神经网络和SVM多传感器融合的隧道CO体积分数研究

利用BP,RBF神经网络、支持向量机(SVM)不同信息融合模型对高速公路隧道中失效CO传感器数据融合研究,比较了单一融合模型融合效果和不同最优加权信息融合模型融合效果。仿真实验表明:3种单一融合模型对隧道CO体积分数融合的有效性,其中单一SVM融合模型效果最好。最优加权融合性能均优于单一融合模型,其中,BP与SVM最优加权融合精度最高。还分析单一融合模型输出之间的冗余度对最优加权融合精度的影响规律,该规律为参与最优加权融合的单一模型筛选提供了一种新方法。

起止回收CO体积分数影响转炉烟气能量回收的规律分析

转炉炼钢工序转炉烟气显热、潜热回收是“负能炼钢”的核心。以某钢厂300 t顶底复吹转炉为例,建立了转炉烟气中CO、O_(2)体积分数随吹炼时间变化的特征模型,分析了起止回收CO体积分数对转炉煤气回收量及热值、蒸汽极限回收量的影响规律。结果表明,当起止回收CO体积分数增加±1%,转炉煤气回收量减少±0.50 m^(3)/t,热值增加±22.3 kJ/m^(3),蒸汽极限回收量增加±1.77 kg/t。最后从转炉煤气回收、转炉烟气高温显热回收、转炉吹炼初末期低热值煤气回收利用三个角度分析了提升转炉烟气余热余能回收利用率的途径。

660 MW超超临界旋流对冲锅炉降低CO体积分数的燃烧优化分析

为解决某660 MW超超临界旋流对冲锅炉烟气CO体积分数及贴壁CO体积分数偏高导致高温腐蚀的状况,同时为了提升机组经济性,对该锅炉进行燃烧优化调整试验。通过优化C磨煤机的煤粉特性以及调整燃尽风门挡板、C层内二次风门挡板、C层外二次风门挡板开度等,降低C磨煤机二次风速,优化煤粉着火、燃尽情况。经燃烧优化后,空气预热器进口CO体积分数下降90%,贴壁CO体积分数也相应下降;验证试验工况的平均锅炉效率为93.26%,比修前试验高1.02百分点,比修后试验高0.57百分点。

现场检测SF_6分解产物中CO体积分数异常的原因分析

目前,在电力系统中加强SF6分解产物的监测,对于及时发现设备异常具有重大意义。文中简述了目前几种检测SF6分解气体的方法,关于某500 kV变电站5042、5043开关SF6气室现场检测发现CO体积分数异常的的现象,及时进行了多次现场跟踪检测,并且对SF6气体采样进行了实验室分析验证,结果显示实验室分析结果与现场检测结果存在差别很大。根据实验结果及仪器原理的分析发现:某型号的现场检测仪存在气体相互干扰的结构缺陷,未能很好地把H2与CO分离开来,导致把H2的量计算到CO的体积分数里面。不准确的数据给正确判断设备故障带来极大的干扰,针对此问题文中对于现场检测提出了建议。

通道火灾CO输运过程中体积分数随时间的变化特征

根据理论分析,将通道内的火灾烟气层划分为若干个区段,对每一区段建立了组分守恒方程;通过求解,得到各区段内CO体积分数在稳定燃烧阶段随时间呈幂指数增长关系.通过开展小尺寸模拟实验,测得了各区段内的CO体积分数和温度数据,并对CO体积分数随时间的变化进行了分析.结果表明,理论方程能够很好地对实验测量结果进行逼近;近火源位置相比于远离火源位置的CO体积分数增长速度快,稳态体积分数值高;随着与火源距离的增大,CO体积分数的增长速度以及稳态值都会减小.

新型高效低NO_(x)排放CO助燃剂研究和工业应用

大部分催化裂化(FCC)装置采用CO助燃剂控制再生器CO尾燃,但存在加注量大、应用成本高以及烟气NO_(x)增加的问题。本研究开发生产出FCC新型高效低NO x排放CO助燃剂,实验室评价数据和工业应用结果表明:该助燃剂具有更高的助燃活性、更低的烟气NO_(x)含量、更好的水热稳定性和更强的抗硫失活性能,相比市售助燃剂,CO体积分数降低35.9%~40.2%,NO_(x)质量浓度降低15.9%~19.4%;应用新型高效低NO x排放CO助燃剂可减小NO x浓度波动,降低SCR(选择性催化还原)注氨量,降低运行成本,减少余热锅炉结盐,有利于装备长周期运行。

CO对NH_(3)还原NO过程的影响与机理研究

为揭示CO对NH_(3)还原NO过程的影响,在不同CO体积分数下对NH_(3)还原NO过程进行了实验与模拟研究。实验结果表明:无氧气氛中存在CO时,对1400℃以下NO还原率无显著影响;CO可提高1400℃以上的NO还原率。在低氧体积分数条件下,CO的存在能扩展NH_(3)还原NO反应的温度窗口,使其在1400℃以上仍保持高NO还原率。在高氧体积分数条件下,CO仅使最佳脱硝温度向低温移动,并使脱硝温度窗口变窄。模拟结果表明:在无氧及低氧体积分数条件下,1400℃以上时CO可促进NH_(2)与CO反应生成HNCO,随后HNCO转化为NCO后将NO还原,增强了NO还原过程;高氧体积分数条件下,CO可在较低温度下促进OH、O等基团产生,保证NH_(2)生成及其还原NO过程进行;但温度升高会加快CO与OH反应产生H,H与O_(2)反应产生大量O,加速了NH_(2)氧化,导致NO还原率迅速降低。

简单立方堆积床内火焰特性的试验研究

多孔介质燃烧具有效率高和稳定性好等特点,提出一种简单立方堆积结构.该结构由氧化铝颗粒堆积床和双层碳化硅泡沫陶瓷组成,用以对其中的过滤燃烧特性开展试验研究.通过改变预混气体当量比和入口速度,研究在不同工况下的火焰可燃界限、火焰传播规律、CO排放规律和燃烧效率.研究发现:火焰的驻定和传播取决于区域温度、当量比和流速;在颗粒直径为40 mm的堆积床中,火焰易于传播且燃烧效率较高,而颗粒直径为20 mm的堆积床更有利于稳定火焰.

不同自燃性煤氧化阶段的表征差异

对3种不同自燃倾向性煤样进行低温氧化实验,利用CO体积分数与煤体温度间变化的计算模型,求解出活化能和煤氧化过程发生转变的特征温度,同时结合热重-差示扫描量热(TGDSC,theremogravimetric analysis-differential scanning calorimetry)实验结果,分析了不同自燃性煤氧化特性和活化能的低温表征规律。结果表明:1)低温氧化阶段,CO生成量、耗氧量和耗氧速率随着煤自燃倾向性增强而增大;不同煤样在实验过程中出现同样的CO生成量和耗氧速率急剧上升的温度拐点,且煤的自燃性越强,该拐点温度越低,同时CO体积分数的变化具有明显的阶段性。2)不同自燃性煤氧化阶段活化能变化规律存在显著差异,当各煤样的温度到达活性温度时,活化能快速减少,且活化能变化点对应于煤氧化过程发生转变的特征温度点。3)根据煤特征温度和活化能的变化规律,把煤低温氧化进程分为4个阶段,分别为表面氧化、氧化自热、加速氧化和深度氧化。

脱氧型阻化剂对煤自燃的抑制效果

为对脱氧型阻化剂抑制煤自燃效果进行研究,在耗氧试验的基础上,进行抑制煤自燃试验,以CO生成量为指标对其进行优选。研究表明,无机盐阻化剂在添加耗氧剂等成分配制成脱氧型阻化剂后,不仅具有较好的耗氧效果,还具有比无机盐阻化剂更好的抑制煤自燃效果,且耗氧效果越好,抑制煤自燃的效果也越好;试验优选出的抑制煤自燃效果最好的配比为1.5 g还原性Fe粉、0.6 g硅藻土以及0.15 g MgCl_2,阻化效率比无机盐阻化剂提高了43.8%以上;在一定范围内,温度越高,脱氧型阻化剂的阻化效果越好;脱氧型阻化剂对粒径越小的煤样阻化效果越差,但当煤样粒径减小到80目时,再减小煤样的粒径,其抑制煤自燃效果已无明显差别。

水喷淋作用下建筑通道烟气蔓延特性模拟研究

采用数值模拟研究在单喷淋作用下建筑通道内烟气的蔓延特性,并对不同喷淋压力条件下烟气质量流量、温度及CO体积分数随时间的变化进行对比,对引起喷淋作用下烟气蔓延速度及烟气成分浓度变化的主要原因进行了分析。结果表明,增加喷淋压力对烟气的降温作用增强,降低了烟气在通道内的蔓延速度;同时,喷淋引起的烟气拥塞增加了流出喷淋覆盖区的烟气的CO体积分数,使得烟气毒性加大。

基于CO变化的飞机客舱火灾数值模拟

针对有毒烟气对飞机客舱移动受限空间人员疏散安全的影响,基于FED模型改进,建立客舱CO体积分数计算公式,提出安全曲线的概念。利用FDS模拟飞机客舱及出口处CO体积分数变化规律。结果表明:通过与CO体积分数安全曲线对比,可得出不同出口处超过人体承受阈值的时间。该研究可以为飞机客舱人员疏散出口及路线选择、应急预案编制及演练提供依据。

采空区内埋“花管”注氮及效果研究

为提高采空区注氮防灭火效果,在某矿41001工作面采空区设计安装了"花管"注氮系统。通过煤样的升温氧化实验,确定采用CO作为该煤层采空区自然发火的指标气体。在上隅角处选定5个观测点,对注氮后每一测点的CO浓度变化进行长期观测。对观测数据分析得出,上隅角处的CO体积分数随注氮时间的增加呈幂函数降低,短时间内从注氮前约6.2×10-4回落到规定的安全值(2.4×10-5)内,并且此后一直稳定在安全值内。表明"花管"注氮系统现场防灭火效果显著。

燃油含水对燃烧特性的影响

燃油加入适量水燃烧特性会发生一定的变化,加入水量不同,燃烧特性改变程度有很大区别。加入水量越多,影响越大,影响时间也越长;不同种类燃油燃烧时受到水量影响程度也不同,通常含有相同水量时,柴油受到的影响较汽油要大。水温较低时,含水燃油燃烧的热释放速率、温度和烟气中CO2含量都较无水燃烧时有所降低,且柴油下降的幅度较汽油大。在低温燃烧时,含水汽油燃烧产物中CO含量较无水燃烧时低,高温燃烧时较无水时高;而含水柴油在低温和高温燃烧时,燃烧产物中CO都比无水燃烧时高。含水柴油的燃烧热释放速率和燃烧温度上升幅度较汽油大。

碗式配风对燃烧效率与NO_x质量浓度的影响

对600 MW超临界前后墙对冲燃烧锅炉在均等配风和碗式配风下的燃烧进行数值模拟,分析不同偏差程度碗式配风对炉内颗粒质量浓度场、CO体积分数场、炉膛温度、NO_x生成的影响,并与试验结果进行对比.模拟结果表明,燃烧器碗式配风改善了炉内宽度方向上的风、煤混合过程,减小了CO体积分数和煤粉颗粒质量浓度偏差,降低了炉膛出口烟气中CO的平均体积分数和飞灰中碳的质量分数,从而有效提高了前后墙对冲燃烧锅炉的燃烧效率.燃烧器碗式配风对炉膛出口烟气中NO_x的平均质量浓度有不利影响,但是当碗式配风风量偏差不大于20%时,NO_x平均质量浓度变化不大于3.5%.综合燃烧器碗式配风对水平截面CO分布特征和炉膛出口烟气中NO_x的平均质量浓度的影响,在燃烧常用煤种的条件下,碗式配风的风量偏差宜控制在20%以内.炉膛出口烟气中CO的平均体积分数、飞灰中碳的质量分数、NO_x平均质量浓度的模拟值与热态试验值变化趋势一致.在实际应用中碗式配风对CO平均体积分数的降低效果更加显著,当碗式配风的风量偏差达到20%时,省煤器出口烟气中CO的平均体积分数降低幅度达95%.

用粉煤灰防治煤矸石自燃灾害的试验研究

为研究粉煤灰与煤矸石混合后的阻燃机理,选取山西晋城成庄矿和官地矿的新鲜煤矸石样,通过加入不同量的粉煤灰,并增加黏土添加剂,测试其在程序升温条件下,即30-180℃范围内的指标性气体CO体积分数的变化趋势,并计算临界温度。结果表明,加入不同量的粉煤灰后,CO的产生量减小,临界温度也发生不同程度的变化;且随着粉煤灰加入量的增加,CO产生量和变化率越来越小,临界温度越来越高;而加入黏土对煤矸石CO产生量和临界温度的影响较小。说明粉煤灰对煤矸石的氧化有阻化作用。

循环流化床锅炉炉膛内烟气浓度场模型计算

针对循环流化床(CFB)锅炉炉膛内可燃气体中CO体积分数较高的问题,建立了一维CFB锅炉炉膛中气体浓度场的计算模型,基于已有的燃料热解、挥发分的分布以及可燃挥发分和碳的燃烧,计算出不同燃料在CFB锅炉炉膛内一维的烟气浓度场分布,并对炉膛内CO体积分数分布与锅炉设计和运行优化的关系进行了分析与验证,结果表明,在CFB锅炉炉膛内,任何燃料均有较高的CO浓度区域存在;该模型计算结果可为CFB锅炉的设计和实验研究提供理论基础。

超长煤巷监测数据背景CO筛查及自燃预判研究

为了解决超长双煤巷自燃发热的早期预报问题,在自燃标志气体分析法失效的情况下,运用井下监测系统大数据的CO趋势分析法。为了筛除井下柴油机动车尾气产生CO的波动干扰,创新提出能够仅反映煤相对缓慢氧化的背景CO体积分数的概念;对矿井某一独立通风的考察区域,在某一足够长的时间段内,总能找到所有柴油车都不工作的极端时刻(或不受尾气干扰的情况),且CO体积分数值被监测系统记录到,从而建立了背景CO体积分数的筛查方法;经时间单元周期为0.125 d和0.5 d时的筛查结果对比,随着考察时间单元的取大,CO体积分数曲线越来越低,波动减小,背景CO体积分数曲线越来越清晰,证明其客观存在性。以最短自然发火期的一部分为考查期,依据背景CO体积分数的趋势走势来预判煤柱自然发火,结合红庆梁煤矿经验,得到CO趋势递增率k_(1)^(*)=0.607×10^(-6) d^(-1),以此作为自燃危险预判的临界指标,将自燃危险预警分三级,即当k_(1)≥k_(1)^(*),一级预警,启动重点巡查,将超长距离巷道每天全面巡查,改升级到为有针对性加大人力物力的重点巡查;当k_(1)<k_(1)^(*),二级预警,查明原因;当k_(1)≤0,无自燃危险。预测结果满足工程要求。

阻燃剂甲基膦酸二甲酯对褐煤的阻燃效果研究

为了研究有机磷甲基膦酸二甲酯阻化剂对煤自燃特性的影响,选取多伦褐煤煤样作为实验煤样,利用程序升温-气相色谱仪联用以及STA-449C型同步热分析仪进行热重实验,研究4种不同浓度阻化剂对比原煤在模拟煤自燃升温的过程中,CO生成的体积分数与煤体温度计算模型,拟合求解出活化能,同时结合热重实验结果,分析不同浓度阻燃剂的阻燃效果。研究结果表明:加入浓度为20%的甲基膦酸二甲酯的煤样在升温过程中CO释放量最小,在煤的自燃过程中,对煤的抑制作用最佳;且加入浓度为20%的阻化剂的活化能E值最大,阻化效果最好,最不易发生自燃。

切圆燃烧锅炉冷灰斗高温腐蚀与运行防控分析

燃煤锅炉采用深度空气分级低氮燃烧技术控制炉内NO;生成的同时,带来了严重的水冷壁高温腐蚀的问题,影响了机组的安全运行。以某660 MW超临界机组锅炉为研究对象,通过现场测试,研究了运行氧量、配风方式、磨煤机组合方式和配煤方式等对炉膛水冷壁高温腐蚀的影响特性,并通过运行参数的合理化设置改善了冷灰斗高温腐蚀的情况,取得了一定的效果。运行优化调整后,660 MW负荷优化工况下,冷灰斗区域烟气中CO体积分数平均值由调整前的52 125μL/L降为25 998μL/L,H_(2)S体积分数平均值由调整前的305μL/L降为100μL/L,降幅明显。但要根治高温腐蚀的问题,需从燃烧器和配风方式的改造角度综合进行治理。