透水NaA分子筛膜强化的CO_(2)加氢高效制甲醇

近年来,利用可再生能源产生的绿氢与CO_(2)反应制备甲醇备受关注。然而,由于CO_(2)催化加氢反应受热力学平衡限制,CO_(2)的转化率与甲醇选择性较低;另外,副产物水易导致催化剂失活。本研究采用母液晶种法在α-Al_(2)O_(3)膜管外制备了无缺陷的单通道NaA分子筛外膜,通过在膜管外填充Cu基催化剂,构建了一种分子筛膜-催化剂反应分离双功能反应体系,以同时实现CO_(2)加氢生成甲醇和在线选择性除水。通过XRD、SEM、N_(2)等温吸附-脱附、H_(2)-TPR表征技术对NaA分子筛膜和催化剂进行理化性质表征,并在膜反应器上对催化剂的CO_(2)催化加氢性能进行评价。结果表明,与传统固定床反应器对比,本反应体系可有效拉动反应平衡,大幅提高CO_(2)转化率。在250℃、3MPa条件下,CO_(2)转化率由3.34%提高至28.78%,甲醇收率由3.28%提高至27.62%。

火电CO_(2)排放连续监测的国际经验分析及启示

为了推动我国火电CO_(2)排放连续监测技术的发展应用、助力我国碳排放统计核算体系建设,本文在文献调研、专家研讨、技术剖析的基础上,以美国、欧盟等为重点,从应用机组类型、实施标准制定、失效应对措施、监测技术选型、关键技术研发、支撑火电低碳化发展、监测报告核查、测量准确度评价等8个方面,对国际火电CO_(2)排放连续监测的发展经验进行了分析。借鉴国际有益经验,结合我国火电CO_(2)排放连续监测的发展现状,提出发展建议:充分考虑技术应用特点和我国火电实际情况,研究制定配套政策法规;加快完善技术实施标准规范,增强标准的引领和支撑作用;强化对已有烟气流量计测量情况的统计分析,为相关工作开展提供参考;加强火电烟气流量测量研究工作,提升CO_(2)排放连续监测技术水平;推进数字化技术在监测报告核查中的应用,支撑CO_(2)排放连续监测的闭环管理;健全连续排放监测系统测量准确度评价标准体系,提升我国碳排放数据的国际认可度。

适应SCO_(2)物性变化特性的印刷电路板换热器性能研究

针对二氧化碳工质在超临界二氧化碳(SCO_(2))布雷顿循环冷端处于近临界状态,物性随温度变化剧烈,冷端换热器的设计和运行控制难度大等问题,基于换热器分段设计的方法,设计了应用于超临界二氧化碳动力循环冷端换热的直通道印刷电路板换热器(PCHE)和变截面通道PCHE,分析了SCO_(2)在不同流道形式的PCHE中的流动和换热特性。利用SIMULINK建立换热器的仿真模型,研究入口参数偏离设计工况时对不同流道形式换热器的SCO_(2)出口参数的影响。结果表明:SCO_(2)侧流道截面渐扩的设计能增强PCHE的换热性能,但同时会增大SCO_(2)侧的压损;流道截面渐扩的PCHE在冷侧和热侧入口参数偏离设计工况时,能更好地稳定SCO_(2)的出口温度,拓宽了冷端参数的运行范围。

火电厂热电联产机组与液态CO_(2)储能耦合系统热力性能分析

煤电机组耦合储能系统可以提升机组的调峰能力。为提高热电联产机组的热电解耦能力,提出一种火电厂热电联产机组与液态CO_(2)储能耦合系统。该系统利用凝结水收集储能过程中CO_(2)压缩热,并与供热抽汽共同向用户供热,同时利用供热抽汽预热释能过程中膨胀机入口CO_(2)。基于建立的系统热力学模型,以耦合系统热效率、㶲效率和储能系统电-电效率为评价指标,开展了系统热力性能分析。敏感性分析结果表明:增大膨胀机入口温度和释能压力都可以获得更高的系统㶲效率和电-电效率;增大储能压力可以获得更高的系统热效率,㶲效率则先升高后降低。在设定参数下对相应CO_(2)储能系统进行参数优化。结果表明:当储能压力约为10.5 MPa、释能压力约为18 MPa时,耦合系统取得最优㶲效率为64.92%。

MOFs材料在CO_(2)加氢制甲醇催化剂中的应用

作为最主要的温室气体,CO_(2)的大量排放引发了全球变暖等一系列环境问题。利用CO_(2)加氢合成甲醇是实现CO_(2)循环利用、解决环境问题的切实可行的途径。开发高效、高选择性的催化剂是实现CO_(2)加氢制甲醇工业化应用的关键。近年来,金属有机骨架(MOFs)材料由于其结构多样性、设计灵活性的特点在催化领域引起了广泛关注,MOFs材料应用于CO_(2)加氢制甲醇催化剂的合成,可以有效解决目前CO_(2)加氢制甲醇催化剂存在的反应选择性低、CO_(2)转化率低、合成速率低等一系列问题,提高催化性能。综述了CO_(2)加氢制甲醇MOFs材料催化剂的研究进展,论述了MOFs材料应用于CO_(2)加氢制甲醇催化剂的优势及合成方法,评价了MOFs材料对不同的金属基催化剂的改善作用及存在的不足,并对其应用的挑战和前景进行了讨论。

关闭/废弃矿井抽水蓄能开发利用现状与进展

探索清洁能源发展的创新途径是实现我国“双碳”目标的重要推动力。为解决大规模可再生能源电力供应不稳定的难题,新型电力系统的提出与加速成长促进了抽水蓄能电站的建设与发展,但生态保护与地形等因素制约了传统抽水蓄能电站发展。关闭/废弃矿井,由于具有丰富的地下空间及水资源,可创新性地开发抽水蓄能并延长矿区的经济寿命,降低对环境与经济的负面影响。为助力建立适合我国国情的废弃矿井抽水蓄能利用模式和管理体系,通过文献分析法综述了国内外废弃矿井抽水蓄能技术研究与应用进展。详细阐述了关闭/废弃矿井抽水蓄能技术原理、分类及其优缺点;总结了关闭/废弃矿井抽水蓄能电站利用模式,并在前人研究基础上对选址要素进行了修订;梳理了关闭/废弃矿井改建抽水蓄能电站的水-气两相流动特性、水泵水轮机工况特性、地下空间围岩稳定性及地下蓄水空间体积测算等的研究现状,明确了水泵-水轮机关键技术、地下空间稳定性控制关键技术等亟待解决的技术难题。此外,对关闭/废弃矿井抽水蓄能相关的生态与环境保护、市场需求与经济效益、政策与法规等研究成果进行了广泛的文献综述。发展关闭/废弃矿井地下空间抽水蓄能技术可为我国井下空间资源利用提供思路,为保障国家能源安全与经济社会高质量发展提供新途径。

我国高碱煤燃烧特性研究和工程应用进展

我国具有丰富的高碱煤资源。从基础研究、关键技术和工程实践等方面对高碱煤燃烧技术的研究和工程应用进展做一个较为全面的综述和总结,特别介绍了液态排渣锅炉全烧新疆高碱煤的机理研究和实践最新状况,以期为后续开发更为经济、可长期安全大比例掺烧甚至纯烧新疆高碱煤的燃烧技术提供参考。

高温气冷堆主氦风机变阻力工况调试方法

高温气冷堆主氦风机调试期间,由于一回路阻力低于设计工况,因而主氦风机无法完成全转速范围性能测试。基于主氦风机的理论特性与相似原理开发主氦风机不同阻力工况调试参数的推算方法。结合主氦风机单体试验工况点,准确推算主氦风机冷态与热态性能试验的工况点参数,并指导完成高温气冷堆主氦风机全转速、满功率性能测试。通过对主氦风机调试与出厂试验结果的对比分析,验证本推算方法的可行性,并给出空气介质与氦气介质工况转换的修正因子。通过主氦风机调试与运行数据的对比分析,可以看出本文提供的主氦风机调试工况具有足够的包络性,能够覆盖高温气冷堆运行期间主氦风机的所有运行工况,证明了本文提供的变阻力工况主氦风机调试方法满足高温气冷堆主氦风机性能验证需求,可用于指导后续高温气冷堆的主氦风机调试工作。

基础设施工程安全智能化管控变革、挑战与思考

为实现我国未来基础设施工程安全优质高效绿色建设,研究基础设施工程安全智能化管控的共性问题与特征。首先,梳理其发展脉络,将其变革历程划分为风险源智能识别与管控、数据驱动隐患排查治理、安全智能化管控体系完善以及全面智能化管控4个阶段,总结不同阶段的成功经验;其次,以统筹兼顾、协同管控的视角分析基础设施工程安全智能化管控所面临的挑战,从“人、物、环、管”的角度剖析其特点;然后,在揭示基础设施工程安全智能化管控发展特征和面临挑战的基础上,从安全管理流程、工程建设全生命周期和发展层次3个维度出发,提出敬安、智安、本安、数智、数能和数值的智能化管控思考;最后,展望未来智能安全发展路径。结果表明:我国基础设施工程安全智能化管控由经验式向数据驱动式拓展,并加快融合新技术、新装备和新工艺。安全智能化管控是基础设施工程智能建造与管理的重要延伸,主要体现为对安全管理理念、方法、系统的重塑以及数据资产的价值挖掘。未来,基础设施工程安全智能化管控将朝着全面数据化融合、知识驱动、虚实结合、人机协同和全生命周期管控等方向发展,同时,数据隐私保护与规范治理的重要性也将日益突出。

基于分量相依性的风速随机性建模方法

由于微地形、微气象的影响,风电场风速的随机性特征复杂,为准确描述风速的随机性特征,提出基于分量相依性的风速随机性特征建模方法。首先对风速序列的随机性特征进行提取,采用变分模态分解(VMD)将风速分解为多个不同频率的模态分量,以序列自相关系数(AC)为指标,对风速成分进行划分,得到风速的波动性分量和随机性分量。然后,考虑风速随机性分量对波动性分量的相依性,以正态分布描述不同风速下的随机性特征,建立基于分量相依性的风速随机性模型。以华北张家口某风电场的运行数据为例,验证该方法的有效性。实验结果表明该文方法能更好地复现风速序列的随机性特征。

发电厂脱硫系统氯离子在线监测技术研究及应用

氯离子是发电厂脱硫系统的关键运行指标,快速准确监测脱硫浆液氯离子对脱硫设备防腐、运行工艺优化调整、脱硫废水排放及节水均具有重要意义。通过样品预处理的方法研发出了一种高效复合介质滤芯,及适用于脱硫系统样品预处理的方法,并进行了实验室实验;对脱硫系统氯离子在线测量方法原理进行研究,研制出了一种固态聚合膜氯离子选择性电极,研究出了一种发电厂脱硫系统氯离子在线监测技术,并进行了实验室准确性实验以及现场工业应用试验。结果表明:该脱硫系统氯离子在线监测技术能够实现脱硫浆液中氯离子的连续准确在线监测,大大减少了工作量,提高氯离子测量准确性,对实现脱硫系统设备的经济、智能化运行具有重要意义。

碳中和目标下新一代超高参数煤电机组技术体系

该文围绕“双碳”目标,分析煤电对支撑我国新型电力系统的重要作用以及燃煤发电技术的主要发展方向,提出下一代超超临界燃煤发电技术体系,并简要介绍相关研发实践。该技术体系基于国产化的HT700系列高温合金材料,耦合高参数煤电、煤电灵活性、烟气污染物低温氧化吸附(cold oxidation adsorption process,COAP与COAP+)脱除近零排放技术、碳补集、利用与封存技术(carboncapture,utilization and storage,CCUS)、数字化智能化及燃煤耦合多源固废发电等前沿技术,建议开发新一代超高参数燃煤发电机组,实现机组煤耗与能耗水平、运行稳定性、灵活性的有机统一,支撑我国“双碳”目标的实现。

多能互补能源基地开发模式及综合效益提升方法

近年来,建设清洁低碳安全高效的能源体系,发展可再生能源替代,构建以新能源为主体的新型电力系统成为我国能源发展的必然趋势。在风光资源富集地区,随着新能源装机不断增加,大型综合能源基地得到快速发展。该文基于主客观赋权法建立多能互补综合能源基地评估体系,对我国“三北”、西南及东部沿海区域发展布局多能互补基地进行评估。为进一步提升多能互补基地经济效益,建立基于长短期记忆神经网络(long short term memory,LSTM)的电价预测模型及多能互补日前优化调度模型,利用粒子群优化算法进行寻优,以实现能源基地综合收益最大化的日前优化调度目标。最后,以甘肃陇东千万kW级多能互补综合能源基地为例,分别开展夏季及冬季典型日的优化调度算例仿真,结果表明,该优化调度方法能够促进基地内新能源消纳的同时最大化能源基地综合收益,为大型综合能源基地的日前优化调度提供技术支撑。

新建超超临界二次再热机组锅炉低温EDTA化学清洗

采用低温EDTA法对新建超超临界二次再热机组锅炉进行化学清洗,简要介绍了清洗范围及工艺流程,详细描述了小型试验及酸洗过程的要点,列举了监视指标及化验数据,给出了质量检查及效果评定,结果表明,该方法具有工艺简单、清洗效果好、废液量少等优点。

降雨作用下露天矿山岩质边坡稳定性与声—力学特征研究

降雨是加剧露天矿山岩质边坡灾害的重要因素,准确剖析降雨作用下的岩石声—力学特征是实现矿山安全监测的前提条件。为研究降雨作用对露天矿山岩质边坡稳定性与声—力学特性的影响,以室内声学测试与力学测试为主要手段,研究了不同探头布置方式下砂岩在水饱和过程中的声发射信号特征,并定量分析了干燥与饱水2种状态下岩样破坏的声发射信号特征及其破坏形式。结果表明:①降雨作用对声发射信号衰减显著,各探头位置波形最大幅值下降约43.3%,波形频率降低约33.3%,呈现出明显的“频移”现象;②声发射事件在干燥岩样破坏过程中呈现较为随机的、缓和的方式,而在饱水岩样中具有一定的连续性和集中性;③干燥和饱水岩样的破坏形式均以剪切破坏为主,并伴随一定的张拉破坏,但饱水岩样的张拉破坏更加明显。研究结果可为露天矿山岩质边坡岩体声—力学特性分析提供参考,促进微震监测技术在露天矿山边坡稳定性监测中的应用。

基于改进VMD-XGBoost-BiLSTM组合模型的光伏发电异常检测

光伏发电是我国大力发展的重要新能源发电形式,其异常检测是为系统运维决策提供依据的重要环节。由组件老化、故障或不良因素造成的光伏系统运行状态异常将直接影响发电效率和能力,进而会对系统安全性和经济效益造成影响。然而,现有检测方法存在识别异常类型不全面、对标注数据数量依赖性强、更新模型成本高、对噪声和测量误差敏感等局限性以及不适合大规模推广部署的缺点。为解决这一问题,提出一种基于历史发电量以及气象监测数据的光伏发电异常检测方法。利用基于异常值去除和相关性分析的预处理步骤去除原始数据中的噪声并筛选最佳特征。通过变分模态分解(VMD)将数据分解成多个模态分量以提取光伏发电量的周期和非周期特征。构建改进VMD-XGBoost-BiLSTM组合模型,利用自适应赋权、Attention机制和改进鲸鱼优化算法的特点完成光伏发电量常态预测。在此基础上,通过与实际测量值进行对比,利用设定的规则进行异常判断。实验结果表明,该方法相较于单一BiLSTM和XGBoost模型平均误差下降幅度超过20%,其中约15.67%的性能提升得益于所提改进措施。

考虑碳捕集的风光火储综合能源系统多目标运行优化

针对综合能源系统中碳排放与运行成本冲突的问题,提出了一种考虑碳捕集的风光火储综合能源系统多目标优化调度方法,探讨了碳捕集设备对系统可再生能源消纳、碳排放与运行成本的影响。以某地区典型日的电负荷数据为参考,以改进的IEEE 30节点系统为例,以系统经济性为优化目标求解。结果表明:相比无碳捕集的风光火和风光火储情景,考虑碳捕集的综合能源系统在典型日的运行成本分别下降了5.19%和2.86%;碳排放量分别减少了1159 t和1013 t;风光消纳率分别提升了5.01%和2.82%。以系统运行成本和碳排放量最小作为优化目标,采用非支配排序遗传算法Ⅱ(NSGA-Ⅱ)进行多目标寻优,结合线性加权和法得到了不同目标权重下系统优化调度方案:随着碳排放量目标权重的增加,碳排量逐渐减小,系统运行成本增加,单位碳减排成本也会增加;当碳排放量目标权重从0增至0.5时,系统碳排放量减少了5159t,运行成本增加了205466元;碳排放量目标权重从0.4增加到0.5时,单位碳减排成本增加最小;碳排放量目标权重在[0.2,0.4]时,减排效果最为明显。该计及碳捕集的多目标优化调度方法可为决策者在权衡系统碳排放和运行经济性时提供参考。

模拟冷却水中不同抑菌方法对不锈钢微生物腐蚀的抑制作用

通过电化学测试和表面分析研究了抑菌剂十二烷基二甲基苄基氯化铵(1227)和电磁处理对含硫酸盐还原菌(SRB)的模拟冷却水中不锈钢微生物腐蚀的影响。结果表明:抑菌剂1227具有较好的抑菌性能,其质量浓度为20mg/L时抑菌率达100%,添加抑菌剂后不锈钢阻抗模值显著提高,钝态电流密度明显下降,抑菌剂可以起到较好的抑制微生物腐蚀作用;电磁处理对SRB的抑菌作用不佳,最大抑菌率为42.46%,但其对微生物腐蚀的抑制作用与抑菌剂1227相当;模拟冷却水溶液经抑菌剂1227或电磁处理后,浸泡其中的不锈钢的表面生物膜附着量均明显减少。

大柳选煤厂块煤分选系统的优化改造实践

介绍了华亭煤业大柳选煤厂的洗选工艺流程,分析了块煤分选过程中存在的原煤泥化严重、合介泵上料不稳定、浅槽分选机流量紊乱、介质分流量调节不准确等问题。选煤厂为提升块煤分选系统的分选效率,在设备、工艺方面进行了一系列优化改造,改造后大幅度提高了块煤分选系统的分选效率,保证了块煤分选系统的稳定性、高效性。

大柳选煤厂降低介质损耗的优化改造研究

大柳选煤厂生产过程中介耗偏高,通过现场调查,分析出在生产、设备等方面存在的问题,后续对磁选机、固定筛、脱介筛等设备进行优化改造,并加强生产过程管控和技术管理,有效降低了介质损耗,降低了洗选成本,提高了经济效益。