基于改进Node2vec算法的锅炉温度场分割方法研究

针对温度场特征参数差异引发的锅炉温度场分割准确性的问题,以维持温度场特征为目标,引入图结构表达场数据,通过改进Node2vec算法进行聚类分析,进而实现锅炉温度场的最佳分割。该方法基于多维度的特征信息对锅炉温度场实现分割,能够更准确地保留流场特征。在标准数据集上进行了实验验证,结果表明在具有多维度特征的数据集上,所提方法相比其他对比算法在分割效果方面有提升显著。最后将提出的方法用于分割电站锅炉温度场,结果表明该方法可以很好地捕捉温度场数据中的局部和全局特征,且结果具有较好的精确性。

基于炉膛气氛场的锅炉燃烧区域风量调节与控制技术及应用

讨论了锅炉风量控制的重要性,阐述了常规锅炉风量控制技术的现状,提出了基于炉膛气氛场的燃烧区域局部风量调节与控制技术,并重点介绍了该技术中CO及H2S测量等炉膛气氛场测量技术以及风量控制原理。介绍了在某600MW火电机组上的应用情况,并进行了经济性分析。结果表明,该技术能有效减少锅炉的化学不完全燃烧和机械不完全燃烧损失,避免非停损失和爆管维修损失,具有较好的经济性。

热浮力驱动下地下煤火阴燃蔓延模型与机制

地下煤火蔓延模型与机制研究对我国煤炭资源绿色安全开采具有重要意义。目前地下煤火阴燃正向蔓延模型主要存在问题:简化的煤燃烧单步反应忽略了水分蒸发和热解吸热反应对蔓延的重要影响作用;缺乏实验数据验证模型的有效性。为此,构建了包含水分蒸发、煤热解和碳氧化三步反应体系的地下煤火阴燃正向蔓延数学模型;采用COMSOL Multiphysics有限元软件数值计算了该理论模型;开展了不同地裂缝渗透性条件下热浮力驱动地下煤火阴燃正向蔓延实验,进行对比实验和数值计算。结果表明:构建的模型揭示了地下煤火阴燃蔓延供氧控制机制,不仅能预测地下煤火阴燃正向蔓延高温区域的温度和蔓延速率,而且还能合理地预测阴燃多步反应速率以及氧气、煤、碳和灰分质量分数的时空演化。

盖层对煤堆积床阴燃过程影响的小尺度实验研究

为掌握盖层影响下煤火阴燃传播情况,根据地下煤火的空间结构特征,设计搭建了实验室小尺度煤堆积床阴燃实验装置,在煤层上方放置多孔陶瓷模拟真实煤火中的上覆盖层.通过改变盖层中的裂隙特征揭示了盖层对煤阴燃传播过程及烟气排放的影响.结果表明,煤层上方存在完整的气体通路,是在盖层影响下阴燃成功点火和传播的必要条件.改变盖层中裂隙之间的距离会影响裂隙向下方煤体供氧的能力,从而影响煤阴燃到达峰值温度的时间.盖层主要对浅层煤层阴燃产生影响.随着盖层裂隙开度的减小,煤层阴燃反应速率逐渐下降,峰值温度逐渐降低;在本实验条件下,裂隙开度为4 mm时,阴燃无法传播.

复采掘进工作面综合防灭火技术及实践

为确保复采掘进工作面的安全生产,针对复采工作面煤层易自燃的问题,在对运河煤矿F1301复采工作面现场条件以及遗煤自然发火风险分析的基础上,提出了适用于矿井复采掘进工作面的综合防灭火技术。采用风流场调控、均压堵漏、惰化处理、监测探测等有效手段,定性分析了复采条件下的防灭火机理,规范了防灭火技术工艺,量化了防灭火技术参数。通过实施综合防灭火技术,有效控制了掘进期间采空区煤层自然发火风险,使得F1301复采掘进工作得以顺利进行,同时也为工作面的回采创造了良好的防火条件,实践经验可为类似条件下工作面开采提供工程经验支撑。

煤田火区氧化煤分阶催化气化及作用机理

煤田火区热量较大,火区高温会对周围煤体造成影响,在火区受到有效控制或蔓延至其他区域后,往往在火区边缘或邻近煤层形成数量较大的氧化煤。与原始煤炭相比,氧化煤热值低、灰分高,难以作为常规燃煤利用,目前多与优质煤混合利用,导致混煤整体燃烧热值降低且炉渣量增加,严重影响电厂锅炉运行效率。为了更好地利用氧化煤,实现资源利用最大化,提出了氧化煤的分阶催化气化思路,并提出使用价格低廉的膨润土作为高温阶段的催化芯材,通过分阶式催化剂分别实现氧化煤气化过程的初期快速活化和后期催化气化,从而实现氧化煤高效气化利用。采用X射线衍射、扫描电子显微镜和孔隙分析表征氧化煤催化气化过程中关键结构演变特征,并利用热重质谱联用开展气化实验,通过特征参数分析气化前期和后期反应特点。结果表明:分阶式催化剂由外层K_(2)CO_(3)和内层膨润土构成,其表层K_(2)CO_(3)能明显促进氧化煤初期热解过程中孔隙结构的形成,在气化初期产生大量微孔结构,增加氧化煤与气化剂CO_(2)的接触面积,提高氧化煤反应活性;含Na+阳离子的膨润土可以在高温阶段发挥稳定催化作用,弥补了K_(2)CO_(3)在高温阶段易挥发和失活的缺陷。在分阶式催化剂作用下,碳晶格单元的生长速度减小。这表明分阶式催化剂可以插入碳芳环的边缘,导致内部晶格出现缺陷,从而有效抑制氧化煤焦的石墨化进程,保证连续催化气化反应。当K_(2)CO_(3)和钠基膨润土的质量比达到1∶1,整体催化气化效果最佳。分阶式催化剂在热解阶段也起到一定的催化作用,能促进氧化煤热解脱挥发分释放出氢气。在气化反应阶段,分阶式催化剂能有效降低氧化煤气化反应温度以及合成气产率峰值温度,提高气化反应速率。CO和H_(2)体积分数峰值对应温度的降低幅度分别达到97.4、129.1℃,具有明显的催化效果。氧化煤的分阶式催化气化高效制取合成气为火区氧化煤高效利用提供了新思路,可避免大量火区滞留煤炭资源的浪费。

燃煤机组SCR烟气脱硝系统流场均布一体化建模与性能优化

选择性催化还原(SCR)烟气脱硝效率与其内部烟气和还原剂流动的均匀性密切相关。在建立SCR脱硝反应数学模型基础上,采用用户自定义子程序耦合了多组分烟气流动与反应过程;通过比较不同负荷下330 MW等级燃煤机组脱硝性能的实测与模拟数据验证了模型的可靠性和有效性,基于对反应器内烟气和还原剂流动及其反应特性的数值模拟分析,提出了喷氨格栅上游导流板结构优化方案,进而考察了操作条件对NO和NH3排放质量浓度的影响。结果表明:喷氨格栅来流烟气速度分布的非均匀性是导致烟气与还原剂混合效果较差的主要原因,进而通过调整喷氨格栅上游导流板结构并在烟道壁面增设挡板可将脱硝效率提高约3.37%;为满足NO_(x)质量浓度为50 mg/m^(3)及NH3质量浓度为2.5 mg/m^(3)的排放限值需选取适宜喷氨量,以所选取SCR脱硝装置为例,当烟气初始NO质量浓度为650 mg/m^(3),SCR脱硝系统适宜氨氮摩尔比应约为0.94。

峰后冷热循环下砂岩破坏过程力学特征及能量演化规律

在煤火治理中常因复燃等原因而多次注浆/水灭火,围岩经历反复升温遇水冷却,致使强度降低,发生破坏,延伸地表形成塌陷、裂缝,造成安全隐患,为此研究了峰后高温冷热循环下岩石力学变化情况;以砂岩为研究对象,测试了岩样超声波波速与吸水率,开展了单轴压缩试验,分析了砂岩力学损伤特征,并进一步探究了其能耗演化规律。结果表明:峰后500℃开始,岩样超声波波速衰减率与吸水变化率由正转为负,波速变小,吸水率增加;500℃为峰后高温岩样力学突变的阈值温度,之后应力应变曲线峰值点快速右移,峰值应力大幅衰落,冷热循环造成的初始热损伤加剧,延性破坏突出;在岩样承压破损不同阶段,能耗演化特征不一;峰后500℃开始,峰前耗散应变能占比逐渐大于弹性应变能,耗散应变能与力学强度负相关。

660 MW燃煤机组脱硝系统优化改造

脱硝系统烟气流场分布特性与氨烟混合特性直接影响脱硝效率和氨逃逸。一660MW机组原有脱硝系统存在催化剂入口烟气流速分布不均、喷氨母管氨空混合性差、喷氨格栅后氨烟混合性差、喷氨量控制不够精细等问题。基于数值模拟结果,提出了脱硝系统内安装导流元件、喷氨母管内加装氨空混合器、喷氨格栅后加装氨烟混合器、喷氨格栅实施分区控制的优化改造方案。改造后的现场实验结果表明,脱硝系统优化后,催化剂入口烟气流速分布、烟温分布的均匀性均较好,催化剂进出口NOx的质量浓度分布偏差均较小,660MW负荷下喷氨量比改造前下降34.5%。

燃煤锅炉冷态空气动力场风速选定方法对比

根据相似原理,确定了冷态空气动力场风速计算的4种方法。对某电厂冷态空气动力场风速进行计算,并对计算结果进行对比分析。在风机容量可以满足的前提下,冷态风速应尽量选择大一些,可使风速测量更准确。

600 MW燃煤发电机组SCR分区动态喷氨改造

一600MW燃煤发电机组SCR烟气脱硝系统存在磨损严重、氨耗量大、氨逃逸高、空预器堵塞等问题,优化改造提升需求迫切。通过流场和分区动态喷氨改造,系统总体性能明显提升。催化剂入口截面气流速度分布相对标准偏差降低至8.71%,NH3质量分数分布相对标准偏差降低至1.92%,满足行业规范要求;平均喷氨量从160kg/h减小至105kg/h,最大喷氨量从280kg/h减小至130kg/h,喷氨波动明显降低,改造效果明显。

燃煤锅炉SCR脱硝系统及其流场优化研究

为解决燃煤机组瞬态过程中选择性催化还原技术(Selective Catalytic Reduction,SCR)系统精准喷氨困难的问题,基于数值计算结果对燃煤锅炉的省煤器出口烟道导板和SCR顶部导流板进行优化,建立被控系统和动态响应模型,利用人工智能算法在线完善模型,以实现精准喷氨。改造后,SCR入口烟道A、B侧烟气流速分别为9.0 m/s和9.2 m/s,相对标准偏差CV值为11.4%和10.7%。SCR入口烟道A、B侧NOx平均质量浓度为250.7 mg/m3和260.5 mg/m3,相对标准偏差CV值分别为4.8%和5.0%。SCR出口烟道A、B侧NOx平均放质量浓度为47.1 mg/m3和51.6 mg/m3,相对标准偏差CV值分别为12.3%和12.5%,基本实现了超低排放的要求。液氨单耗从改造前0.2783 kg/MWh下降到0.2152 kg/MWh,下降了27.8%。

我国煤火灾害防治技术研究现状及展望

为了给我国煤火灾害防治技术发展提供决策参考,介绍了我国"十二五"期间煤火灾害防治科技发展的基本现状、新特点和主要研究进展,结合当前煤火灾害现状和煤炭工业发展形势,提出了未来煤火灾害防治科技发展的重点研究领域;阐述了研究煤自燃机理、科学评价煤火环境影响、准确探测火源位置、提高治理效率等仍是煤火研究中的关键科学问题;系统论述了煤自燃机理、监测探测与预警技术、防灭火材料技术与装备、鉴定与评价方法、煤田火灾防治等研究领域的重点发展方向。煤火灾害防治技术的健康可持续发展对于保障煤炭安全生产、推动煤炭工业可持续发展及促进生态环境保护具有重要意义。

双频激电法在圈定煤矿火区中的应用

运用双频激电法在煤矿火区做了探索性的试验,并辅以活性炭测氡法,两种方法的结果吻合较好,得到了钻孔验证。结果表明：煤矿火区上方双频激电法异常反应非常明显,视幅频率数值是正常区背景值的2倍,呈高视幅频率特征;而视电阻值则是正常区背景值的50%~75%,呈低视电阻率异常特征;同时在火区上方出现高氡值异常,且氡值波动较大。试验证明,运用双频激电法可探测不同埋深的煤矿火区,是值得推广的。该方法还可用于对煤矿火区范围的动态监测。

新疆煤田火区火风压模式研究及其应用

通过对新疆煤田火区火风压物理过程的分析,提出煤田火区火风压由地上、地下区域组成.地上、地下区域火风压主要是由空气柱内外温度差形成的密度差导致对流作用产生的.同时认为地下区域箱体内存在烟气的多变膨胀效应.基于上述作用机理,提出了新疆煤田火区火风压计算模型,并对火区状态系数C进行了分析.从确定火区地面覆盖层厚度和估算火区温室效应气体排放量2个方面对该模型进行了应用分析,初次提出了火区温室效应气体排放量的估算模型.

新疆煤田火区现状调查研究--小尺度区域热辐射信息分析

开展煤田火区现状调查,研究其对区域气候变化、生态响应系统的影响是评估自然灾害研究中的重要方面。选择新疆部分煤田火区进行了实地考察,开展了小尺度区域热辐射信息分析,依据现场实测资料分析,给出煤田热隐患状态的适度评定。分析结果表明:小尺度区域热辐射测量方法可用于判别已灭煤田火区的灭火效果分析及新形成火区探测;对于正在燃烧的煤田火区可判断火区的范围并为灭火提供参考依据。

乌鲁木齐煤田灭火区混土种植基质配比试验研究

利用基质材料混合种子以改良种子生长环境成为生态修复中施工方便、生态修复效率较高的一种方法。基质组分和配比是研究中的重点,文章以乌鲁木齐煤田灭火区为研究区,选择粘合剂、保水剂、羊粪、复合肥、秸秆和铺设厚度,利用正交试验设置试验方案,通过植物指标的极差和方差分析,获取研究区生态恢复的优方案和基质对指标的影响,为乌鲁木齐煤田灭火区生态修复提供新的方法。结果表明:(1)对1个月后的盖度、高度和密度而言,E(秸秆)是植被盖度的主要影响因子,具有极显著性。B(保水剂)是高度和密度的主要影响因子,呈极显著性。(2)对4个月后的植被生物量和盖度、高度和密度而言,D(复合肥)是3个生物量指标和密度的主要影响因子。E(秸秆)是盖度和高度的主要影响因子,B(保水剂)、D(复合肥)、E(秸秆)和F(铺设厚度)对盖度和高度都具有显著影响。(3)利用综合平衡法,根据多数倾向和经济节约原则及因素对指标的重要程度,选择优方案为A3B2C5D4E4F3。

水西沟煤田灭火项目开发成CDM项目的可行性分析

针对水西沟煤田火区的特点并结合清洁发展机制的要求,从人为排放、额外性、煤田灭火相关政策、普遍性和注册后的影响等5个方面具体分析了水西沟煤田灭火项目开发成清洁发展机制项目的可行性,指出了水西沟煤田灭火项目开发成清洁发展机制项目后,能够极大地促进煤田灭火事业的发展。

新疆煤田火灾现状及其应对措施

介绍了新疆煤田火灾的现状和治理成果,分析了新疆煤火治理的困难和挑战,并提出应对措施和建议。

面向地下煤火热场模型的遥感技术体系初探

鉴于地下煤火的特殊性 ,传统的卫星、航空乃至地面遥感手段在对其热场的探测研究应用中都有一定的局限性。本文在分析地下煤火基本特征的基础上 ,探讨了建立面向地下煤火热场模型遥感技术体系的必要性和可行性 ,提出了基于遥感技术的地下煤火热场模型的构建方法和工作流程 ,特别强调了对地下煤火时空演变趋势的预测研究。