“三改联动”下高中压内缸适应灵活运行改造探讨

为实现“双碳”目标和构建新型电力系统,高中压内缸如何适应灵活性运行成为现役煤电高中压合缸机组“三改联动”时重点关注内容之一。文章通过对高中压内缸结构要素组合、典型结构方案、结合电厂实际运行情况和相应结构有限元分析,得出高中压进汽部分分开的内缸结构作为适应灵活性运行优选结构,并对现役机组高中压内缸改造方案进行探讨。

超超临界锅炉启停过程中汽水分离器温度场与应力场数值模拟计算

随着可再生能源行业的发展,更多火电机组需要参与调峰运行,这对锅炉的启停速度、运行的灵活性和安全稳定性提出了更高要求。汽水分离器是超超临界机组的核心厚壁承压部件,在启停过程中由于温度场的变化会产生热应力,从而引起应力损伤和疲劳损伤。通过有限元数值模拟对汽水分离器在不同启停过程中温度场与应力场进行了研究,获得了温度、热应力和总应力随时间变化的规律。研究结果表明,启停过程危险点位置始终处于筒身与引入管连接区域,不同启停过程中冷态启动应力幅值最大,为362 MPa。对冷态启动下3种加速方案进行仿真分析表明,不同方案启动结束阶段瞬态总应力无明显差异(365 MPa)。

厌氧氨氧化污泥颗粒化机理及快速形成策略

颗粒污泥可提高厌氧氨氧化菌截留率和反应器抗冲击负荷能力,因此厌氧氨氧化颗粒污泥(anammox granular sludge,AnGS)是实现其工程化应用重要途径之一.然而,目前对其形成机理缺乏系统理解,故综述AnGS的菌群结构及微生物群落间相互关系与作用,分析了目前提出的各种颗粒化机理,提出了Anammox颗粒化的4个过程以及几种加快氧氨氧化污泥颗粒化的策略,如选择最佳种泥、剪切力控制和添加金属离子等,最后讨论这些策略存在的问题和未来研究方向.

一种适用于LDO的无过冲软启动电路设计

设计了一种适用于LDO的无过冲软启动电路。其核心是采用线性升压的软启动策略来消除浪涌电流,电路结构简单、易于实现。为了解决超调现象,利用晶体管与正反馈电路设计了一种快速比较器,使得软启动电路输出电压能平滑地过渡到稳定工作状态。为了减小版图面积,利用少量的MOS管设计了斜坡产生电路和输入不平衡比较器电路。该软启动电路集成到一款低压差线性稳压器中,采用SMIC 0.18μm BCD工艺实现,电源电压为4.5 V。仿真结果表明,软启动电路有效地消除了浪涌电流,实现输出电压平稳上升无过冲,并能平滑地过渡到稳定工作状态,无超调现象产生。电路结构简单,版图面积为98μm×60μm,便于片上集成,该电路也可以应用到一般的DC-DC稳压器中。

一种高电源抑制比快速启动的带隙基准的设计

文章采用5 V、0.35μm CMOS工艺,设计一种适用于低噪声高速系统的带隙基准电压源电路。为了保证电路具有较高的电源抑制比(power supply rejection ratio,PSRR),设计一种抑制电源电压波动的负反馈回路,并且在电路中采用具有较高增益的两级放大器结构。针对某些系统快速启动的需求,设计快速启动电路,当电源上电时启动电路直接作用于基准电压,加速带隙基准电路的启动,在电路正常启动后通过开关管使启动电路停止工作。仿真结果表明,温度在-40~125℃范围内,带隙基准的温漂系数为13.05×10^(-6)℃^(-1);低频时PSRR为100.6 dB;线性调整率(line regulation,LNR)为0.024 mV/V;启动时间为4μs。

一种低功耗快速启动24MHz晶体振荡器电路的设计

阐述一种低功耗快速启动24MHz晶体振荡器电路,该电路通过对晶体输出管脚振荡幅度的峰值检测,将检测结果和一个参考电压进行比较,实现对晶体振荡器的偏置电流动态调整,从而达到控制晶体振荡器振荡幅度的目的。仿真和测试结果表明,该晶体振荡器启动时间小于1ms,整个电路消耗的电流可以控制在260μA以内。

高负荷冲击下厌氧氨氧化反应器的快速启动策略

为实现高负荷冲击下厌氧氨氧化反应器的快速启动,通过调节进水负荷,设置出水回流,启动以海绵为载体的上流式厌氧污泥床反应器。实验前期进水氮负荷为4 kgN/(m^(3)·d),启动27 d后添加出水回流,氨氮去除率达80%,总氮去除率达51%。第37天时提高氮负荷至6 kgN/(m^(3)·d),41 d系统达到稳定运行,总氮去除率可达74%。在高流速冲击下利用海绵作为填充物,水力冲击使微生物分泌大量胞外聚合物,并黏附在多孔的海绵体上,形成稳定的生物载体。高通量测序结果表明,Candidatus Kuenenia为主要的厌氧氨氧化菌,其丰度为8.1%。在高负荷冲击下通过海绵填充和设置出水回流可以快速启动厌氧氨氧化反应器,为高负荷下厌氧氨氧化反应器的启动提供了新思路。

基于运放弱失配机制的快速启动和稳定的PTAT电流源设计

为了解决传统PTAT电流源在启动过程中响应速度过长和收敛速度过慢等问题,提出了一种新型快速启动和稳定PTAT电流源.基于高可靠双极结构,引入了一种具有弱失配机制的运算放大器结构,利用局部负反馈以及共享负载电容等方法,在优化芯片面积的同时,大大加快电路的启动速度和环路收敛稳定速度.电路性能在上电启动、稳定收敛和工作模式三方面均有大幅度的提升.结果表明,在标准UMC 180 nm CMOS工艺下,电賂可实现-40℃到85℃的宽温工作范围,2.5-5 V宽摆幅工作电压,104.26μA的平均电流,实现4μs的启动速度以及108 dB的高PSRR抑制比特性,在对启动与收敛速度要求较高的系统芯片中有良好的应用前景.

井中微地震逆时干涉震源定位在风城重油油田SAGD快速预热中的应用

蒸汽辅助重力泄油(SAGD)快速预热技术利用短时间的注入高压蒸汽在生产井和注入井之间形成一个高孔隙度和高渗透率的扩容蒸汽腔,其几何形态与扩展规律可由微地震技术进行监测和描述。笔者选取风城重油油田的一组SAGD快速预热注入与生产井组进行井下微地震监测,采用三维弹性波逆时干涉震源定位算法获取弱微地震事件的空间分布,定量计算高温蒸汽注入期间形成蒸汽腔体的长度、宽度、高度、方位和扩容体积,对蒸汽腔体几何形态和震级能量分布的动态变化进行分析,探讨蒸汽腔前缘在深度上针对非均质性夹层的延伸趋势与形态。研究结果表明,注入井与生产井之间已经联通,且扩容区域已部分延伸至油层底界面。此外,注入井上方储层产生了较多的微地震事件,表明本次施工已击破注入井上方的非均质物性夹层,完成了注入井上方储层改造的任务。

基于实时滑窗的HRG温度建模补偿与敏感性分析

为了分析半球谐振陀螺(HRG)的温度敏感特性、为陀螺改进加工提供参考和依据,提出了基于实时滑窗与多元回归模型结合的温度漂移补偿与分析方法。针对HRG内部温度不可测的难题,首先从理论上分析了温度的影响,而后采用实验给出了基于谐振频率的温度间接测量方法。针对HRG输出重复性差、难以从宏观角度建立统一补偿模型的难题,采用时间窗截取的方法从微观角度建立多元回归模型,并制定了基于实时滑窗的温度建模补偿流程。经实验验证,实时滑窗建模补偿后陀螺启动时间由140 min减小为5.5 min;零偏稳定性由补偿前的7.8×10^(-3)°/h减小为8.4×10^(-4)°/h,下降了约1个数量级;经温度敏感性分析,陀螺对温度平方项、温度与梯度耦合项的敏感度较大。实验结果表明所提的温度误差模型建模精度较高,温度敏感性分析结果可以为半球谐振陀螺的改进加工提供参考和依据。

车载燃料电池发动机交流阻抗测量系统设计及应用

为解决车载质子交换膜燃料电池发动机在-30℃低温冷储存及冷启动问题,提出了一种测量车载燃料电池发动机单片交流阻抗的测量系统,单片电流电压信号通过带通滤波电路处理后,进行快速傅里叶变换计算出单片阻抗;在采集阻抗时,通过另外一个控制核心采集单片电压,实现了单片电压及阻抗的同步双采集。在系统关机策略中,将单片阻抗作为关机判据,在其达到低温储存及冷启动的阈值点后,系统停止吹扫完成关机。系统能够在-30℃低温储存及冷启动,并最终在北京2022冬奥会实车批量应用。

Anammox启动过程中脱氮性能及污泥特性研究

采用NH_4^+-N和NO_2^--N进水浓度分别为200 mg/L和300 mg/L不变,不断缩短HRT以启动厌氧氨氧化反应器,研究了此过程中氮的去除情况、厌氧氨氧化反应化学计量关系及颗粒污泥的特性。结果表明:历时58 d成功启动了厌氧氨氧化反应器,NH_4^+-N和NO_2^--N的去除率分别为96.62%、76.37%,总氮去除速率达到1.71 kg/(m3·d);NH_4^+-N的去除量、NO_2^--N的去除量及NO_3^--N的生成量三者之间的比值为1∶1.29∶0.26,表现出典型的厌氧氨氧化反应特征;运行后期,反应器内的颗粒污泥呈红棕色,结构紧密,表面可见明显的孔洞,其表面分布的球菌具有火山口状的凹陷结构,为典型的厌氧氨氧化菌。

仿生机器鱼S形起动的控制与实现

给出一种仿生机器鱼S形起动的控制方法.结合北美狗鱼S形起动的形态特征及水动力学知识,建立了多关节链式结构仿生机器鱼的S形起动模型.整个过程设计为两个阶段:1)弯曲阶段:以转向速度最大化为目标.在鱼体S形变保证重心稳定平移的前提下,增大较长转向力臂处的转向力矩,提高转向速度,使鱼体迅速转向目标方向.2)伸展阶段:以增大前推力为目标.始终保持部分将要伸展的鱼体垂直前进方向,以L形滑动方式打开鱼体.同时,为保证转向精度,采用模糊控制调节已展开鱼体关节的小角度转动,实时纠正鱼体展开所引起的游动方向偏离.在S形起动末期,采用变幅值–频率的中枢模式发生器(Central pattern generator,CPG)实现向稳态游动方式的过渡:前期为保证游动方向及获取较大推进力,采用小幅值–高频率的CPG信号,后期则进入大幅值–低频率的稳态游动.最终,采用四关节仿生机器鱼验证了该方法的有效性,实现了峰值转速为318.08±9.20/s、转向误差为1.03±0.48的较好结果,对提升水下游动机器人的机动性能具有指导意义.

低基质浓度厌氧氨氧化颗粒污泥反应器的快速启动

超过100 d的反应器启动时间制约了厌氧氨氧化工艺在城市污水处理工程中的应用。通过高上升流速的培养方式,在低基质反应质量浓度条件下（氨氮与亚硝态氮质量浓度分别为20 mg/L与26 mg/L）,启动厌氧氨氧化升流式厌氧污泥床（UASB）反应器。试验中,厌氧氨氧化反应器的启动时间为60 d,系统稳定运行期,平均总氮去除负荷（以N计）达到4.3 kg·m^-3·d^-1,氨氮与亚硝态氮的平均去除率分别达到99.3%与98.8%。在启动过程中,红褐色颗粒污泥快速形成,当系统运行至100 d时,反应器内79.3%的污泥粒径处于0.5-0.9 mm之间。通过定量PCR,对厌氧氨氧化菌在UASB反应器中的富集情况进行考察,发现厌氧氨氧化菌在反应器中为非均匀分布,反应器底部厌氧氨氧化细菌浓度较高,厌氧化细菌的基因拷贝数达到1.28×10^11个/g MLVSS。

宽输入快速启动的高精度电压基准电路设计

采用BCD（bipolar CMOS DMOS）工艺,设计了一款不需调节且可快速启动的高精度电压基准电路.利用齐纳二极管的稳压特性,构成TTL BUFFER缓冲电路,使基准电路的输入电压变化范围在1 V左右,从而提高电压基准精度.运用MOS器件的自偏特性,迅速给电压基准提供一个偏置,完成了整个电路的快速启动.该电路与基准电路结合后,当输入电压在6.3~14 V的范围内时,其基准电压摆动小于2 mV;启动时间为20μs左右.与同类电路相比,该电压基准输出摆动缩小了60%,启动时间缩短了40%.

BT^(MT)生物膜载体对厌氧氨氧化反应器启动的影响

采用两套厌氧氨氧化反应器R1和R2,研究了BMTM生物膜载体对厌氧氨氧化工艺启动特性的影响.结果表明,R1采用UASB反应器启动厌氧氨氧化反应器,经140d运行,对氨氮和亚硝酸盐氮的去除率仅达到54.6%和58.8%,氨氮与亚硝酸盐氮去除负荷之和仅为0.09kg/(m3·d),随后,向其上部投加0.6LBMTM载体,经过26d运行,氨氮及亚硝酸盐氮去除率分别迅速提升至92.5%和97.4%,R1的启动速度较之前有明显提高;R2采用BMTM载体启动上流式填料床生物膜反应器厌氧氨氧化工艺,经过83d的运行,氨氮及亚硝酸盐氮去除率分别达到83.6%和89.4%,氨氮与亚硝酸盐氮去除负荷之和达0.22kg/(m3·d),启动速度较R1大幅提高.

鲫幼鱼(Carassius auratus)标准代谢个体差异与力竭后代谢特征及行为的关联

为考察鲫(Carassius auratus)幼鱼标准代谢的个体差异与运动力竭后代谢特征和行为的关系,在(25.0±0.5)℃条件下测定80尾鲫幼鱼标准代谢率(SMR),筛选出40尾实验鱼[体重(13.54±0.20)g,体长(8.05±0.07)cm],其中包括20尾高SMR个体和20尾低SMR个体,测定运动至力竭实验鱼的最大代谢率(MMR),并计算代谢空间(AS=MMR-SMR)、相对代谢空间(FAS)和过量耗氧(EPOC)总量,随后测定单尾鱼的快速启动行为[反应时间(RT)、最大线速度(Umax)、最大线加速度(Amax)和120ms移动距离(S120)]以及个性行为(勇敢性和活跃性)。结果显示鲫幼鱼的SMR与AS、FAS和EPOC总量均呈负相关,而与MMR不相关;MMR与AS、FAS和EPOC总量均呈正相关;协方差分析显示高SMR个体组的代谢恢复速率与低SMR个体组无显著差异。鲫幼鱼的SMR与快速启动行为的RT呈正相关,与Amax呈负相关,而与Umax和S120均不相关。在快速启动行为中,鲫幼鱼的RT与Umax、Amax和S120均呈负相关,而Umax与Amax和S120呈正相关。鲫幼鱼的SMR与其勇敢性指标如潜伏期(L)、曝露时间(ET)和探头频率(AF)以及活跃性指标如运动时间比(PTM)、撞墙频率(FHW)均不相关,但鲫幼鱼的PTM与FHW和ET呈正相关。研究表明在实验室条件下鲫幼鱼的能量代谢特征、快速启动和个性行为存在明显的个体差异现象,并且部分表型特征之间存在权衡,提示这些权衡可能是鲫幼鱼的生理、行为与栖息环境相互作用的综合结果。

PFOS暴露对锦鲫自发运动与潜在游泳能力的影响

全氟辛烷磺酸（Perfluorooctane sulfonate，PFOS）是全氟化合物（Perfluorinated compounds，PFCs）家族中具有代表性的一种新型持久性有机污染物（Persistent Organic Pollutants，POPs），现已被发现广泛存在于各种环境介质、动植物体与人体中。

非均质超稠油油藏SAGD快速启动技术界限——以风城油田侏罗系齐古组超稠油油藏为例

以风城油田侏罗系齐古组非均质超稠油油藏为例,利用室内岩石力学实验结果,建立耦合应力场的数值模型,进行SAGD快速启动扩容过程的数值模拟分析,描述了风城超稠油油藏储集层的扩容特征,结果显示:在快速启动结束时,近井筒地带孔隙度提高2%,渗透率增加10%～100%,体积扩容率最大为1.74%,储集层可实现有效扩容。在此基础上,分别研究了水平井轨迹、储集层岩性、物性变化对快速启动技术的影响,得到SAGD快速均匀启动技术界限。研究结果表明:沿水平段无大段泥岩发育,水平段渗透率级差小于3,SAGD上下井轨迹垂向偏移小于1 m或平面偏移小于2 m的井组均适合采用快速启动,现场可针对SAGD井组及油藏实际情况选择性实施快速启动技术。

无位置传感器开关磁阻电机初始位置检测方法

以开关磁阻电机(switched reluctance machine,SRM)的非线性模型为仿真平台,给出一种用于检测SRM转子初始角位置的新方法,向电机各相注入一定幅值的方波电压,利用相电流峰值及其与转子角位置之间的解析关系式求出转子的初始角位置,从而实现转子处于任何位置时的快速无反转起动。同时,对该位置检测方法的鲁棒性进行了研究,得到了预估相的选取原则。以一台三相6/4极SRM为对象进行了相关实验,实验结果验证了该位置检测方法的可行性及预估相选取原则的正确性。