YOLO V4模型在含硫井站火焰和烟雾检测中的应用

针对含硫天然气中H2S等腐蚀性物质易导致井站设备、管线等发生泄漏,易引发火灾,但常用的火焰和烟雾检测仪器、算法易受井站复杂环境影响,且含硫井站人工巡检存在一定风险,提出一种基于深度学习目标检测模型的含硫井站火焰和烟雾检测方法。首先,将能在移动端实时检测的YOLO V4目标检测模型先对公开火焰、烟雾数据集进行训练;接着,将训练好的模型采用迁移学习方法对井站火焰、烟雾数据集进行训练,提取井站火焰、烟雾特征;最后,经迁移学习训练后的YOLO V4模型对火焰、烟雾检测的平均精度均值高达99.62%,配合巡检机器人将对含硫井站有更好的火灾预警和救援侦察能力。

硫转移剂应用与改善催化裂化烟气蓝烟拖尾情况总结

中国石油天然气股份有限公司兰州石化分公司1.2 Mt/a重油催化裂化装置因原料性质变化导致再生烟气中SO_(x)含量上升,外排烟气蓝烟拖尾现象愈发严重。为改善烟羽外观、避免外排废水TDS(溶解性固体总量)超标并降低湿法脱硫塔操作负荷,开展了运用增强型RFS09硫转移剂并优化装置操作、消除外排烟气蓝烟拖尾的工业试验。结果表明:当原料硫质量分数为0.4%~0.7%、硫转移剂藏量占系统藏量的3.5%时,蓝烟拖尾现象得以控制,脱硫塔入口烟气SO_(2)的质量浓度稳定控制在500 mg/m^(3)以下、碱液消耗量降低48.5%、外排废水TDS由41400 mg/L降至6400 mg/L,废水COD(化学需氧量)减小,烟气中的硫大幅向气体产品中转移。增强型RFS09硫转移剂的应用对产物分布、产品性质和装置运行均无负面影响。该工业试验也进一步表明:增强型RFS09硫转移剂能很好地实现催化裂化再生烟气污染物源头减排,并减少二次污染。

加热炉运行存在的问题及应对措施

随着全球碳减排进程加快,能源体系和发展模式正在逐渐进入非化石能源主导的崭新阶段。油田作为能源消耗大户,大力推动节能减排,大幅提高能源利用效率,加快推进绿色转型,是实现高质量可持续发展的客观要求。针对国家标准GB/T 31453—2015《油田生产系统节能监测规范》对油田主要耗能设备之一的加热炉监测项目与指标要求,深入分析了加热炉在应用过程中出现的问题,提出了相应的解决措施和节能技术应用,以提高加热系统的能源利用率和监测指标综合合格率。

基于冷却除湿混合技术消除白烟热交换系统的传热性能分析

燃煤电厂湿法脱硫后排出的白烟会造成视觉污染、水分和余热浪费等问题,因此有效治理白烟、推广烟气消白技术具有十分重要的工程意义。以湿法脱硫后形成的白烟污染问题为研究对象对其消除白烟热交换系统进行分析,探究不同工况下对其热交换系统温度、绝对湿度降低和冷却水热回收的影响。基于冷却除湿混合烟气技术方法,在冬季环境条件下对热交换系统进行实验研究,并使用摄像机拍摄混合区出口是否产生白烟。结果发现:当供气引风机和空气-水热交换器同时运行(工况3)时,废气和供气的温度变化最为显著,而且混合区出口温度和绝对湿度大幅度降低,降低约74.1℃和0.0879kg/kg。通过白烟可视化结果,证实白烟的产生机理因工况不同而不同,而且白烟产生量随不同工况的温度和绝对湿度降低而逐渐减少。

硫转移剂在快速床高效再生催化裂化装置的应用

文中介绍了某石化公司200×10^(4)t/a快速床高效再生催化裂化装置硫转移剂的工业应用情况。应用结果表明,在原料硫质量分数为0.5606%、硫转移剂占系统催化剂藏量2%条件下,烟气中的SO_(2)浓度由977 mg/m^(3)降低至248 mg/m^(3),降低幅度达到74.61%,且脱硫塔外排烟羽蓝烟拖尾现象明显改善,肉眼基本观察不到蓝烟,脱硫塔外排烟气呈现水蒸气白色,厂区临近区域地面也不再出现蓝烟现象,改善了厂区的生产和生活环境。应用硫转移剂后碱液消耗减少、硫磺产量增加和加剂成本综合计算效益为190.53万元/a。

烟叶中重金属铅向主流烟气中的迁移分析

利用ICP-MS方法,测定了全国主产烟区烟叶中铅向其单料卷烟主流烟气的迁移率以及不同抽吸条件对铅迁移的影响。结果表明,南方烟区烟叶中的铅含量高于北方烟区,烟叶中铅含量表现为下部叶>中部叶>上部叶;铅向主流烟气中的迁移率表现为上部叶>中部叶>下部叶,烟叶中铅向主流烟气的迁移量产区间差异明显;相对于标准抽吸容量,抽吸容量降低10 mL,铅向主流烟气的迁移量显著减少,抽吸容量增加10 mL时,无显著差异;铅向主流烟气的迁移量随抽吸频率的增加而增大。

建筑火灾烟气迁移特性研究及排烟设计

在火灾烟气迁移和机械加压补风的理论研究基础上,基于FDS火灾模拟软件的大涡模拟(LES)及Smagorinsky亚格子尺度模型对某大学宿舍楼进行实体建模。危害性气体CO在水平方向上的体积分数演变非常相近,火源处产生的危害性气体成分能够沿着水平方向传播到远距离处而自身体积分数的变化很小,CO的体积分数峰值随高度呈现明显的阶梯变化。数值模拟结果证明,火灾中大量的人员都死于远距离处的主要原因可能是吸入了大量迎面而来的(而不是身后面赶上的)烟气中危害性气体CO,由此对建筑防火结构设计中针对高层建筑火灾烟气迁移问题提出了改进意见。

硬毛盖孔菌胞外多糖组分分析及其在卷烟烟气中的转移率

为开发新型天然菌物香料,利用Sepharose CL-6B凝胶柱对发酵产硬毛盖孔菌胞外多糖(EPS)进行了分离纯化,采用红外光谱(IR)分析了2种多糖组分的结构,并测定了其在卷烟烟气中的转移率。结果表明:2种硬毛盖孔菌EPS组分①和②在810,880和910 cm-1处有吸收峰,说明多糖①和②含有甘露糖结构,且具有α和β糖苷键;当EPS添加量在0.02%～0.10%之间时,其在卷烟烟气中的转移率从1.58%增至3.39%。

超高效液相色谱法测定卷烟生物碱向主流烟气的迁移率

建立超声萃取-超高效液相色谱法测定可替宁、降烟碱、麦斯明、新烟碱和烟碱5种烟丝生物碱向主流烟气迁移的方法。以5%氢氧化钠和乙醇溶液为溶剂,对卷烟烟丝样品和烟气样品进行超声萃取30min,将萃取液过固相萃取小柱,0.22μm滤膜,直接用配置TUV检测器的超高效液相色谱进行分析,测得可替宁、降烟碱、麦斯明、新烟碱和烟碱向主流烟气的迁移率。结果表明:该法适合批量卷烟烟气中5种生物碱的快速分析。

卷烟烟碱向主、侧流烟气中的转移率

为了解燃吸过程中卷烟烟丝烟碱向其主、侧流烟气中的转移率，在2005年监测卷烟中注射了不同量的烟碱，调节含水率后，对其烟丝及主、侧流烟气中的烟碱含量进行了分析。结果表明：卷烟烟碱向主、侧流烟气中的平均转移率分别为9．97％和33．42％；在8．25～20．32mg／支烟碱含量范围内，主、侧流烟气中的烟碱含量均与卷烟烟碱含量线性正相关。

控制蓝烟和拖尾的增强型RFS硫转移剂的工业应用

为解决湿法脱硫塔蓝烟和烟气拖尾问题,在中国石化某企业的一套MIP-CGP装置上进行了增强型RFS硫转移剂的工业应用试验。助剂自2017年7月24日开始加注,在经过初始快速累积到系统藏量约1.5%,且于9月下旬按进料计剂耗约0.024kg/t稳定加注时,进行了应用总结。结果表明,硫转移剂的应用对裂化产物分布、产品性质和装置运行无负面影响,可大幅降低烟气中SO_2和SO_3浓度,从而降低脱硫塔操作负荷和碱液消耗量,同时还可降低外排废水和循环液盐含量与COD,消除了蓝烟现象,显著改善了脱硫塔烟气拖尾情况。

醇类香料单体应用于滤棒加香的转移行为研究

将13种醇类香料单体添加到卷烟滤棒中,优化香料成分的萃取条件,建立香料单体的GC-MS分析方法,考查贮存和抽吸过程中醇类香料单体在卷烟中的转移行为。结果表明:1)当萃取溶剂为无水乙醇、萃取方式为超声振荡、萃取溶剂体积为6 mL、萃取时间为20 min时,醇类香料单体萃取量最高。2)13种醇类香料单体在0.63~10.00μg/mL质量浓度范围内线性良好,精密度、回收率较高,该分析方法可行。3)贮存期13种醇类香料的滤嘴持留率为9.68%~52.03%,烟丝迁移率为1.06%~17.36%,散失率为36.88%~87.01%;抽吸后13种醇类香料单体主流烟气转移率为0~14.49%,滤嘴残留率为14.78%~73.25%。4)十五醇的滤嘴持留率、烟气转移率相对较高,烟丝迁移率、散失率、滤嘴残留率相对较低,适宜应用于滤棒加香。5)互为顺反异构体的醇类香料单体在卷烟贮存和抽吸过程中的转移行为较相似;互为同系物的醇类香料单体,滤嘴持留率、烟气转移率、滤嘴残留率整体上随分子量增大、沸点增高而逐渐增加,散失率则逐渐减小。

卷烟辅材参数与有害成分释放量的多元模型的建立、传递和验证

研究了卷烟辅材参数与有害成分释放量的关系。这些有害成分包括焦油、烟碱、CO、HCN、苯并[a]芘(B[a]P)、4-(甲基亚硝胺基)-1-(3-吡啶基)-1-丁酮(NNK)、巴豆醛、苯酚和NH3。使用多元校正分析,模型传递等化学计量学方法,对实验数据进行分析,建立了多元线性和多项式模型,通过独立验证样品和t检验确立了每种有害成分的最优模型;分析了各项辅材参数对有害成分释放量的影响权重。

基于深度迁移学习的烟雾识别方法

针对传统的基于传感器和图像特征的烟雾识别方法易被外部环境干扰且识别场景单一,从而造成烟雾识别精度较低,而基于深度学习的识别方法对数据量要求较高,对于烟雾数据缺失或数据来源受限的情况模型识别能力较弱的问题,提出一种基于深度迁移学习的烟雾识别方法。将ImageNet数据集作为源数据,利用VGG-16模型进行基于同构数据下的特征迁移。首先,将所有的图像数据进行预处理,对每张图像作随机变换(随机旋转、剪切、翻转等);其次,引入VGG-16网络,将其卷积层特征进行迁移,并连接预先使用烟雾数据在VGG-16网络中训练过的全连接层;进而构建出基于迁移学习的深度网络,从而训练得到烟雾识别模型。利用公开数据集以及真实场景烟雾图像进行实验验证,实验结果表明,和现有主流烟雾图像识别方法相比,所提方法有较高的烟雾识别率,实验精度达96%以上。

铜精炼阳极转炉氧化期烟气的传热特性

根据能量平衡原理,建立烟气对铜液的传热模型,并对不同空气过剩系数下的烟气平均温度和传热强度进行计算。结果表明:随着空气过剩系数的增大,烟气平均温度和传热强度均有明显下降。为增强烟气对铜液的传热能力,必须适当地减小空气过剩系数。此外,针对燃烧室排烟温度较高的问题,提出采用余热装置回收烟气余热的合理建议。

大型地铁换乘站多点火灾情况下的烟气扩散研究

分析研究地铁换乘站火灾烟气扩散的技术难点。以东直门换乘站车站为例,利用数值模拟手段研究站台和换乘大厅同时发生火灾的极端情况,得出该工况下的换乘站内重要出入口以及换乘通道内的烟气扩散速度以及温度分布。通过现场冷烟试验测得的换乘站典型断面风速数据以验证相应试验工况的数值模拟结果,从而验证数值模拟方法的合理性。研究表明:数值模拟研究大型地铁换乘站火灾扩散规律具有较高的可靠性;多点火灾时在换乘站部分出入口区域形成烟气互串现象,会严重影响人员的安全疏散。

地铁换乘站火灾中烟气控制及疏散研究

利用CFD手段对某"+"字换乘岛式地铁车站的火灾场景进行模拟研究,根据该换乘站的结构特点以及防排烟运行方案,对不同位置(上下层车站、站厅)火源情况的烟气扩散及控制进行分析;根据上下层车站及换乘通道内烟气流动情况,提出对应火灾场景下的人员逃生路线的方案。研究表明:在现有防排烟系统运行方案下,上层车站发生火灾时,烟气不会扩散到下层车站;下层车站发生火灾时,有少量烟气会通过换乘通道扩散到上层车站,但在10min内不会对上层站台的人员造成危害,而换乘通道不宜作为乘客逃生路线。

光学烟雾探测器灵敏度研究

传导型光学烟雾探测器的可靠性会受到光学元件寄生效应灵敏度的影响,特别是温度。剧烈温度变化的影响,不能通过滤波器消除。因为它的光谱和烟火吸收系数的光谱有重叠。本文得出了传导型光学烟雾探测器对温度的传递函数。利用光电子二极管系统的二阶热学模型,得出了光源和接收器二极管结点温度差的稳态解析式。基于对热系统的分析,得出了和RC低通滤波器模型等效的框图。在此框图的基础上,对如何消除环境温度变化和探测器响应的阈值灵敏度的影响进行了分析。

马来酰肼残留在卷烟燃烧过程中的转移行为

通过对烟支进行加标，研究了马来酰肼在卷烟燃烧过程中的转移行为，并采用热裂解技术研究了马来酰肼的裂解规律。结果表明：①马来酰肼整体转移率较低，其中向主流烟气转移率在1．41％～3．67％之间，向侧流烟气转移率在0．24％～0．86％之间，向烟蒂转移率在1．19％～1．87％之间，烟灰中无转移。②马来酰肼的热裂解产物主要是CO2。

高层建筑火灾烟气迁移特性研究

基于FDS软件对某教学楼中烟气的迁移进行模拟,危害性气体CO在水平方向上的浓度演变非常相近,火源处产生的危害性气体成分能够沿着水平方向传播到远距离处而自身浓度的变化很小,CO的浓度峰值随高度呈现明显的阶梯变化。从本文介绍的数值模拟结果中得到证明:为什么火灾中大量的人员都死于远距离处,其主要原因可能是吸入了大量迎面而来的(而不是身后面赶上的)烟气中危害性气体CO,由此对建筑防火结构设计中针对高层建筑火灾烟气迁移问题提出了改进意见。本文的数值模拟计算为以后的全尺寸实验提供理论参考,对评价建筑物中的烟气危害性具有一定的指导作用。