基于SO_(2)吸收谱线的光谱仪波长在线校准方法

紫外差分吸收光谱技术已被广泛用于工业污染源废气排放浓度监测。光谱仪作为紫外烟气分析仪的核心器件,易受到温度变化而产生波长漂移,进而影响监测结果的准确性。本文提出了一种光谱仪波长“软”标定方法,通过实验建立标准SO_(2)吸收谱线极值波长数据库,利用SO_(2)吸光度极值像素点和标准SO_(2)吸收光谱极值波长,对光谱仪像素点与波长的对应函数进行重新拟合,以实现光谱仪波长实时校准。搭建了实验系统,并开展了光谱仪波长标定方法验证研究。结果表明,当光谱仪所处环境温度变化范围为10℃时,采用本文方法可以使993mg/m^(3)NO标气的测量误差从115.2mg/m^(3)降低至21.4mg/m^(3),绝对误差减小了93.8mg/m^(3);当被测SO_(2)为1430mg/m^(3)时,测量系统信噪比较高,波长校准效果最佳;针对低浓度测量现场,可通过增加光谱平均次数来增强光谱信号的信噪比,提高波长在线校准方法的效果。

计及电池寿命的储能系统参与二次调频功率分配策略

储能系统辅助火电机组二次调频具有响应速度快、跟踪精度高等优点,但功率分配不当会加速电池寿命衰减,导致运行成本增加,经济效益下降。如何制定合理的储能功率分配策略,在确保调频性能的同时延长电池寿命并提高经济效益,已成为亟待解决的重要问题。首先基于二阶RC等效电路建立储能锂电池的数学模型,采用限定记忆最小二乘递推算法辨识模型参数;随后,在火储联合调频模型的基础上,对基于比例、差额和频率的3种功率分配策略进行了仿真分析;最后,根据江苏某660 MW火电机组的实际运行数据,重点分析了不同策略对系统调频性能、电池寿命及经济性的影响。结果表明,比例分配策略的调频效果最差,且会加速电池寿命衰减;差额分配策略在调频性能上表现优异,但对电池寿命的改善有限;频率分配策略能够有效降低电池更换频率,可提高整体经济效益。总体而言,频率分配策略不仅可提高系统的调频能力,还能最大限度延长电池寿命并优化经济效益,在储能系统辅助火电机组二次调频中具有显著的应用优势。

基于全局位置迭代PCSS算法的光场PTV气泡跟踪测速方法

光场粒子跟踪测速(PTV)技术能够在单视角条件下重建气液两相流中气泡的三维空间位置,实现气泡运动轨迹的跟踪,为受限空间条件下气泡参数测量提供了解决方案。然而,在气泡浓度较高以及位移量较大的条件下,光场PTV气泡匹配准确率较低,由此导致气泡运动速度场测量结果出现明显的错误矢量。为解决该问题,本文提出了基于全局位置迭代以及极坐标系统相似技术的气泡匹配方法(GPPI-PCSS),通过PCSS匹配方法所获得的气泡三维速度场对单帧图像内所有气泡的位置进行迭代更新,使两帧图像中的气泡位置逐渐重合,由此获得高准确度的气泡匹配结果。通过开展鼓泡床内气泡运动行为光场PTV实验研究,对GPPI-PCSS方法的准确性进行了评价。结果表明:在采样间隔0.5~7ms、空气流量0.15~0.35L/min工况范围内,GPPI-PCSS方法的气泡匹配准确率的平均值为92.65%,分别高于传统PCSS方法的81.38%和松弛方法的84.12%。此外,通过GPPI-PCSS方法所测量得到的气泡最大运动速度范围为38.34~49.87cm/s,与理论计算值一致,由此证明了所提出的GPPI-PCSS方法可以用于光场PTV技术中,在高气泡浓度、大气泡位移条件下获得准确的气泡速度测量结果。

基于图像对抗卷积自编码的燃烧稳定性定量监测

燃烧稳定性的准确监测对于优化燃烧状态具有重要意义。传统燃烧稳定性监测方法不仅高度依赖先验专家知识,而且难以实现定量评估。为了克服这些局限性,该文提出一种新的燃烧稳定性定量评价方法。该方法建立一种对抗卷积自编码(adversarial convolutional autoencoder,ACAE)提取火焰图像的深层特征,并利用一种定量评价指标进行特征分析。其中,ACAE采用一种新型对抗机制来提高训练效率,从而增强特征学习能力;定量评价指标的数值区间为[0,1],且当评价指标低于0.5时,燃烧状态稳定。通过乙烯燃烧实验测试了稳定性监测方法的可行性。结果表明,由ACAE提取的深层图像特征能够用于定量估计燃烧稳定性。此外,该监测方法具有较强的泛化性能,能够准确识别训练数据集范围以外的火焰图像。

静电感应空间滤波法测量固体颗粒速度

基于静电传感器空间滤波技术的气固两相流颗粒速度测量方法具有结构简单、数据处理方便等特点。文中从理论上推导了圆环状静电传感器输出信号的功率谱特性与颗粒移动速度之间的关系，并对电极长度、绝缘管段的厚度和屏蔽罩轴向长度等因素对静电传感器空间滤波特性的影响进行了仿真分析，为静电感应空间滤波器的设计提供了理论基础。提出利用小波分析对功率谱特性曲线进行平滑处理的方法，可准确地确定功率谱特性曲线的尖峰频率值fmax。并在加压密相气力输送系统上进行实验研究，结果表明：颗粒体积浓度范围在6．72％～13．04％，气体表观速度在8．63～18．61m／s之间时，系统重复性优于4％。

静电传感器空间滤波效应及频率响应特性

介绍了静电传感器空间率波的基本原理,分析了静电传感器空间率波特性,在此基础上推导了传感器的频率响应特性.并在重力输送颗粒流装置上对静电传感器测量系统的动态特性进行了实验研究.理论和试验结果表明:静电传感器在空间频域上充当低通滤波器,而且径向位置越小,空间频带越窄;电极轴向长度越小,空间频带越宽;在时间频域内测量系统相当于带通滤波器,电极的轴向长度和颗粒径向位置对频带宽度的影响与空域频率特性相似;此外,颗粒速度越大,时域频带越宽,颗粒尺寸越大,频带越窄.

基于静电传感器空间滤波效应的颗粒速度测量

颗粒的流动速度是反应气固两相流流动状况的一个重要参数。介绍了静电传感器的空间滤波特性,推导了颗粒流动速度与静电传感器输出信号频率特性之间的关系。在此基础上,提出了一种基于静电传感器空间滤波效应的颗粒平均速度测量方法,并分析了静电传感器结构参数、颗粒截面分布、颗粒速度分布、颗粒尺寸、材料种类以及频率分辨率等因素对颗粒平均速度测量精度的影响。在重力输送颗粒流实验装置上进行了初步的实验研究。理论和实验结果均证明了静电传感器空间滤波颗粒平均速度测量方法的有效性。

静电传感器灵敏场有限元仿真研究

静电传感器灵敏场分布不均匀,致使传感器的输出受流型影响,导致较大的测量误差。本文基于点电荷思想建立了圆环状静电传感器的三维静电场数学模型,并应用有限元法进行了数值求解。系统地分析了圆环状静电传感器结构参数(电极的长度、绝缘管段的厚度、屏蔽罩的长度以及半径等),材料特性以及场域介质分布对静电传感器灵敏场分布特性的影响。旨在为实现静电传感器灵敏场的均匀分布和结构优化提供理论依据。

静电传感器空间灵敏度特性研究

对应用于气-固两相流参数检测的静电传感器的空间灵敏度分布特性进行了研究。建立了静电传感器的数学模型,并应用大型有限元分析软件ANSYS对不同的传感器结构尺寸内的静电场分布进行了数值分析,进而获得了静电传感器空间灵敏场分布。结果表明:静电传感器的灵敏场分布不均匀,在不同的轴向和径向位置灵敏度不同,壁面附近灵敏度较高,轴线处较低;轴向长度越长,灵敏度越高,灵敏场相对越均匀;由于边缘效应,静电传感器的灵敏空间略大于其几何结构所确定的空间。

基于人工神经网络的固相质量流量软测量研究

采用弯管法测量稀相气固两相流中固相质量流量时,固相流量与其影响因素(压差、流量系数、气固混合密度等)之间存在着复杂的非线性关系,给粉体的精确测量带来困难。利用人工神经网络优良的非线性映射能力,建立了一个基于BP网络固相质量流量软测量模型,并以实验数据为样本对网络进行训练,实现对固相质量流量的在线估计,与实验结果吻合较好,为稀相气力输送中固相质量流量在线测量提供了一种简单、可靠的新方法。

基于预招标的月度偏差电量平衡机制及其多周期发电调度优化模型

我国以年度和月度电量为交易标的物的中长期电力直接交易市场中,传统的偏差电量平衡机制注重于调度的灵活性,未充分考虑偏差调整的经济性。随着各省大用户直接交易电量规模的不断扩大,传统方式已很难满足市场运行对于公平性和经济性的双重需要。该文设计一种基于预招标的月度偏差电量平衡机制,能够实现月度偏差电量调整成本的最小化以及低成本机组对高成本机组的替代发电,有效提高系统运行的经济性;根据所设计的偏差电量平衡机制,该文考虑月度和日前用电需求预测偏差、机组运行约束、电网运行约束等因素,建立月度预发电计划滚动修正、日前发电计划优化、日内发电计划调整的多周期发电调度优化模型;最后,通过IEEE-30标准节点系统的算例仿真,验证了所提机制及模型的有效性。

加压密相气力输送煤粉颗粒荷电特性研究

介绍了一种非接触式移动颗粒静电测试方法,并在加压密相气力输送实验装置上对质量浓度在128～230 kg/m^3,气体表观速度在6～15 m/s条件下的煤粉颗粒荷电特性进行了实验研究。颗粒平均粒径为35．6μm。实验结果表明:粉体颗粒荷电指示值随着颗粒浓度的增加逐步增大,浓度在150～160kg/m^3之间时达到最大值,随后减小;指示值随着气体表观速度的增加而增大,而后趋于饱和值。

基于模糊规则的多模型固相质量流量软测量

针对静电传感器无法给出颗粒质量流量绝对值以及多相流流动形态和结构变化影响传感器输出等问题,提出了一种基于分解合成的多模型加权平均的固相质量流量非线性软测量模型。在高压密相气力输送系统上,通过静电传感器获得大量试验数据,提取信号特征,利用模糊聚类算法将输入数据进行空间分区,每一区间上用径向基函数(RBF)神经网络辨识出一个子模型,再利用模糊推理将各子模型输出加权求和得到颗粒质量流量的估计值。该模型减小了流型对测量结果的影响,提高了测量精度。

静电传感技术在燃煤电站煤粉测量中的应用

燃煤电站制粉系统各燃烧器实现煤粉流量均衡分配以及风粉最佳配比,对于锅炉的安全、稳定与经济运行具有重要意义。介绍了近些年来发展起来的静电传感技术的基本测量原理、传感器探头结构及静电传感技术在煤粉浓度、速度、流量和煤粉均衡控制中的应用,最后对静电传感技术的应用前景和发展趋势做了展望。

蓄冷系统水平冰盘管外结冰数值模拟及分析

蓄冰桶是直接式蓄冷系统主要部件之一,主要由水平管或螺旋式盘管构成。蓄冰过程中,管内外存在两个复杂的相变过程,即管内液固相变过程和管外液固相变过程。文中建立了直接蒸发式盘管结冰过程的动态数学模型,利用有限差分法对模型进行了数值求解,并对模拟结果进行了讨论分析。该模型可应用于预测管外结冰量随时间的变化关系,因此,可为直接蒸发盘管蓄冰系统的设计及运行优化提供理论依据。

基于差分吸收光谱法的燃煤锅炉烟气浓度反演算法

根据被测对象在所选波段具有差分吸收结构的光谱特性,研究了一种改进的基于差分吸收光谱法(DOAS)的气体浓度反演算法。在该算法中,考虑了噪声、颗粒群散射以及干扰气体的影响。应用该算法在给定光程下分别对一种气体和几种气体的混合物,以及在不同光程下同一浓度的气体进行了数值模拟。结果表明,该算法具有良好的抗噪声和抗干扰性能,并且浓度反演误差基本在1%以内,研究还给出了在不同光程下对浓度值极高或极低(mg/m3)的待测气体“测量”结果的比较。

电容层析成像在高压浓相煤粉气力输送中的应用

在输送压力可达4.0 MPa、固气比达740 kg/m3的高压浓相煤粉气力输送实验台上,用电容层析成像技术对10 mm内径的水平管道进行气/固两相流流型的辨识。研制了适用于高压力下的8电极厚管壁小口径电容层析成像传感器,管壁厚度达5 mm。为了消除厚管壁对电容传感器灵敏度的影响,采用精度较高的交流法电容检测电路,激励信号峰值提高到30 VP-P并对C/V转换放大器做滤波处理以提高信号的信噪比。将USB通信方式引入到ECT与计算机的数据传输中,解决ECT数据传输速度问题。比较LBP算法、Landweber迭代算法和神经网络算法在厚管壁ECT图像重建中的效果,发现神经网络算法受流型的影响很小,具有最优的重建图像质量。

差分吸收光谱法在线测量烟气浓度实验研究

本文将大气痕量气体浓度监测的DOAS技术应用于烟气浓度测量,在此基础上提出了基于DOAS思想的烟气浓度反演算法。采用将粉尘和气体分离的方法,首次在DOAS法测量气体浓度实验中加入了粉尘颗粒,对此方法的理论依据进行了简单的推导。实验测量了常温常压下SO2和NO2气体吸收截面,并对处于流动状态烟气中的SO2和NO2气体浓度进行了反演。研究结果表明,该算法能够在短光程(0.5m)下以较快的速度(<2s)和较高的准确度同时检测出烟气中多种气体浓度。

时变可靠性约束下含风电系统旋转备用的随机规划模型

大规模风电并网后,系统运行经济性和可靠性之间的矛盾十分突出,传统确定旋转备用的方法存在较大的局限性。建立的含风系统旋转备用随机规划模型,能够根据系统容量冗余度,灵活分配各时段可靠性权重,实现调度周期内可靠性的协调优化。该模型充分考虑不同机组提供旋转备用的成本差异,允许机组对旋转备用进行报价,以发电成本、直接备用成本和期望停电成本三者之和最小为目标,实现发电侧和用户侧整体经济效益的最大化。应用该模型,可以对含风系统的旋转备用进行成本效益分析,为调度机构设置合理的可靠性水平提供决策依据。采用粒子群算法对模型进行求解,并通过算例分析验证了上述模型和算法的有效性。

一种新型激光粉尘浓度在线测量仪的研究

本文提出了一种基于光散射原理的粉尘浓度激光测量新方法,该方法无需预先获取粉尘颗粒的平均粒径,可直接测量浓度。基于新方法设计了一套粉尘浓度在线测量仪,测量仪以8031单片机为核心,具有浓度的实时LED显示和数模输出功能,并通过与上位机的串行通信实现浓度数据的后台存储。该仪器具有新颖的光学构造,可在单片机的控制下进行在线标定和在线光路对中,并已用于某钢厂粉尘排放的实时测量,测量结果表明仪器具有良好的灵敏度和可靠性,可满足实时在线测量粉尘浓度的要求。