安徽省燃气炮人工增雨作业效果综合评估

选取2021—2023年安徽省81次燃气炮作业的双偏振天气雷达、雨量计等多源观测数据,综合评估燃气炮作业增雨效果并分析可能机理。结果显示:在降水开始前作业个例增雨效果较好,并伴有水平反射率因子Z_(H)、差分反射率Z_(DR)的增加和共极化相关系数ρ_(hv)的减少;降水开始后作业增雨效果欠佳。使用携带暖云催化剂的燃气炮作业后云体变化主要在零度层以下,且维持时间较短;使用携带冷云催化剂的燃气炮作业后暖云区和冷云区均有明显变化,且作业影响持续时间更长。燃气炮作业过程中雷达速度谱宽增大,可能是作业引起气流涡旋的增加所导致。统计结果显示:增雨的显著性与作业时长呈负相关,作业时长与Z_(DR)增量呈负相关,过量播撒会导致减雨;增雨的显著性与作业前影响区雨量呈负相关;增雨量与Z_(H)、中低层风速、风切变呈正相关,与高层风速呈负相关。

集成恒压压缩空气储能的燃气轮机CCHP系统特性研究

燃气轮机冷热电三联供(CCHP)技术发展前景广阔,但存在部分负荷运行效率不高、热-电输出耦合性强、热电比调节不灵活等问题。构建了集成恒压压缩空气储能(CAES)的新型燃气轮机CCHP系统,建立了压气机、燃烧室、透平、余热锅炉、换热器、喷射器、水泵/水轮机等部件的热力学模型,分析了采用抽气-释气流量调节策略的系统运行特性。结果表明:抽气、释气系数在0~0.2内时,新型系统热电比调节范围为0.58~2.27,一次能源利用率稳定在58.1%~59.5%,[火用]效率不低于32.2%,可实现宽工况高效运行。

融合知识图谱和案例推理的燃气应急辅助决策研究

燃气事故发生时,应急处置人员基于文本资料查询应急处置方案难以满足处置科学性与快速性的需求。为此,提出了一种融合知识图谱和案例推理的燃气应急辅助决策方法。将已有燃气事故案例文本资料以知识图谱的形式存储与表示,利用案例推理的属性相似度与关系相似度加权计算方法,根据事故目标案例与源案例的综合相似度,检索出最佳相似源案例作为现场处置人员应急处置决策的重要参考,并将新的案例与处置措施存储于燃气应急处置知识图谱库中,实现处置措施的知识更新。通过案例相似度权重分配、属性权重分配、属性相似度方法选取,以及案例验证等,验证了本文方法的合理性与有效性。

燃气管道泄漏爆炸应急救援物资需求及救援点优化选址研究

为研究燃气管道泄漏爆炸后的应急救援物资需求量和最佳救援点选址,采用案例推理方法,建立了燃气管道泄漏爆炸事故应急资源需求模型。以某化工园区发生燃气管道泄漏爆炸为案例,运用MATLAB编程对应急资源需求进行数值计算;利用ArcGIS可视化、地图数据分析功能,建立网络空间数据集,获得该案例工业园区6个应急救援点。结果表明,可通过化工园区应急救援历史数据获得事故应急资源需求量,利用ArcGIS建立位置分配点和确定救援点数量,可获得优化的应急救援选址。

基于数理统计和文本挖掘的埋地钢制燃气管道失效分析

近年来燃气管道事故频发,严重威胁周边人民群众生命财产安全。为准确认识埋地钢制燃气管道失效特征及致因,针对性开展风险管控,以某管道燃气公司2018—2021年共计1338条埋地钢制燃气管道失效记录为分析蓝本,采用数理统计方法分析失效总体趋势及管道敷设位置、压力等级、外防腐层类型、失效原因、管龄对应的失效特征;采用文本挖掘技术共计提取26项埋地钢制燃气管道潜在失效致因,通过词云可视化方式分析高频失效致因;构建失效致因共现网络探索不同致因之间的耦合关系,并根据特征向量中心性辨识主要失效致因。结果表明:中压庭院管道是风险管理的重点;腐蚀失效频次与管龄总体呈正相关,且从第4 a开始失效频次快速增长,在第19 a左右达到峰值;土壤腐蚀、防腐层破损、杂散电流、未安装阴极保护系统、管道服役年限较长、管体缺陷、防腐层老化和敷设环境发生变化是埋地钢制燃气管道失效主要致因,是风险管控的关键点。

智慧城市背景下城市燃气存在问题及发展方向探究

城市燃气作为关键基础设施之一,在提升城市能源效率、保障居民生活质量和支持可持续发展方面扮演着重要角色。在智慧城市背景下,城市燃气也面临着一系列问题。首先分析了当前城市燃气面临的挑战,然后提出了城市燃气发展的理论框架,并针对这些发展方向,提出了政策与法规建议,以期提高城市燃气使用的安全性与可靠性,并为未来发展提供借鉴和参考。

燃气轮机燃烧场热声振荡的测试研究进展

氢燃料燃气轮机是目前最具有前景的研究方向,氢燃料特别是绿氢能源能够减少温室气体排放、提高能源利用率,但由于氢能燃烧化学反应速率较快、燃烧速度高,容易引发热声振荡现象。热声振荡是声波与热释放在相位差小于90°时耦合作用的结果,该现象会对燃气轮机造成疲劳损伤,甚至损坏部件,热声振荡的诱因包括火焰热释放波动、声压脉动、燃烧室内流场波动等,对这些参量的耦合研究可加深对热声振荡的认识,为预测热声振荡提供理论基础。热声振荡研究涉及到的测试参量包括动态压力、火焰热释放、温度、当量比、速度,对应的测试手段应具备高频测量的能力。动态压力的测试手段主要包括压力传感器和麦克风,由于压力的时域响应快,动态特征明显,是热声耦合作用的关键参量,研究最为广泛。火焰热释放主要使用OH*化学发光或者荧光信号来进行表征,测试手段包括图像增强型高速相机(ICCD)、光电倍增管(PMT)、平面激光诱导荧光(PLIF)等。温度测量除了常用的热电偶,光学诊断技术有可调谐二极管激光吸收光谱(TDLAS)、PLIF、拉曼光谱(RS)等。当量比作为对燃烧有直接影响的参量,烟气分析仪等传统手段难以进行动态测量,早期使用当量比波动方程来进行评估,后来发展的TDLAS、PLIF、激光诱导击穿光谱(LIBS)等光学测试技术都具备获得当量比动态波动的能力。速度脉动是直接作用于热声振荡的参量,测试技术包括一维的双麦克风测速、热线风速仪、激光多普勒测速(LDV),以及多维的粒子图像测速(PIV)、纹影等。至今为止,关于热声振荡测量的大部分技术发展较为成熟,列举了这些燃烧诊断技术的原理以及在热声振荡或不稳定燃烧现象中的应用,并且总结了热声振荡测试的发展与展望。

破孔面积对燃气弹射性能影响机理分析

为探究发射筒破损面积对燃气弹射过程的影响,采用RNG k-ε湍流模型、有限速率/涡耗散模型和动态分层网格技术,建立包含筒壁损伤的发射筒三维数值模型,在数值验证的基础上通过改变破孔直径,仿真得到不同破孔面积下发射筒内流场分布与内弹道参数。结果表明:在发射筒内部整体流场形态近似呈对称分布,但由于燃气产生附壁效应和旋转涡的出现,局部流场呈现非对称性;随孔径增大筒内压力减小,孔径为160 mm时,t_(0)时速度相比完整筒壁的速度下降高达13.17%,在设定的出筒条件下当孔径大于140 mm后不能满足出筒要求;进行各参数相关性分析时发现破孔面积与第一次压力峰值及t_(0)时速度之间呈负线性相关。

基于AHP的城市燃气门站管道风险模糊综合评价方法

为保障城市燃气管道系统的安全平稳运行,本文主要针对城市燃气门站管道因破损、腐蚀、设施失效以及人为因素造成的安全问题,建立一套相对通用的城市燃气门站管道风险评价体系,并利用层次分析法(AHP)确定相关因素的权重,结合模糊综合评价法对城市燃气门站管道风险进行定性、定量分析。本文应用该方法对沈阳市某燃气门站管道进行评价分析,结果表明该门站管道风险等级为低风险,说明本文所建的模型具有实用性。

适用于掺氢燃气轮机的新型环境/热障涂层

【目的】随着国家“双碳”战略(碳达峰、碳中和)的实施,现有的热防护涂层结构难以满足未来燃气轮机热防护涂层的要求。针对掺氢燃气轮机对热防护涂层的需求,提出了抗高温腐蚀的新型环境/热障涂层(environmental/thermal barrier coatings,E/TBC)结构的概念。【方法】从热防护涂层材料和涂层结构的角度,简要回顾及分析了热障涂层(thermal barrier coatings, TBC)、环境障涂层(environmental barrier coatings, EBC)、热障/环境障涂层(thermal/environmental barrier coatings,T/EBC)和热环境障涂层(thermal environmental barrier coatings,TEBC)的发展历程和研究现状,进而考察上述涂层结构与掺氢燃气轮机对热防护涂层需求之间的差距。【结果】将EBC的功能叠加到目前掺氢燃气轮机的热防护涂层上,从而在高温合金基体上形成一种抗高温腐蚀的新型E/TBC结构具有合理性。【结论】通过初步试验,证明E/TBC结构适用于掺氢燃气轮机抗高温水氧腐蚀的热防护涂层要求,指出应大力开展这种新型E/TBC热防护涂层的理论和应用研究。

一种套装式子母弹抛撒用燃气发生器的设计研究

为实现子母弹低过载抛撒功能,设计了一种套装式燃气发生器,通过在燃气发生器燃烧室外增加套装壳体形成降压增容辅助室,从而提高抛撒机构的初始作用容积,以达到降低抛撒过载的目的,并通过仿真和试验手段对基于套装式和典型结构燃气发生器的抛撒机构内弹道性能进行了对比研究。结果表明:在相同抛撒速度下,套装式燃气发生器产生的抛撒过载为16.2g,比典型结构燃气发生器的抛撒过载降低了10.4g,降比约39%,过载降低效果明显。本研究为低过载子弹抛撒用燃气发生器设计提供了新的思路。

超效率SBM-Malmquist模型在燃气管道完整性管理效能评价中的应用

为解决燃气管道完整性管理效能评价时,无法准确对比各评价单元完整性管理水平的差异,以及无法动态测算同一评价单元完整性管理效能的问题,提出了一种基于超效率松弛值测算(Slacks-Based Measure, SBM)的模型和Malmquist模型相结合的方法,对管道完整性管理效能评价进行研究。首先,综合考虑完整性管理实施过程、效果与效益,并结合专家意见和相关规范标准,构建效能评价指标体系,该指标体系由3项一级指标和14项二级指标进行表征。其次,采用考虑非期望产出的超效率SBM模型解决各评价单元的比较与排序问题,再将Malmquist模型与超效率SBM模型相结合,测算各评价单元效能的动态变化趋势。最后,针对5家燃气公司在2019—2022年的完整性管理效能,采用所提出的效能评价模型开展评价。结果表明,超效率SBM模型和Malmquist模型相结合是实现管道完整性管理效能客观定量评价的有效方法,通过横向对比和动态测度发现短板并提出针对性的改进意见,其分析结果与实际工程相吻合,证明该方法能够有效评估完整性管理效能,为管道完整性管理提供了一种评价思路。

水蒸气辅助煤与生物质回转炉共热解制高热值可燃气特性研究

煤与生物质共热解作为实现这两种含碳资源高效清洁利用的重要技术路径,对实现碳中和目标有重要意义。本文旨在探究水蒸气辅助下,不同条件对煤与生物质共热解制备高值可燃气体(H_(2)、CH_(4)、CO)的影响。在大型回转炉中,探究了褐煤与玉米秸秆共热解及水蒸气辅助共热解温度、掺混比对H_(2)、CH_(4)、CO产气量和热值的影响,并通过Aspen Plus搭建热解模型对其进行验证。实验及仿真结果表明:秸秆与褐煤存在明显的协同效应,无水蒸气时最佳产气条件可燃气热值超过3000 J/L(热解温度600℃,秸秆掺混比80%)。水蒸气条件下,促进了共热解可燃气高热值组分H_(2)、CH_(4)、CO的生成,最佳条件下可燃气热值提升88%达到5639 J/L(热解温度800℃,秸秆掺混比80%)。

基于FLACS的地下暗厨房燃气爆炸数值模拟

为更好地按抗爆要求设计地下暗厨房,利用FLACS软件建立含地下暗厨房的某民用建筑有限元模型,研究气云尺寸、点火位置、障碍物的形状以及位置和尺寸对燃气爆炸压力的影响,并根据数值模拟结果确定爆炸对暗厨房结构的损伤程度。研究表明:在暗厨房中,随着气云尺寸增大,爆炸对建筑物损坏程度也加大。点火位置在厨房、通风井和客厅时,压力峰值分别为41.9、19.5和3.25 kPa。障碍物的存在会使爆炸产生更大的压力,障碍物截面形状为正方形时的压力峰值远大于圆形和长方形;障碍物越靠近点火位置,压力峰值越大;随着障碍物截面尺寸增加,压力峰值不断升高,电梯区域附近压力峰值上升幅度最大。地下暗厨房燃气爆炸产生的冲击波对地上空间影响大于传统厨房。

一种高速低过载导弹弹射分离燃气做功装置设计研究

为满足某型号导弹弹射分离燃气做功系统低过载及高出筒速度的要求,基于两级燃气发生器分时序点火方式,设计了一种新型两级组合式弹射分离燃气做功装置,建立了弹射内弹道仿真模型,对其作用过程中高、低压室内部压强、负载速度及冲击过载进行仿真和试验研究,并与基于单燃气发生器的导弹弹射分离过程进行了对比。结果表明:所设计的两级组合式弹射分离燃气做功装置的负载出筒速度为19.4 m·s^(-1),最大过载为31.4 g,能够满足高出筒速度和低过载的指标要求;低压室最大压强、负载最大出筒速度和最大过载的仿真和试验误差分别为4.4%、-3.1%和2.5%,表明所建立的两级组合式燃气做功装置内弹道模型具有较高可靠性,能够有效指导同类型弹射内弹道设计和性能预测。

燃气轮机透平叶片旋转内部冷却通道研究现状与发展趋势

【目的】透平叶片高效内部冷却技术对提高燃气轮机热效率至关重要,高温透平动叶作为燃气轮机的重要部件,对其冷却性能的把握显得尤为重要。由于科里奥利力(科氏力)、浮升力和通道结构对高温透平动叶内部通道冷却性能影响显著,因此,基于这些影响,总结归纳高温透平动叶内部冷却通道的研究现状与发展趋势。【方法】介绍了旋转内部冷却通道的新型结构设计,提出了一种适用于双层壁叶片构型的新型旋转内部冷却通道结构。【结论】双侧强化U形通道可以利用科氏力的强化换热作用,导致其冷却性能优于传统旋转U形通道,燃机透平动叶内部冷却有着广阔的提升空间。

基于校企合作的燃气输配智慧化实验平台设计与开发

针对燃气企业人才职业能力培养与新工科背景下燃气输配课程教学改革的需要,实施行业指导、校企共建,设计建设了燃气输配智慧化实验平台,开发出多种类型的实验项目,构建了多层次实验教学项目体系并进行了实验教学方法的探索。该平台运用各种信息化先进技术,可模拟燃气输配管网工艺系统及运行工况、燃气管网智能化控制系统运行、燃气管网事故应急处理等任务,具有丰富多样的实验与工程实训功能,有利于实施理实一体化教学,锻炼和提高学生的工程实践能力、智能化能力和创新意识,加强培养学生解决城市燃气输配复杂工程问题的能力和素质。

过滤结构对贮箱增压用燃气发生器输出性能的影响

针对某液体姿控发动机贮箱增压用低燃温燃气发生器,开展了内部过滤结构对其输出性能影响的试验研究。试验验证及结果分析表明:燃气发生器内部压强曲线的升高是由贮箱与过滤结构的共同影响造成的;即使贮箱反向压力不超过喷管临界压强,但在反向压力作用下药剂燃烧产生的固体残渣更易堵塞过滤层成为二次喉道,使燃气发生器内部工作压强依然持续升高;在满足燃气洁净度及降温吸热的前提下,采用低燃温复合推进剂的贮箱增压用燃气发生器的过滤层相对密度不宜超过0.45。

光热站辅助生物质燃气炉燃烧与升负荷优化大涡模拟

生物质燃气炉设计对于提高低碳能源整合利用具有重要价值,采用LES(大涡模拟)方法,分析热管区温度分布及升负荷时出口参数变化,提出敏感温度T_(a),并分析燃料增加比b对其影响,以焓降分析底部燃烧口角度及位置的影响,得出结论:增加底部入口后,烟气流动更加顺畅,热管进、出口管温度不均情况缓解明显。在升负荷时,烟气分布更加均匀,换热均匀性提升。b=3时,流量差异较小。当底部入口角度为60°,距离热管区域距离为0.135 m时,效果最佳。整体上,增加底部燃烧口在提升设备的运行效率的同时,能够显著改善运行安全性,具有较高的应用价值。

燃气爆炸事故中软管物证案例分析及数据库建立

连接燃气源与灶具的软管是室内燃气爆炸事故现场中常见的一类物证,在事故调查中起到重要作用。该文以数起真实发生的室内燃气爆炸事故为案例,分析软管物证及痕证在事故调查及反演分析中的作用。结果表明,在某2起燃气爆炸事故案例中,通过分析软管形貌并测试软管特性参数,证实软管的玻璃化转变温度较高,现场温度远低于玻璃化转变温度导致的软管脆化开裂,是燃气泄漏的主要原因。在某起燃气爆炸火灾事故案例中,软管形貌完好无损,能够排除因软管连接的液化气罐泄漏导致的燃气爆炸事故。建立燃气爆炸事故中燃气软管痕证数据库,可向数据库内添加事故信息及软管图片信息,并检索数据库内已有信息。研究结果可为燃气爆炸事故调查及反演提供参考。