储能电站灭火机器人及其灭火策略研究

随着储能电站的增多,锂电池储能舱的火灾事故频繁发生,严重威胁了电力系统的稳定运行和人员的生命安全,为解决人工灭火危险性,设计了一种应用于储能站的灭火机器人。针对储能站的环境,对机器人的本体结构与灭火作业机构进行了设计,保证机器人能够在储能站顺利进行灭火作业。探究了锂电池火灾的特点与热失控的规律,分析了液氮的灭火机理,发现使用液氮作为灭火剂对锂电池火灾有着很好的抑制作用。由于机器人可携带的液氮容量有限,为此设计了一种基于长短期记忆网络(LSTM)的灭火策略,以保证液氮的利用率最大化。首先液氮全速输出将明火扑灭,然后利用热电耦合模型估计电池的内部温度与荷电状态,将电池的状态数据与舱内可燃气体体积输入预测模型,对电池的内部温度与舱内可燃气体体积进行预测,最后将输出数据带入控制公式得到液氮注入流量与排气泵流量。通过控制气泵的流量,抑制锂电池热失控蔓延,防止发生复燃和爆炸。对该灭火策略进行了仿真实验,结果表明,该灭火策略能够在10 s内将明火扑灭,并有效抑制电池热失控蔓延,控制舱内可燃气体浓度在爆炸极限以外。该灭火机器人与灭火策略对储能站锂电池火灾的抑制作用效果显著。

上海光源光束线液氮单色器真空夹层抽气系统设计

针对上海光源部分光束线液氮单色器真空夹层真空度下降、液氮管路冷量损失引发夹层外壁冷凝滴水、结霜等威胁运行安全的问题,设计了具有真空度反馈控制和定时启动功能的自动抽气系统。模拟计算了夹层外壁不同真空度下的冷量损失及温度分布变化规律,确定了系统工作的真空度阈值等参数。设计的抽气系统当前在束线液氮单色器上运转良好,有助于束线稳定运行。

低温输液泵自然循环预冷模拟试验

介绍了低温液体自然循环预冷方案, 并以液氮为模拟推进剂, 进行一系列循环预冷模拟试验, 包括常压或增压环境、气相回流或液相回流、小管径或大管径、回流管绝热或裸露、自流或引射等各种组合。通过分析对比各状态试验时系统所获得的温度、压力数据, 得出气相回流循环预冷试验较液相回流循环预冷试验更能快速、持续地预冷系统, 增压和引射在特定条件下有利于系统保持循环状态等结论。

潜液式LNG泵用变频低温异步电机的运行性能研究

为了详细研究潜液式LNG(liquid natural gas)泵变频低温异步电机的运行性能,本文针对11.1k W低温变频异步电机样机建立了仿真模型,并通过样机的液氮试验验证了该仿真模型的准确性。基于该仿真模型,文中计算了该样机50Hz和100Hz时在液氮(-196℃)中的工作特性和机械特性,结果表明,低温异步电机的性能要优于常温电机,稳定运行转速非常接近同步转速,且电机的恒压频比调速的带载能力强。此外,文中仿真计算了样机在液氮和LNG(-161℃)中的运行性能,结果表明样机在两种流体环境的运行性能差异不大。

浅析液氮泵车的国内外现状

氮气压裂技术在油气资源开发中得到广泛的应用。简述了该技术的关键设备——液氮泵车的作用、组成及工作原理,并详细介绍了国内外液氮泵车的现状。指出我国在液氮设备技术及装备数量上与国外有较大差距,重点提出了我国发展液氮泵车的几点建议。

部分流低温液氮泵性能及流动特性仿真研究

对部分流低温液氮泵进行了外特性及内流场特性的数值模拟研究。通过两种数学模型及不同计算方法的对比,以扬程的预测差异为依据,确定了采用SIMPLEC压力耦合方式标准湍流模型最为精准,扬程偏差在4%以内。泵内流场的分析可知,泵的速度流场分布与部分流泵的设计理论相符;模拟的叶片头部的负压区验证了实验中的零压头现象。

液氮泵内缸套有限元强度与疲劳分析

对液氮泵内缸套进行有限元强度分析和疲劳寿命分析计算,找到危险位置与应力分布状态,对液氮泵缸体的可靠性评价、指导改进设计和正确使用具有重要意义。为此,采用Solid-works Simulation有限元分析软件,对某76 MPa液氮泵内缸套进行有限元强度和疲劳计算,并分析了吸入压力对强度和疲劳寿命的影响。分析结果表明,对该液氮泵内缸套采用无相贯线设计,有效地避免了相贯线的应力集中,静强度足够,整体疲劳寿命满足设计要求。但内缸套最大应力与最小疲劳寿命均出现在内缸套大端台阶边缘处,根据入口压力与强度和疲劳关系曲线认为,适当提高吸入压力可以有效改善内缸套强度和延长其疲劳寿命。

高压液氮泵设备测试装置及试验方法

目前国内的测试装置只能满足低压、小排量液氮泵设备整机测试与试验需要,而对于高压、大排量液氮泵设备的测试与试验,一方面技术上很难实现,另一方面还有较高的安全风险。为此,研究了一种高压、大排量液氮泵测试装置及测试方法。介绍了高压液氮泵设备测试装置的结构及工作原理,阐述了高压、大排量液氮泵测试装置及测试方法的应用情况。应用结果表明,该测试装置可降低试验和测试风险;压力调节系统可对水力压裂设备排出的流量和压力进行调节,操作简便、精确;可以对排出压力和排量分别进行测试,得出排量与压力、输入功率与排出压力、加载压力与加载时间的关系曲线,并输出试验与测试结果。

液氮蒸发器余热回收系统设计

液氮蒸发器余热回收系统是针对国内油气田开采现场余热回收利用率低这一现状,而开发与液氮泵车配合使用的系统。系统运用PLC控制技术对温度进行控制,对系统实现动态监控,进而实现对整个余热回收系统热量的控制。根据传热平衡方程,对液氮蒸发器的传热特性、静态增益等性能进行研究,得到液氮蒸发器在传热过程中的基本规律,制定液氮蒸发器余热回收控制系统的实验方案。热回收式液氮蒸发技术在该系统中的成功运用,提高系统的可靠性和延长使用寿命。

基于Visual Basic编程的五缸液氮泵主轴强度校核

五缸液氮泵受力情况十分复杂。利用力矩分配法和Visual Basic程序语言相结合的方法,对五缸泵的主轴进行受力分析,并计算出主轴受到的支反力,为泵壳的受力分析奠定了基础。提出了一种基于VB编程的曲轴强度校核方法,简化了受力计算过程,为液氮泵设计提供参考。

液氮泵/流体泵组合设备的选型计算及应用前景

借鉴热回收式液氮泵车和小型压裂车的设备特点,研究小型化、复合型油田专业设备。通过分析液氮泵/流体泵组合的选型及配置,推算发动机的功率,合理选择液氮蒸发方式满足液氮蒸发的功率要求,并且结合现场施工,概述设备优势,提出应用前景。

空分装置调节阀故障的判断与处理

介绍了兖矿鲁化28000空分装置开车以来仪表调节阀出现的几次运行故障,针对故障我们有针对性地进行了处理,消除了隐患,提高了装置的运行周期。

手动增压式液氮泵

介绍了获国家实用新型专利的手动增压式液氮泵。该泵用于与符合ＧＢ５４５８的液氮生物容器配套，向其它杜瓦、冷阱等输送液氮。评述了各种液氮传输方法，给出了新泵的原理、结构、使用方法。试验结果：平均流量达到４．１６Ｌ／ｍｉｎ，扬程大于２ｍ，传输效率９５％，质量１．６ｋｇ。使用结果证明新泵具有结构简单、质量轻、连接密封可靠、操作方便、省力、流量大、连续工作性能稳定、传输效率高等优点，是一种较为理想的液氮传输设备。

热能发生器叶型优化及性能

为了提高热能发生器的水力性能,将热能发生器的工作轮叶片结构由等厚直叶片改造为NACA翼型叶片.运用数值模拟方法对具有不同叶型的叶片在不同转速、不同叶片倾角、不同叶片数下的湍动能耗散率和力矩变化规律进行分析,建立了不同叶片形式、叶片数、叶片倾角的多个数学模型.研究结果表明:NACA翼型叶片在不同转速、不同叶片倾角、不同叶片数下的湍动能耗散率和力矩均大于等厚直叶片,能减轻热能发生器工作腔内液体流动产生的液流角偏离程度;随着转速增大,NACA翼型叶片与等厚直叶片的力矩差值逐渐扩大,液流偏离损失进一步减小,相对弯度较大的NACA6412翼型产生的湍动能耗散率最大,液体流动更剧烈,在3000 r/min的高转速下产生的力矩比等厚直叶片的大39.2%;当叶片倾角从35°增大到65°时,NACA0012和NACA2412翼型叶片力矩逐渐减小,NACA4412和NACA6412翼型叶片力矩值先增大后减小;不同叶型的工作轮叶片最优叶片数组合不同.

液氮泵车液压系统设计与研究

针对传统液氮泵车的技术现状和成本高的缺点,设计出一种基于液压传动的液氮泵车,即用于驱动液氮增压泵的五缸柱塞泵采用液压驱动。采用多台发动机功率合流,以及取消了机械传动的一些大部件,大大降低了制造成本,具有明显的经济效益。

浅海试油排液工艺的对比及优选

目前适应于浅海平台环境的海洋试油排液举升工艺主要有射流泵排液、螺杆泵排液、液氮气举、氮气或氮气泡沫举升及液氮、氮气或氮气泡沫与连续油管配套举升等几种方式,针对上述几种海洋排液工艺进行了系统总结和对比,说明了不同工艺针对海洋现场的优缺点,并针对不同地层储层性质及井况对不同排液工艺进行了优选。

植物油循环充氮工艺研究

油脂的氧化酸败速度与溶于油脂中的氧量有关,油脂的吸氧量可达其体积的15%~150%或质量的0.02%~0.2%,利用溶气泵的高强度气液混合特性,将99.99%的氮气在氮气压力0.05~0.15 MPa、流量5.0~150.0 L/min条件下,与植物油进行充分循环混合12~24 h,强行替换、排出油脂中吸收的氧气,以提高植物油的储存稳定性,并有效防止PET包装瓶的瘪瓶现象。

YDC800KDFG直燃式液氮车的开发与应用

针对国外进口直燃式液氮车价格高和售后服务不方便等问题,研制了YDC800KDFG型直燃式液氮车。该型液氮车是集气、液、电一体化和自动化程度很高的特种作业装备,利用直燃式蒸发器燃烧产生的热量来蒸发液氮,具有排量大,压力高和排出温度稳定的特点。该液氮车在现场共进行了20多口井的压裂、酸化、气举、排液和试压等工作,其可靠性得到很好验证,各项技术指标满足设计要求。

热镀锌板锌渣缺陷形成机理分析及预防措施

对热镀锌板锌渣缺陷形成机理进行了分析,并分析了沉没辊上锌渣的形成过程;通过控制好锌液中的Al含量、选择合理的锌液温度和带钢入锌锅温度、保证带钢表面清洁等措施,可以有效减少锌渣缺陷的产生,提高镀锌板表面质量,满足汽车、家电板客户高表面质量的要求。

低温液氮泵空化模型修正及内部流动数值研究

为了研究低温泵内的空化流动,考虑热力学效应,对现有Zwart空化模型进行了修正,并通过NACA0015水翼的空化实验验证了修正后模型的可行性。同时采用数值模拟的方法分析低温泵在输送液氮介质时所产生的空化流动现象,获得了低温泵的空化性能、叶片表面中间流线上的载荷分布情况和流道内的温度分布规律。研究结果对准确预测低温泵的空化性能,提高低温泵的抗空化能力具有意义。