氧气合理利用决策支持系统和空分装置操作仿真系统

分析了钢铁企业空分系统能源管理的特点 ,并开发出降低空分能耗的应用软件 :氧气合理利用决策支持系统和空分装置操作仿真系统。前者可为决策者提供全面的辅助决策信息和决策支持以降低氧气放散 ,实现氧气的合理利用 ;后者既可实现空分装置运行操作的仿真 ,也可实现空分装置的仿真实验和仿真操作 。

空分装置操作仿真系统的研究与开发

从操作和控制两方面确保空分设备运行的安全性和稳定性出发，开发了宝钢５＃空分操作仿真系统，实现了空分操作的计算机仿真．该系统包括空分正常运行状态和空分启动过程的操作仿真，可以实现与现场相同的操作过程，并配合有完整的５＃空分的计算机操作画面．系统采用模块化的设计思路，核心计算程序与界面控制程序完全分离，通过边界模块进行通讯，缩短了系统的开发周期，降低了调试的难度．

多回路制冷空调综合型实验系统的研制

制冷系统是多输入、多输出的系统 ,而且各操作参数相互关联。随着环境和室内热负荷的变化 ,制冷空调系统通常是在变工况条件下运行。为全面研究制冷系统的实际工作特性 ,研制开发了变频蒸气压缩式多回路制冷空调综合性实验系统 ,通过调节连接蒸发器和冷凝器的空气回路可以在任何时间模拟实现全年的运行工况 ,而不受季节的影响。详细介绍了实验系统的设计原理、调节方法、技术参数和数据采集系统。利用该实验系统既可获得参数间的动态关联特性 ,还可进行单体设备的性能测试以及不同控制策略的比较实验 ,为制冷系统动态仿真研究。

制氧机故障时供氧系统的优化决策

建立了钢铁厂制氧机故障时的供氧系统优化决策模型 ,并具体应用在宝钢能源部的智能管理系统中。通过开发实例 ,详细说明了模型构造的思路和方法。系统可对钢铁企业的气体用户和气体生产部门进行供需平衡规划 ,给出符合决策者意图的专家决策 ,实现气体的合理利用。该系统充分体现了智能化的特点 ,使用方便 ,使决策者能够在决策过程中充分介入。

基于BP人工神经网络的高强度管线钢焊接接头性能参数CTOD预测系统

针对实际中高强度管线钢焊接工艺参数的选择主要依据试验和经验的局限性,使用VC++6.0建立了预测高强度管线钢焊接接头性能参数裂纹尖端张开位移(CTOD)的BP神经网络模型。该模型输入层节点数为4,1个隐层,节点数为14,激活函数为Sigmoid型。根据试验数据提取平均热输入、壁厚、预热温度和接头区域作为预测模型的输入量,预测结果的平均绝对误差为0.154,预测值误差在±20%以内的样本数占总样本数的93.3%。结果表明,人工神经网络方法是预测管线钢焊接接头性能参数CTOD的一种有效途径,可为管线钢焊接过程中主要工艺参数的选择和优化提供有效的手段。

降低氧气放散率的高炉休风模型

建立了以降低氧气放散率为目的的高炉休风模型，并实际应用在宝山钢铁公司能源部能源管理系统中。通过开发实例，详细介绍了构造模型的思路和方法。根据生产计划和供氧系统实时运行参数，系统可对用户进行氧、氮、氩需求预测，从而合理安排气体的生产、使用和储存等多个环节，制定安全有效的专家决策，实现氧气合理利用。该系统能为决策者提供全面的辅助决策信息，具有调节手段灵活、多样的特点，系统是开放的。系统已通过宝钢专家组的验收。

频谱分析法在测量封闭式制冷压缩机转速中的应用

采用频谱分析法测量封闭式压缩机的实际转速:通过电流互感器将变频器输出端电流信号转变成电压信号,对该电压信号进行数据采集并进行快速傅立叶变换获得定子电流的激磁分量频率和转子电流在定子电流中的反馈“负载分量”的频率,根据这两个频率计算出封闭式压缩机的实际转速.由于受外界磁场和噪声等的干扰,对所采集到的数据进行低通滤波处理.

智能管理系统中数据库和模型库间的混合数据传输方式

以开发实践为依据，就智能管理系统中的数据库与模型库的数据传输方式进行了讨论。通过实例，比较两种数据传输方式后，提出一种以实现延伸系统生命周期为目的、方便用户维护、便于系统进化的混合型数据传输方式。

常用制冷工质热力性质计算数据库的开发

建立了包括湿空气、R22、R21、R12、R11、R134a、NH3、H2O的热力性质计算数据库系统,其中热力性质计算包括温度、压力、密度、比焓、比熵、比容、汽化潜热。对R11、R12、R21、NH3、R134a的热力性质计算公式进行了修正,计算结果与文献中的数据进行比较,结果显示:数据库中除R134a和湿空气外,其他工质的计算误差均小于0.8%,此外R22的热力性质计算程序已在制冷循环仿真模型中得到应用。

一种集中监控系统的设计

主要介绍了机房集中监控系统的功能和组成。该监控系统主要完成对门禁系统、空调系统、UPS系统、配电柜系统和漏水报警系统的实时监测与控制,可动态显示每台设各的运行状况,对异常情况具有语音报警功能,可记录所有设备的实时信息。该系统使用 Visual++语言开发,采用多线程、多任务的方式对每个串口都能实现有效地监控,实现了微机对信号的采集、处理、历史数据的存储和查询。对系统的相关硬件、协议、通讯控制和软件设计进行了介绍。

硅粉常压直接氮化制备氮化硅粉的研究

以平均粒径为2.8μm的硅粉为原料,添加氮化硅粉作为稀释剂,对常压氮气下直接氮化制备Si3N4粉的工艺进行了研究,借助于氮氧测定仪、XRD、SEM等检测方法,分析了硅粉常压直接氮化制备Si3N4粉过程中稀释剂种类、稀释剂添加比例、氮化温度、氮化时间等因素对硅的氮化过程的影响。研究结果表明:硅粉在流动常压氮气下,当氮化温度高于1410℃时,硅的转化率迅速增加,氮化产物中β相含量也增加;通过控制稀释剂的添加种类和添加比例、氮化时间和氮化温度,可合成高α相含量的Si3N4。采用平均粒径为2.8μm的硅粉,在常压氮气下,当添加30%的α-Si3N4粉作为稀释剂、氮化温度为1550℃、氮化时间为10min时,合成了氮含量为39.4%,游离硅为0.7%,主要为α相、含部分β相的Si3N4粉。

富氧燃烧技术的应用现状分析

介绍了富氧燃烧技术在加热炉上的应用。重点分析了富氧燃烧/全氧燃烧的节能特性及减排性能,最后还就发展趋势和有待进一步研究的问题进行了分析。

小麦流态化干燥实验关联式及在热泵流化床谷物干燥中的应用

基于流化床干燥理论,采用热风循环充分的电热烘箱作为干燥器,对小麦进行了一系列的薄层干燥实验研究,模拟小麦流态化干燥过程,总结出适用于流化床小麦干燥时间预测的经验回归公式.开发了热泵流化床谷物干燥实验系统,并将小麦干燥的经验回归公式应用于此实验台的干燥实验过程.结果表明,小麦干燥经验回归式可用于预测小麦在流态化条件下的干燥时间,所开发的热泵流化床谷物干燥装置经济性合理,有市场应用前景.

低温液空储能流程模拟及优化

随着能源转型的加快推进,接入高比例可再生能源已成为电网发展的必然趋势。为了更好地利用太阳能、风能等新能源所产生的间歇性电力,研发不同的储能系统具有重要意义。本文使用Aspen Plus模拟了海兰德与朗肯混合循环,其循环效率达到64.5%。为了进一步提升流程性能,针对朗肯子循环和海兰德子循环进行了热分析和分析。结果表明,损失较大的模块是热交换器,朗肯子循环和海兰德子循环中热交换器的损失分别占到了总损失的13.1%和61.8%,提升低温液空混合循环的关键在于提高热交换效率。

偏心管翅式相变储热单元性能强化的模拟

对管翅式相变储热单元进行了二维非稳态模拟研究。在考虑自然对流与外管传热的情况下对比研究了同心管翅、偏心管翅以及翅片接触外管三种储热单元的传热特性。考虑了内管壁温度、外管材料、翅片厚度对储热性能的影响。结果表明,与采用同心管翅时相比,由于自然对流的影响,偏心管翅储热单元有效削弱了固-液界面分布不均匀现象,完全融化时间减少了29.3%,而当翅片接触金属外管时,通过翅片的传热外管温度迅速升高,增大了换热面积,完全融化时间减少了近49.3%。可见,翅片接触外管储热单元不仅削弱了自然对流引起固-液界面分布不均匀现象,而且利用了外管的传热,强化了储热换热性能。

基于流态化技术硅粉直接氮化制备氮化硅粉

提出了一种基于流态化技术,利用硅粉直接氮化制备氮化硅粉的新工艺。在常温下,以氮气为载气,将硅粉快速流化并夹带离开供料装置,硅粉和氮气组成的气-固两相流进入到预热器中,预热后的混合物从底部进入到高温悬浮床的高温区,以稀相气力输送的方式连续穿过高温悬浮床,在高温常压下发生燃烧合成反应,最后在出口经冷却装置冷却后,由收集装置收集,得到氮化产物。借助SEM、XRD、元素分析和FTIR等方法分析了氮化产物的形貌、物相组成、化学成分以及价键结构。实验结果表明:对于平均粒径为2.7μm的硅粉,在反应温度为1653K、反应时间为2.7min时,硅的转化率为53.4%,氮化产物为非晶氮化硅粉。通过理论预测,如果将反应温度升高至1723K,硅粉氮化7.1min后,其转化率可达99%。本文提出的方法可连续制备优质氮化硅粉,而且比现有的其他制备方法具有更高的生产效率。

减少苜蓿茎和叶干燥速率差异的实验研究

在给出压扁率定义的基础上,利用自制的压扁实验台对不同压扁率和压强时苜蓿茎的水分损失和干燥特性进行了实验研究.分析了苜蓿茎上附着的叶片数对其干燥速率的影响,并与单叶和单茎的干燥速率进行了对比.对干燥前后茎、叶的收缩率进行了对比实验.结果表明:干燥温度对直径较大的茎和压扁率较小的茎的干燥速率影响较大;干燥温度为100℃和80℃,压扁率为0·2457时苜蓿茎的干燥速率与叶的干燥速率接近;干燥温度为100℃时,长度50mm的茎与六片叶相连时茎叶的干燥速率接近单叶的干燥速率;叶短轴的收缩率最大.

共焦法布里-珀罗干涉仪灵敏度和稳定性研究

共焦法布里－珀罗干涉仪（Confocal Fabry-Perot Interferometer, CFPI）是用光学方法探 测固体表面超声振动的解调器件，它的灵敏度和稳定性决定了整个系统的灵敏度和稳定性．通 过使用干涉仪的共轭输出光，使系统探测超声振动的灵敏度可提高至少２倍；同时详细给出通 过干涉环来粗调干涉仪的共焦点，并提出使用单片机（ＭＣＳ－５１）反馈控制系统来稳定最佳工作 点的方法．利用该系统实现了对铝样品表面压电超声振动的检测，得到了较好的实验结果．

冰蓄冷场合流动冰浆快速制取实验研究

冰浆具有良好的导热性和流动性,在冰蓄冷场合广泛应用。采用"气体直接接触式"方法制取冰浆,通过添加预冷套、外部真空绝热保温层、多喷嘴供气等措施设计了气体直接接触式冰浆快速制取装置。首先考察了预冷套、外部真空绝热保温层、多喷嘴供气等措施对制冰速率的影响,然后分析了添加分子筛、钢珠和玻璃珠作为扰动颗粒对冰堵的影响,最后讨论了添加剂种类和浓度对冰浆质量的影响。在对多种添加剂的对照实验中得到了不同溶质对质量含冰率、制取时间、制取效率的影响,结合实验现象和所测得的实验数据,对不同溶质制得的冰浆进行了分析。通过对比各溶液的冰浆制得情况,提出提高冰浆制取效率的方法和在工业、生活实际中对不同添加剂的选取。结果得到添加剂使用醇类时效果明显好于盐类,在醇类的实验结果对比中可知添加表面活性剂的体积分数为15%的丙三醇溶液制取冰浆效果最佳。

用激光外差干涉仪探测金属表面超声振动的实验设计

将激光外差法测量的科研成果转化为物理专业实验 ,设计了易于调节的激光外差干涉系统 ,实现了外差信号的接收 .用压电超声装置代替激光超声装置 ,使实验系统小型化 .