水轮机模型特性图计算机辅助数据采集及模拟与运转特性曲线的生成

水电站水轮机的选用及该系列产品设计依赖于模型综合特性曲线。这些曲线大多以图形为载体由供货方提供,在水电站的优化设计中需要对图中的各种特性以数学方法给以表达以便设计的自动化。以往这类工作均是以人工读取再录入计算机,不仅工作量大,繁琐而且采集误差也大,难以满足现代设计要求。据此给出了通过计算机鼠标的点击自动地获得图中特性参数及高精度的曲线模拟方法和按绘图走笔顺序排列纪录的方法。它满足为适应个性化需求不断地提供新的模型转轮特性曲线所需要的快速处理。另外,提出的方法还适应于其他各类图的数据采集。

炼油厂生产管理最优化与生产装置的优化控制

以国内某炼油厂为例，讨论了炼油厂建立计算机生产管理最优化系统及炼油生产装置的优化控制中应该注意的一些重要问题。

采用不同再生工艺的两套重油催化裂化装置运行效果比较

对中国石油化工股份有限公司济南分公司两套分别采用烧焦罐式高效再生工艺和同轴串联逆流两段再生工艺的重油催化裂化装置的运行效果进行了分析和比较。表明两种不同的再生工艺在各自不同的状态下 ,采用不同的操作条件时 ,均能最大限度发挥自己的特点。在加工同样性质的原料 ,使用同样的催化剂时 ,都能满足对催化剂的再生要求 (再生催化剂碳含量小于 0 .0 5 % )。同轴串联逆流两段再生工艺适应性较强、操作弹性较大、抗事故能力较强、消耗指标较低 ,但在催化剂置换率和开停工时间方面又相对处于劣势。因此选择什么工艺 。

微小气泡粒径的测量研究

对用一台CCD摄像机所摄得的微小气泡水图像要识别摄影进深方向的气泡,必须利用图像的像素灰度这一特征。因此获取气泡粒径的常规图像方法不能使用。又气泡对光的反射和折射下有的气泡像的中心部分呈现反转,这也给处理带来了难度。为此建立了保持像素灰度的灰度线段中心辨别法来快捷地识别微小气泡。另外,利用摄影所获得的微小气泡图像,统计出气泡的形心到它的边界的最短距离与最长距离之比来自动分离微小气泡水中的气泡和杂质以及散焦的物像。通过以上方法能快捷地对微小气泡的粒径进行测量。

复杂线素图像多因素预测矢量化跟踪

针对具有稠密坐标网格和交叉线素的工程曲线图的矢量化,提出了坐标网格的剔除方法、多义线模拟样条曲线算法和缺口曲线修补策略,以及基于多因素预测跟踪算法。坐标网格剔除方法采用基于线检测算法来剔除坐标网格,再依据过滤后的图像灰度自动地修复被连带除去的趋于水平和垂直的曲线像素;多义线模拟样条曲线算法则是依据已知曲线节点生成若干线段来逼近曲线且它具有与样条曲线一致的局部几何特性;而多因素预测跟踪算法则是利用前面数个边界点的灰度、当前边界点切矢和它的24邻域内非背景像素之间的相对位置来预测曲线下一个边界点,监控曲线曲率角的变化,以避免"跑偏"和按层搜寻同曲线像素来跨越曲线断点。通过与R2V5.5和ScanIn5.1的矢量化对比,证明它具有更显著的智能化和自动化的优点。

基于最小像素误差控制的曲线矢量数据自适应数学描述

矢量数据的B样条曲线拟合算法被广泛地应用于数据的可逆压缩和矢量曲线数据的数学表达.但现有算法的误差评估大都是针对各坐标轴具有相同尺度单位的,而对各坐标轴尺度单位不同的工程曲线图则无能为力.据此提出了一种不大于1个像素最小栅格误差的矢量数据自适应序号参变量样条曲线拟合算法.该算法首先从矢量数据中以近乎相等的曲线弧长选出若干型值节点,并通过盈亏修正获得节点误差限为0.001的序号参变量样条曲线拟合.然后遍历拟合曲线对应的全部栅格点,检测它所在3×3邻域内是否有矢量数据栅格点或栅格图像曲线点位于其中,若有则该点满足于1个像素的误差限,反之将该曲线型值节点段进行标记,并转到曲线的下一型值节点段继续进行检测.对不满足要求的曲线型值节点段,通过添加一个型值节点或曲线序号数的移位等使之满足误差要求.实验结果表明该算法具有更高的准确性和使用的方便性.

平面图像里重叠微小气泡的分离及测量

目前,较准确地测量高密度、微米量级的微小气泡的方法为图像处理法,即利用CCD摄像机对其摄像来进行气泡测量。但在所获得平面图像里有部分气泡重叠,这会带来较大的测量误差。根据1台隔行CCD摄像机所摄得的平面图像里重叠气泡中各气泡像大多各自位于奇数扫描线和偶数扫描线上这一特征,分别对奇数和偶数扫描线上进行处理来分离重叠气泡,然后对同一物像进行识别和以物像的可见灰度像素对不可见像素进行校正来计算气泡的特征值,通过测量证明效果显著。

基于曲率及误差分布的点云逼近曲线优化算法

为提高利用形状信息优化点云逼近曲线的准确性,提出了一种基于曲率及误差分布的点云逼近曲线优化算法。该算法首先快速地创建满足误差限的非最优样条曲线,据此获得较为准确的曲率分布作为形状信息;然后,以大于所给曲率阈值的角点作为种子点,构建出点云的三次序号参变量样条逼近曲线。当逼近曲线误差不满足误差限时,以误差的分布情形确定型值点的添加位置,使得每一次型值点添加后最大误差均减小。通过数条点云曲线实验表明,该算法显著地减少了逼近曲线的控制点数目。

基于曲线拟合及计算机辅助技术的图形数字化方法

由于现有的图形扫描数字(矢量)化理论及方法的不足,工程曲线图的数字化处理难于应用自动矢量化方法,即使采用半自动矢量化方法也呈现出处理的低效能特点.据此提出了便于工程应用的,基于样条曲线拟合及计算机辅助技术的数字矢量化方法.即通过扫描将曲线图形载入计算机并用鼠标直接在图像上进行曲线拟合的节点择取,通过实时观察动态显示的鼠标移动点到邻近于它的前2次所取节点之间的拟合样条曲线与原图形曲线的吻合程度来保证拟合曲线节点的正确择取.它不仅快速、准确和操作方便而且同时给出了用数学公式描述的数字化结果,这给工程的广泛应用带来方便.

基于单CCD摄影的泡状流近焦深度内微气泡的识别

鉴于泡状流气泡各点衍射的差异和它的点扩散函数沿进深方向的随机性以及点扩散函数与进深的映射关系的不可能标定等使得单CCD摄影的泡状流气泡的数密度难以确定,据此提出了从足够长时间的泡状流气泡视频中获得流过焦平面的各气泡灰度标准差,并依据它和通过实验所得的200μm近焦深度范围内各静止气泡最小灰度标准差与最大灰度标准差之比来确定200μm近焦深度范围内的泡状流气泡的数目。通过对已知不同进深位置的静止气泡样本的误差评估显示本文方法相对误差大于5%的概率仅占20%,因而能有效地预测单CCD泡状流气泡的数密度。

催化裂化平衡催化剂磁分离工艺的应用

催化裂化平衡催化剂磁分离工艺应用于中国石油天然气股份有限公司华北石化分公司1 Mt/a催化裂化装置,分离出低磁剂的重金属含量显著下降,微反活性提高5个百分点。低磁剂回注入系统后,催化剂单耗由1.18 kg/t降至0.91 kg/t,装置总转化率提高0.47个百分点,轻质油收率提高0.61个百分点。

消除炼油装置“瓶颈”制约扩大加工能力

从市场需求出发，结合A、B、C、D四个工厂的实际情况，给出了常减压蒸馏、催化重整、延迟焦化及催化裂化（改为催化裂解）等装置消除“瓶颈”制约，扩大生产能力的技术措施和投资对比。

复杂特性曲线图像特性信息的获取

对于具有稠密的坐标网格线和数条光滑特性曲线相互交织,以及有着印刷瑕疵的特性曲线图像,采用现有的方法来获取曲线特性信息变得极为繁琐和效率极差。提出了利用线检测技术从图像中剔除稠密的坐标网格,以及通过所建立的斑点识别算法来除去坐标网格,剔除所形成的斑点,并采用所建立的多义线模拟样条曲线直接在图像上描绘曲线来修复曲线缺口部分,然后利用曲线跟踪过程中已经获得的前面数个边界点信息预测下一个边界点等方法,使上述复杂特性曲线图像特性信息的数字描述得以顺利地完成。

FCC装置下流式密相催化剂强化传热外取热器的开发和应用

中国石化工程建设公司等单位联合开发的新型FCC装置下流式密相催化剂强化传热外取热器采用钉头强化传热管,催化剂对管壁的传热系数比光表面传热管大60％～80％,而且结构简单,高温下受力分布好,不易发生破裂和变形,使用寿命较长。该取热器在扬子石化炼油厂 800 kt／a渣油FCC装置上投用,两年的运行结果表明,与原联箱式外取热器相比,平均多产蒸汽 10 t／h,每年节能达640万元。同时因操作平稳,一年多加工原料90 kt,特别在装置烧焦量较大的情况下,运行良好,满足了装置生产的要求。

参变量样条函数磨光法在水轮机特性曲线拟合中的应用

水轮机选型设计时,必须大量查取水轮机特性曲线,而这些曲线大多是图形曲线,使用时必须对这些水轮机特性曲线进行数字化。此外,水轮机特性曲线大多为封闭曲线,而大多数曲线拟合方法均使用分段拟合,方法复杂且效果不佳。因此,曲线拟合方法的选择就至关重要。参变量样条函数磨光法不但具有直观性,而且有较高的逼近性、光滑度、保凸性及整体性好等特点,对封闭曲线的拟合效果更为明显。据此详细研究了三次参变量样条函数磨光法的曲线拟合,进而应用于水轮机特性曲线的拟合。

基于Delaunay三角网的水轮机模型效率计算

提出一种新型求取水轮机模型综合特性曲线中随机插值点的效率方法,将水轮机综合特性曲线中等效率η线类似为等高线,利用VB处理数据,将采样点单位统一后构建Delaunay三角网,应用三角形内插法可较精确地求得综合特性曲线中各随机插值点的效率。

水轮机特性曲线的三次B样条拟合及优化

针对传统B样条对水轮机特性曲线拟合精度较低的现状,提出采用优化的三次B样条曲线对水轮机模型综合特性曲线进行逼近计算,利用像素单位转化及正交投影误差判断处理数据,取得了良好的曲线拟合效果。对等效率闭合曲线HL240D41_CurveID_42数据的拟合,验证了该方法可行有效。

图像稠密坐标网格的去除

针对工程图为脉冲边滑曲线图且稠密坐标网格使得边缘提取成功率较低,提出了基于Hough变换与基于线检测对水轮机特性曲线稠密坐标网格去除方法。利用Canny算法对图像进行边缘检测,采用Hough变换检测图像中直线,并分析了实值标量取值对检测结果的影响,从原图像中减去提取的直线即为被去除坐标网格的图像。实验结果表明,基于线检测模板对去除稠密坐标网格具有较好的效果。

气液两相流中微气泡测量问题的预处理技术

气泡运动是气液两相流动中的基本问题,水利、海洋、环境等工程均涉及微气泡测量问题,且广泛应用于水的净化和污水处理。为确保微气泡测量工作取得良好效果,对单CCD摄影机获得的微气泡视频图像进行背景处理十分关键。对于图像背景处理,首先基于数学形态学的基本理论,选用两种不同算法:①基于选取不同结构元素的M atlab算法;②采用滚球法。二者通过实例进行算法比较,滚球法效果较为显著,但仍需改进,于是提出基于聚类分析的图像分割算法,并对该算法提出优化设计,采用黄金分割法进行最优搜索,加快运行速度,节省时间,并更好地实现背景估计,为微气泡测量后期工作奠定了良好基础。

栅格图像稠密坐标网格的去除与曲线像素的重建

针对栅格图像中稠密坐标网格是影响矢量化效果和速度的重要原因,提出了先基于±45°线检测模板来快速剔除低于所选阈值的坐标网格,然后依据坐标网格剔除后的当前图像与过滤后的图像差异,识别曲线的端点。并逐一地沿各端点的走向进行扫描识别和重建被连带去除的曲线像素。另外,对某些图像瑕疵的影响而不能识别的曲线端点,采用基于计算机技术来选取曲线缺口区域,并沿区域内各点的走向进行识别和重建被连带去除的曲线像素。实验显示所提出的算法对剔除稠密坐标网格具有较好的效果。