TWO-DIMENSIONAL MATHEMATICAL MODEL OF COMBUSTION SPACE IN GLASS MELTING FURNACES

Under some assumptions and dividing the combustion space into several isothermal zones and isothermal surface elements, a two-dimensional mathematical model for combustion space in cross-fired glass melting furnaces was constructed. The finite element method and the Gauss integration were used to calculate direct ex-change areas, and a inverse matrix was used to obtained the total ex-change areas. The temperature distributions were obtained by itera-tions. Some results were presented to show the effects of the fire tem-perature distribution, the convective -heat transfer coefficients and the heat losses through crown surfaces on the temperature distributions.

改进ISCA算法的工业炉火焰图像阈值分割方法

工业炉是一种利用燃料燃烧的热量对物料进行加工的高温设备。若使用不当,极易发生爆炸现象,通过观测工业炉火焰图像可准确了解燃料的燃烧情况,避免事故的发生。但工业炉火焰图像易受燃烧工况等因素的影响,选取分割阈值存在一定的难度,无法准确地分割火焰图像。为此,提出一种基于改进ISCA算法的工业炉火焰图像阈值分割算法。利用混沌映射、归一化方式改进ISCA算法,根据贪婪选择设立对立学习机制,增加种群多样性,有效避免陷入局部最优解。基于中值滤波算法,对火焰图像噪声进行去除,利用阈值分割、灰度直方图,建立火焰图像阈值分割函数模型,结合Kapur熵最大化、累积分布函数求解该模型,完成工业炉火焰图像阈值分割。实验结果表明,所提算法的误分率始终低于2%,阈值分割用时在0.3 s以下,第17次迭代即可完成收敛,该算法在工业炉火焰图像阈值分割过程中运算速度快且阈值分割误分率低,可以有效提高工业炉火焰图像阈值分割精度。

航天气化炉的优化措施

100万t/a甲醇项目中选择合适的气化技术是极为重要的,它的运行优劣决定了后系统化工装置能否安全、稳定、长周期、满负荷运行。气化技术的选择原则中重要的一项就是气化炉和原料煤的适应性原则,只有适应煤种选择最优气化炉方案。本文对本项目所采用的航天气化炉进行合理优化。

基于ENMSSFMPC-PID的原油稳定加热炉温度控制

为实现对非线性和时变系统的更精准建模和控制,适应系统动态变化和参数变化,应对系统变化和外部干扰,实现更可靠和安全的过程生产控制,提出一种新型模型预测控制策略。基于分数阶微积分运算的扩展非最小状态空间模型预测控制(ENMSSFMPC)算法,状态空间模型包含状态变量和输出跟踪误差,通过分数阶定义将系统模型离散化,利用ENMSSFMPC对比例—积分—微分(PID)控制器进行参数滚动优化,获得实时最优控制参数。原油稳定加热炉模型仿真结果表明,该控制策略优于传统的模型预测控制、非最小状态空间模型预测控制和分数阶模型预测控制。

改进的模型预测控制在陶瓷基滚抛磨块烧结炉中的应用

为了优化烧结型滚抛磨块的制备,提升磨块的品质,在分析滚抛磨块烧结过程特点和非最小状态空间模型预测控制(NMSSMPC)在乙烯裂解炉的应用基础上,提出了基于卡尔曼滤波的非最小状态空间模型预测控制(KF-NMSSMPC)的方法,将其应用于滚磨烧结炉中。该控制算法通过在模型预测控制(MPC)中加入滤波器来消除烧结过程中的量测噪声和信道噪声带来的影响。KF-NMSSMPC能够有效地适应这样的工业条件,同时还能节能降耗。大量仿真实验结果表明,在模仿实际工业条件下,KF-NMSSMPC比NMSSMPC能有效抑制干扰,快速地跟踪烧结轨迹,降低误差,提高烧结控制过程精度,进而改善滚抛磨块烧结质量。

工频有芯感应熔铜炉感应体优化改造

针对工频有芯感应炉在再生黄铜熔铸中存在合金化能力差、感应体散热大和熔沟易被堵塞等问题,进行感应体熔沟间距扩大、感应体保温性能增强和熔沟宽厚比调整等优化改造。结果表明:熔沟间距增加90 mm,熔体进出口温差增加9.1℃,熔体出口速度增加0.042 m/s,元素弥散性能提升,元素质点变小,感应炉合金化能力得到提高;熔沟截面宽厚比由1.31调整到1.04,解决了熔沟被高熔点大尺寸金属堵塞故障;感应体保温结构外加10 mm纳米微孔板和32 mm莫来石质隔热砖,钢外壳温度下降179℃,电耗减少52 kWh/t。有助于推进再生黄铜熔铸行业30.60双碳目标进程。

航天炉激冷环运行问题的原因分析及解决措施

激冷环是气化炉的核心部件之一,对气化炉的长周期稳定运行具有至关重要的作用。就某公司300 kt/a乙二醇项目气化装置之航天炉粉煤加压气化炉运行过程中激冷环局部堵塞情况越来越严重以及多次发生不同程度烧坏的问题进行原因分析,并针对问题症结采取了相应的优化控制及改造措施,有效缓解了激冷环的堵渣、烧蚀等问题,延长了激冷环的使用寿命,保障了航天炉的长周期、高效运行。

基于SPSS的焦炉炉顶空间温度相关性分析及模型探究

基于焦炉炉顶空间温度对产品收率及蒸氨废水指标的影响实验数据,运用SPSS软件进行炉顶空间温度对产品收率及蒸氨废水指标相关性分析,并且建立回归模型,得到焦炉炉顶空间温度最优控制温度为767℃,为炉顶空间温度的进一步研究提供一种简便、实用的数据分析和探究方法。

气流床加压煤气化技术研究进展

首先详细介绍了气流床煤气化工艺技术,其次对我国其他煤气化工艺与气流床进行了对比分析,其次重点分析了以HT-L航天炉粉煤加压气化技术为例的加压气流床煤气化技术应用,以供参考。

顶吹炉炉膛空间变化与冶炼产能优化探究

以云南某锡冶炼厂炼锡顶吹沉没熔炼炉为例,在介绍顶吹沉没熔炼炉生产工艺及结构特征的基础上,研究了炉膛空间与冶炼产能之间的关系。研究发现,顶吹沉没熔炼炉实际冶炼能力与熔池横截面积成非线性正相关关系;与炉墙耐火材料剩余厚度成非线性负相关关系。基于研究结论,提出了有效发挥顶吹沉没熔炼炉冶炼能力与有效延长耐火材料使用寿命的对策措施。

混凝沉淀-HBF-二级软化沉淀处理航天炉煤气化废水

结合废水特点与用户需求,将“混凝沉淀-生物固定膜复合(HBF)工艺-二级软化沉淀”组合工艺应用于煤化工综合废水(航天炉煤气化废水为主)的处理中。该工程案例中,乙二醇废水预处理新型高效厌氧脱氮生物反应器(ADN反应器)设计NO_(3)^(-)N容积负荷为1.27kgNO_(3)-N/(m^(3)·d),上升流速为2m/h,停留时间为15.1h;综合废水处理系统中,一级缺氧池设计TN容积负荷为(0.8kgTN/m^(3)·d),一级好氧池设计COD_(Cr)容积负荷为0.8kgCOD_(Cr)/(m^(3)·d),一级好氧池设计氨氮容积负荷为0.2kg氨氮/(m^(3)·d)。运行结果表明,该组合工艺对煤化工综合废水的处理效果稳定。经处理后的出水COD_(Cr)<45mg/L、TN<30mg/L、氨氮<5mg/L,出水水质满足《石油化学工业污染物排放标准》(GB315712015)表1直接排放标准及《合成氨工业水污染物排放标准》(GB134582013)表2直接排放标准。系统运行成本约为3.01元/m^(3)。

直流电弧炉用混沌理论和神经网络建模及预测

根据直流电弧炉电弧电压信号所具有的混沌特性,使用相空间重构理论和径向基函数神经网络对直流电弧炉进行了建模和预测研究。先计算了电弧电压时间序列的最大Lyapunov指数来验证电弧电压信号的混沌特性,后对所测得的电弧电压信号进行相空间重构,根据所求得的嵌入维数和延迟时间,使用径向基函数神经网络对电弧电压信号建模和预测。分析表明:该法用于直流电弧炉电气特性的建模研究,且进一步提高了预测的准确性。同时,多步预测结果可为直流电弧炉电弧电压的有效控制提供理论上的参考依据。

步进梁式加热炉内布料间距的优化研究

采用辐射网络法推导了坯侧热流的有关表达式,分析了布料间距对加热时间以及炉子生产率的影响.在导出相对生产率解析表达式的基础上,采用求相对生产率极值的方法确定炉内坯料最佳间距,方法简单,便于实际应用.与前人的研究相比,本研究解除了料坯表面为黑体表面的假定,所以,导出的表达式更具一般意义.本研究成果对于钢坯或有色金属坯的步进梁式加热炉布料优化操作有参考价值.

步进加热炉经济燃烧操作的研究开发和实现

本文给出了一种以线性规划搜索来求解加热炉操作中的非线性多约束优化问题及基于以上算法和辅以动态反馈所实现的加热炉递阶控制系统。本文所提出的优化算法具有计算量小、收敛速度快、且稳定可靠的优点,故易于在线实时运行.动态反馈又充分考虑了炉子复杂多变的加热环境.实时后的控制效果表明可提高出炉钢坯加热的均匀性而使生产工况趋于平稳,并有较大的节能和节约钢原材料的潜力.

燃油横焰玻璃熔窑火焰空间的三维数值模拟

掌握燃油玻璃熔窑火焰空间的温度场、流场分布 ,对重油燃烧合理组织、设计新熔窑、优化熔窑运行参数、达到玻璃生产优质高产低耗具有重要意义 .以计算燃烧学和计算传热学基本理论为基础 ,建立了燃油玻璃熔窑火焰空间燃烧过程三维数学模型 ,包括雾化油滴燃烧的轨道模型和气相流动与传热模型 .在模型上研究了日产 4 0 0 t燃油浮法玻璃熔窑火焰空间的流场和温度场分布 ;研究了胸墙高度改变对温度场和流场的影响 .模拟结果表明火焰高温区、温度最高处、双热点位置等与原设计温度制度吻合 .降低胸墙高度会使温度有所提高 ,各小炉中心线截面靠近窑顶位置纵向回流出现较早 ,不利于火焰伸展、会影响窑顶使用寿命 .该模型具有改变参数容易 ,不受环境影响 ,具有相当通用性 ,有较大的实用意义 .

纯氧燃烧单元玻璃熔窑火焰空间三维图像模拟

本文建立了玻璃熔窑火焰空间的三维数学模型,模型包括气相流动模型,雾化油滴燃烧的轨道模型和辐射传热模型。通过对年产9000吨“E”玻璃燃油纯氧单元玻璃熔窑火焰空间的速度场温度场用图像模拟以直观地表述出计算结果,说明该三维数学模型能够比较全面地反映火焰空间速度场温度场分布的规律,这对纯氧燃烧在玻璃熔窑中的应用和研究,具有一定的参考价值和指导意义。

空间晶体生长炉综合控制方法

空间晶体生长炉控制对象复杂,具有纯滞后、强耦合、非线性等不利于控制的特性.为实现炉温的精确控制,提出了一个空间晶体生长炉综合控制方法并通过软件来实现.将相关系数法和增广递推最小二乘法相结合,辨识系统模型,使用Hooke-Jeeves模式搜索法进行PID参数的自整定,采用PID加前馈控制的算法对系统进行仿真,使用同样的算法和控制参数对空间晶体生长炉进行实时控制,并在控制的过程中实时调整控制参数,以达到最佳的控制结果.实验结果表明,当三个温区的温度均达到700℃时,温度稳定度小于±0.3℃,满足系统设计要求.同时介绍了实现综合控制软件的基本原理、功能、特点及在实际中的应用.实际工程的应用结果表明,该软件可满足空间晶体生长炉对控制系统的要求.

保温对玻璃池窑火焰空间系统传热的影响

建立了玻璃池窑火焰空间系统传热数学模型 ,根据该数学模型 ,模拟了保温对火焰空间系统向物料传热和散热损失的影响 。

基于相空间重构的锅炉炉膛火焰信号分析

采用混沌和分形理论对实测锅炉炉膛火焰信号进行了定性分析和定量计算,通过相空间重构得到了稳定燃烧和不稳定燃烧两种工况下燃烧火焰时间序列的相平面图和关联维。分析计算结果表明:在稳定燃烧状态下,火焰信号的二维相平面图比较宽,关联维在6.5855～6.8415之间;在非稳定燃烧状态下,火焰信号的二维相平面图比较窄,关联维在5.8843～6.0907之间。两种工况下,火焰时间序列的相平面图和关联维有明显的差异,稳定燃烧时的关联维总比不稳定燃烧时的关联维大得多,因此,采用关联维作为火焰燃烧状态识别的特征参数。文中所提出的燃烧诊断方法为发展新型光学式火焰检测器提供了一种行之有效的解决方案。

空间站材料科学加工试验炉的选择

对国际空间站上各国准备选用的材料科学试验加工炉进行了介绍.主要呈现以下特点:高度集成化的材料制备、测试、分析和处理等综合实验能力;更高的精度、稳定性以及更长的使用寿命;模块化、标准化和组合式;应用遥科学实验技术.从1998年开始,为适应未来中国空间站试验的需求,发展了几类遥科学的空间加工炉及在长时间无人条件下由机器人照料的任意次更换样品的遥操作原型炉.提出在中国载人航天工程第三步,即空间站阶段的前期关键技术预研中,设计和研发功能专业化,结构模块化和接口标准化的典型功能实验单元,通过技术集成可以在短时间内高效可靠地完成空间实验设备的配置、集成化和空间应用.