Optimizing the Exhaust System of Marine Diesel Engines to Improve Low-speed Performances and Cylinder Working Conditions

Proper design of exhaust systems in marine high-power turbocharged diesel engines can contribute to improve the low-speed performance of these engines and make the working conditions of the cylinders more uniform.Here a high-power marine 16-cylinder V-type turbocharged diesel engine is simulated using the GT-Power software.The results reveal the differences induced by different exhaust system structures,such as an 8-cylinder-inpipe exhaust system with single/double superchargers and a 4-cylinder-in-pipe exhaust system with a single supercharger.After a comparative analysis,the 8-cylinder type with double superchargers is determined to be the optimal solution,and the structure of the exhaust system is further optimized.The simulations show that the optimized maximum exhaust temperature difference among cylinders is reduced by 66%.Finally,the simulation results and the optimized performance of the designed exhaust system are verified through experiments.

基于切削仿真的缸体进排气面铣削优化

针对缸体进排气面凸台铣削余量大、刀具耐用度低的技术问题,运用切削仿真技术对铣削参数进行分析。在确保切削负载、切削温度的前提下,通过优化加工程序提升加工效率和刀具耐用度。

烘丝筒出口叶丝含水率预测模型研究

烘丝的最佳工艺参数难以确认,且叶丝含水率预测误差较大。为了在信息技术方面辅助提升烟草成品质量,研究基于极限学习机(ELM)的烘丝筒出口叶丝含水率预测模型。选取叶丝烘丝过程中松散回潮、预混柜、润叶加料等工艺阶段环境温度、湿度、加水比例等工艺参数。通过随机森林方法,将处理后有效数据中的各烘丝工艺参数以平均精准度逐渐减少顺序进行重新排序,筛选出对烘丝筒叶丝含水率预测作用较大的烘丝工艺参数。将筛选后的烘丝工艺参数作为ELM的输入数据,获取叶丝含水率预测结果。以含水率预测平均绝对误差最小为差分进化算法的适应度函数,优化ELM的隐含层神经元数量,提升烘丝筒出口叶丝含水率预测精度。试验结果表明,该模型可实现烘丝筒出口叶丝含水率预测,且预测误差小于0.3%,预测精度高。该研究有助于提升烟草质量。

计及筒盖与筒口气团的航行体出筒流场演化分析

筒口结构及流场环境是影响航行体出筒过程多相流场与载荷特性的重要因素,文章数值研究了计及筒内高温高压气体作用的航行体出筒过程,分析了不同初始条件、边界条件对航行体头部、尾部气团演化过程及筒内“水体倒灌”效应的影响及航行体、筒盖的载荷特性.结果表明:横向牵连速度条件下,航行体头部出筒伴随筒口气团的偏移、破碎、分离和汇集过程;尾出筒时高温高压气团与周围附体气团融合,并经膨胀、颈缩后产生回射流现象;随着尾空泡形成,筒口截面处气团发生二次拉断、射流偏移现象,筒内“水体倒灌”呈“螺旋”倒灌方式.横向牵连速度主导着筒口绕流流场特征,其降低50%时筒盖载荷峰值降低了58.27%;筒口气团初体积直接影响出筒航行体附体气团体积,筒口气团初始高度增加50%时筒盖载荷峰值降低了17.64%;筒盖形状决定着其绕流流场载荷特性,相比之下筒盖弯曲系数较小时,筒盖载荷峰值降低31.48%;而筒盖开盖角度是诱导气团二次拉断射流偏移的主要原因,开盖角度由60°降低到30°时,筒盖最大受载峰值降低72.03%.

1000MW六缸六排汽二次再热汽轮机系统设计特点

从总体设计方案、性能、系统、布置等方面,对1000MW单轴二次再热汽轮机采用六缸六排汽和五缸四排汽两种方案进行比较研究,并对1000MW单轴六缸六排汽二次再热汽轮机在系统设计的特点进行介绍。单轴六缸六排汽超低背压二次再热汽轮机百万机组已在工程中得到应用,可显著提高煤炭的能源利用率,实现降低排放、改善环境的目的。

高校实验室气体管理

介绍国内高校实验室用气现状及气体使用与管理中存在的问题,提出高校实验室气体安全管理强化措施。通过不同种类气体钢瓶分类分处保管,加强实验室用气安全;通过搭建尾气排放装置,降低仪器尾气出口处压差的干扰及冷凝液体堵塞管道的风险,防止尾气中可燃气体在管道中聚集;通过搭建集中供气系统,实现气瓶集中规范存放并确保有序供气,降低危险源分散导致的安全隐患;通过搭建半自动切换汇流排供气系统,实现持续不间断的气体供应,有效避免气瓶金属软管内的空气污染及气瓶压力放空带来的后续充装风险;通过使用气体发生器、液氩及液氮等作为气源,实现远程监控工作状态、程序控制压力和流量,避免气瓶运输和使用过程存在的安全隐患。研究结果为更好地管理高校实验室气体提供指导。

核电厂高压蒸汽管道焊缝切割装置的研制

为了修复某核电厂GPV高压缸排汽管膨胀节导流筒焊缝因热处理不当导致的开裂,研发了一款焊缝切割装置,用于将开裂的焊缝切除并加工坡口以进行下一步的自动焊接修复。首先利用SolidWorks对焊缝切割设备进行了机械设计并三维建模,对驱动电机进行了选型计算,设计了控制系统架构,随后制作了设备样机和膨胀节导流筒模拟体,最后在试验室利用模拟体对设备样机的性能进行了连续切削试验,验证了该装备能够高效完成膨胀节导流筒开裂焊缝的切除和坡口加工,且坡口加工质量优良,装置性能稳定。

燃气轮机排气缸不同支撑形式对比分析

为掌握不同载荷类型作用下不同支撑形式对燃机转子中心位置和支撑板应力的差异性,对某型燃机后轴承支撑结构进行建模,经简化得到径向支撑和切向支撑对比模型;根据燃机实际运行工况对计算模型添加约束和载荷,得到转子中心位置和支撑板应力分布,通过对比计算结果得出两种支撑形式的差异;实测长期运行后某型燃机后轴承座相关参数,并对结果进行分析。结果表明:径向支撑具有较好的支撑刚度,而切向支撑在热载作用下具有良好的对中性,且支撑板的应力水平较低。

缸盖水夹层芯制芯问题分析及改进

缸盖水夹层芯制芯时,砂芯易出现缺料现象,在工装制作验证过程中通过合理的选用和布局排气塞、改变顶芯杆结构、增加排气镶块、排气槽或过砂槽等方式,提高工装排气效果和优化气流流动,减少水夹层缺料缺陷。

纸机车间尾气检测及处理系统

通过对纸机生产线压榨部真空泵尾气及烘干部烘缸气罩尾气指标进行检测分析,对比各废气治理技术优缺点,确定用于真空泵尾气及烘缸气罩收集尾气治理的最佳处理工艺,满足国标及民标对废气治理要求,改善造纸企业周边环境。

15MW背压式汽轮机冷态快速启动技术研究

在盐化工企业中,汽轮机作为重要设备,为避免背压式汽轮机在启动中出现上、下汽缸温差大,可通过减少对空排汽流量,提高汽缸内蒸汽充满度的办法。同时,与适当缩短中、低速暖机时间,延长高速暖机时间,达到增加汽轮机进汽流量的办法相结合,达到汽轮机的安全快速启动,保障了盐化工生产系统后续设备的正常运转。

制动缸排气响应及过程对重载列车纵向力影响研究

重载列车在运行过程中途经长大坡道会产生较大的车钩力,从列车运行情况来看,目前2万t列车大车钩力主要发生于列车缓解时。文章从车辆间制动缸排气响应以及制动缸排气速率两方面进行了仿真研究,探究了两者与纵向力之间的关系。结果表明:随着缓解波速从150 m/s增加到200 m/s,列车缓解产生的最大纵向力下降11%;制动缸排气时间从5.3 s增加到30.0 s,列车缓解产生的最大纵向力降低59%,适当增加制动缸排气时间,对减小列车缓解时的车钩力有所帮助。

综掘面抽风口调控下的旋流风幕降尘优化

为提高煤矿综掘面粉尘防治技术水平,通过旋流风幕与抽风口的协同作用优化风流减少粉尘聚集,改善工作面通风环境。将附壁风筒和自主研制的风流调控装置相结合,设计混合式通风下的旋流风幕与抽风口风流调控系统。首先,利用数值模拟方法,分析附壁风筒条缝宽度、轴径风量比和抽风口口径、偏转角度单参数变化对粉尘运移分布的影响;其次,采用粒子群优化算法(PSO),求解得到司机及行人位置粉尘双目标优化的最优调控方案;最后,分别通过数值模拟和搭建的调控降尘试验平台测试验证最优方案优化效果。结果表明:调控后司机位置粉尘质量浓度降低41.5%;回风侧行人呼吸带平均粉尘质量浓度降低64.2%,物理试验与数值模拟的降尘优化效果基本一致,验证了旋流风幕与抽风口综合降尘方法的有效性。

缸盖排气门座锥面深度测量专用检具设计与制造

发动机缸盖排气门座锥面与气门配合精度是影响发动机功率的重要因素之一,因此必须严格控制缸盖排气门座锥面的深度尺寸。根据待测尺寸的结构特点进行了详细的技术分析,分析常规量具无法准确检测的原因,并从尺寸转换、球形定位及对比测量三个方面深入研究,设计出了一款定位准确、检测效率高的专用检具。详细描述了专用检具检测原理、结构设计、检测方法以及加工制造注意事项,同时对检具进行检测结果分析。结果表明,检具符合验收标准,满足使用要求;与现有检测技术比较,所设计的专用检具检测效率高,只需3s即可完成1件产品检测,准确率达到了99%;制造成本较低,具有较好的推广价值。

侧部排烟隧道低位排烟口优化设计

引入低位排烟口概念,构建以隧道排烟效率η、隧道拱顶温度T、隧道清晰高度处烟气温度Tz和隧道清晰高度处能见度Vz4个评价指标组成的隧道火灾烟气控制效果评价模型,并采用FDS数值模拟软件探究低位排烟口在隧道火灾中的排烟有效性及工程设计参数。结果表明:低位排烟口下缘距地面高度越低隧道排烟效率越低,低位排烟口下缘距地面高度为1.5 m及以上时符合隧道内部排烟要求;通过增大排烟口间距或增大排烟口面积均有利于提高低位排烟口总排烟效率;确定符合隧道火灾控制评价指标的低位排烟口下缘距地面高度为1.5 m,排烟口间距为60 m,排烟口尺寸宜取4 m×0.8 m(排烟口面积S≥3.2 m^(2))。

大功率船用汽轮机排汽缸的改型设计

采用SST湍流模型对某型大功率船用汽轮机排汽缸的内部流动情况进行分析,研究排汽缸内部流动结构特点,并提出新型的加速扩张排汽缸结构。对新型排汽缸结构与旧排汽缸的数值模拟结果进行对比分析,结果表明:加速扩张排汽缸可使排汽缸内部的通道涡在发展中强度加速下降;加速扩张排汽缸可使得排汽缸的全压损失系数明显下降,且随着排缸内质量流量的增加,排汽缸的全压损失系数不断增加,其相对于原排汽缸的损失减小效果更加明显;排汽缸通流的面积变化速率是影响排汽缸内通道涡强度的重要因素,该数值的增加能够有效抑制通道涡在排汽缸内的发展,减小排汽缸的总压损失。

关于GB 51251—2017在各个地区执行差异的探讨

GB 51251—2017《建筑防烟排烟系统技术标准》中的防排烟设计基本方法与以往有较大改变,技术要求有较大提高。各省市对于GB 51251—2017的理解有所差异,并提出了不同的防排烟技术标准解读文件。对比各地对于GB 51251—2017的解释文件,笔者发现各地对侧排烟口下方排烟层厚度的取值标准各不相同,对于单个排烟口最大允许排烟量的计算原则亦有不同讨论。此外,GB 51251—2017对于自然排烟系统的补风要求、首层扩大前室防烟措施、防烟楼梯间及前室的压力控制措施亦缺少可实施的规定。本文针对上述几方面问题进行了讨论,并提出了相应的建议。

核电厂辅助蒸汽系统汽源优化分析

M310核电机组使用蒸汽转换系统提供辅助蒸汽。三代压水堆核电机组选择主蒸汽减压后的蒸汽作为辅助蒸汽系统的汽源,但会造成蒸汽品位的降低。在核能综合利用的大背景下,为了提升机组二回路效率,从高压缸排汽作为辅助蒸汽汽源的角度,进行了经济性、反应堆衰变热影响和运行方式调整的分析,确定高压缸排汽作为辅助蒸汽汽源的经济性和可行性,为后续核电机组效率提升改造或设计提供参考或方案。

1000 MW机组甩负荷瞬态过程分析及关键点控制

针对二次再热机组甩负荷后,在维持转速稳定的过程中容易出现超高压缸和高压缸排汽温度超温现象,进而可能会出现切缸的问题,对甩负荷试验的必要条件、试验过程要点及试验数据进行梳理分析,详细阐述了甩负荷后出现超高压缸及高压缸排汽温度超限的控制方法,甩负荷后出现切缸及切缸后的重启控制,提出了三级旁路及其减温水配合甩负荷的控制方法。结果表明:甩负荷瞬态过程机组参数变化剧烈,数字式电液调节系统能快速响应,机组各调速汽门快速关闭,最高飞升转速及汽轮机转速动态超调量符合要求。使用三级旁路及其减温水配合甩负荷调整及严格执行试验规程的要求,可大大降低甩负荷瞬态过程的风险、提高机组运行的安全性。

轴向排汽汽轮机中低压汽缸稳定性数值模拟研究

采用三维有限元数值模拟方法,建立某轴向排汽汽轮机中低压缸模型,计算了汽缸在不同运行载荷工况下汽缸的变形及汽缸猫爪承受的支反力,从而判定汽缸稳定性水平。数值模拟结果表明,该类型中低压缸稳定性受排汽温度和轴向推力的影响较大,为保证中低压缸稳定性,避免动静间隙变化导致碰磨,应保证汽缸的设计刚度,同时现场运行应严格控制排汽温度,避免超温。