，结果表明用该模型描述热解气体的析出是合理的。

鱼藤酮对松墨天牛产卵和取食行为的影响

为探索松墨天牛防治的新方法,实验了鱼藤酮对松墨天牛产卵和取食行为的影响及鱼藤酮对松墨天牛5龄幼虫的触杀作用。结果表明,鱼藤酮对松墨天牛具有显著的产卵忌避作用和成虫取食的干扰作用。产卵忌避作用和拒食作用随鱼藤酮浓度的增大而增强,处理浓度为1000mg/L时,鱼藤酮对成虫的产卵忌避率为75.63%,处理后12h松墨天牛的选择性和非选择性拒食率分别为72.91%和69.50%。鱼藤酮对松墨天牛5龄幼虫的触杀作用不明显。因此,利用鱼藤酮防治松墨天牛,一方面可以通过抑制其取食减少松材线虫的传播;另一方面通过忌避产卵可减少下代虫口。

基于DPIV技术回转圆筒内颗粒流场可视化研究

从DPIV图像诊断所依据的光流场运动矢量估值的原理出发,发展了结合流体固有特征信息的连续性运动矢量估值算法,并应用于回转圆筒内颗粒流场的定性测量。结果表明,传统的相关算法无法描述流场的细节,而通过新算法不仅可以得出被测截面中每个像素点运动的精确解,还可成功地将回转圆筒内颗粒的流动划分为活动层和塞流区,在料床下部塞流区中颗粒随筒体作回转运动,颗粒间无相对运动,而在料床表面活动层内颗粒则作随机无序的自由滚落运动。回转圆筒颗粒图象的DPIV分析还表明转速是影响筒内颗粒流场的重要参数。

松墨天牛取食和人为损伤对马尾松针叶部分化学物质含量的影响

为探索松墨天牛Monochamus alternatus Hope与其寄主马尾松相互作用的关系,测定了松墨天牛取食和人为损伤1天、3天、6天、10天和15天后马尾松针叶营养物质和次生代谢物质含量的变化。结果表明:松墨天牛取食和人为损伤均能引起马尾松针叶可溶性糖和粗多糖含量的下降,但虫害处理使新叶和老叶中可溶性糖降低更多。两种方式处理后10天马尾松新叶和老叶中蛋白质含量降到最低,然后逐渐回升;相比较而言,虫害处理蛋白质含量降幅更大。松墨天牛取食和人为损伤均引起马尾松针叶单宁和黄酮类物质含量的增加,虫害处理的针叶中单宁和黄酮类物质的含量更高。结果提示马尾松对松墨天牛的取食为害具有特殊的应激反应机制。

风浪和涌浪分离方法的比较

海浪通常以风浪和涌浪混合的形式存在。文中利用模型试验和实测资料,对目前提出的一种二维谱风涌浪分离方法(2D法)和3种一维谱风涌浪分离方法(PM法、WH法、JP法)进行了检验,分析发现:2D法给出的结果整体而言最为可靠,与2D法相比,PM法明显高估了风浪成分,WH法低风速时高估了风浪,高风速时跟2D法比较接近,而JP法在整体上高估了风浪成分。通过调整分割频率的比例系数,改进了PM法,改进后的PM法给出的分离结果与2D法最为一致。