太阳耀斑预报深度学习建模中样本不均衡研究

不同等级耀斑发生的频次存在数量级上的差别,使基于常规卷积神经网络的耀斑预报模型通常难以捕捉M和X类耀斑先兆特征,导致高等级耀斑预报精度低的问题.本文对于这种耀斑预报中的长尾分布问题,通过控制变量法讨论不同深度长尾学习方法对于耀斑预报精度提升.尝试从训练集优化、损失函数优化、网络权重优化等角度改进模型对于M和X类耀斑的预报性能.在SDO/HMI太阳磁图预报未来24 h耀斑的实验中,相比于常规方法训练的基准模型,改进模型在M和X类耀斑预报的精确率分别有了53.10%和38.50%的提升,同时在召回率上有64%和52%的提升.表明在耀斑预报问题中,数据长尾分布的处理至关重要,验证了深度长尾学习方法的有效性.这种提升尾部类预报精确率的方法不仅可以应用于耀斑预报领域,还可以迁移到其他具有长尾分布现象的空间天气典型事件的预报分析中.

Flarenet在乙醇合成项目火炬管网设计中的应用

用Flarenet软件对某新建乙醇合成项目的整个火炬排放系统的安全阀及火炬管网进行建模,按照不同泄放工况分别计算。根据排放支管和火炬总管的马赫数计算结果,对管道尺寸进行调整并校核计算,使所有排放管道的马赫数满足规范的要求。在计算过程中,设定安全阀尺寸(经验值),使额定泄放量满足实际泄放量的需求,并按安全阀后总背压与设定压力的比值选择合适的安全阀型式。Flarenet软件可以高效率的对管道尺寸进行优化,使排放管的马赫数符合要求;准确计算安全阀的总背压,有良好的实际应用价值。

应用FlareNet软件计算MTO装置火炬管网

火炬系统用来处理石油化工装置中无法收集和再加工的可燃气体或蒸汽,是保证安全生产、减少环境污染的重要措施。火炬管网将装置排放的火炬气安全输送到火炬,是火炬系统的重要组成部分。MTO(甲醇制烯烃)装置以甲醇为原料生产聚合级乙烯和丙烯,其火炬排放量较大,因此,合理设计火炬系统和计算火炬管网非常重要。近年来,国外模拟软件已成为工程设计的重要辅助工具,在国际上使用最广泛的是AspenTech公司开发的FlareNet软件,用于火炬和泄放网络的水力学设计和分析。根据约束条件,对国内某300kt/a MTO项目计算结果进行分析和优化。通过与已建成的同等能力的MTO装置的火炬总管尺寸和安全阀型式进行比较,证明采用该软件,较传统的手工计算方法更快捷和有效,可以准确进行MTO装置管网的设计和安全阀选型。

油田火炬管网系统设计及优化研究

油田联合站火炬管网系统承担着将正常生产和紧急安全泄放的伴生气输送至火炬进行放空燃烧的任务。在满足泄放要求的前提下,应尽量优化工艺设计,降低火炬管网的投资。通过对泄放源压力的分析,将火炬管网划分为高压、低压管网,再用其分别泄放并筛选出最大负荷工况,优化火炬系统管网。根据API STD 521—2020《减压和泄压系统》标准并采用Aspen Flare System Analyzer软件,对火炬泄放管网系统进行工艺设计和模拟,确认各火炬系统管线的泄放介质最大马赫数以及各泄放源最大背压均满足安全泄放要求。

基于Matlab的BP神经网络在太阳耀斑级别预测中的应用

太阳耀斑爆发与多种因素存在着非线性的关系,其中规律难以把握.选择时间变化长短,工作频率,路径大圆距离,VLF传播相位变化偏移量4个与太阳耀斑级别预测密切相关的重要因素,构建了BP神经网络模型;然后利用Matlab工具箱对网络模型进行系统仿真与多次训练,使网络的预测输出不断逼近期望输出,实现对太阳耀斑级别的预测,通过结果误差分析,表明这种方法具有有效性与可行性.

基于RBF人工神经网络的X级以上太阳耀斑预报研究

采用第23太阳活动周X级以上耀斑的数据,通过回归分析、Gauss拟合和RBF人工神经网络等方法对X级以上耀斑进行预报研究.结果表明,将黑子群的位置、卡灵顿经度、耀斑爆发时间与黑子群达到最大面积的时间关系、每7d黑子群的最大面积、太阳耀斑流量的积分值、CME速度和F10.7射电流量7个预报因子作为参量对RBF人工神经网络预报模型进行训练,训练后建立的RBF模型的输出结果和训练数据的相关系数高达98%,对耀斑强度的预报结果与观测结果的误差在0.5以内,预报模型符合耀斑短期预报的要求.

火炬排放管网压力降的简便计算法

基于等温流动方程和出口压力，借助图算法，提出了一种新的计算火炬排放管网压力降的简捷方法。给出了计算步骤和计算实例，并讨论了该方法的适用性和误差范围。

利用中国地壳运动观测网络的GPS资料对太阳耀斑的监测及分析

利用中国地壳运动观测网络的GPS资料对2000年7月14日的太阳耀斑进行监测和分析,介绍一种值得探讨的耀斑爆发前可能存在的“前兆”现象。

国外某油田中心处理站火炬管网的设计

根据装置紧急泄放的要求,国外某油田中心处理站需要布置完善的火炬系统,以满足装置区域内的应急工况。文章通过对站内火炬管网的设计计算,总结出火炬管网的设计计算流程,并对安全泄放装置泄放量的计算、火炬管网的分析和校核重点、对设计的优化等进行了讨论。

枝状火炬管网系统背压计算模型的研究

根据火炬管道流动的限制条件,采用精确的气体状态方程及摩擦阻力计算式,对传统的气体泄放管道模型进行改进,建立管网单元流动模型。基于图论的思想,针对枝状火炬管网的结构特点,建立了管网拓扑模型。将管网单元流动模型与管网拓扑模型联合,实现了对火炬管网系统背压的求解,并应用编程工具MATLAB开发了火炬管网系统背压计算软件BP-Flare。通过案例分析,表明所建模型具有较高的计算精度。

LNG扩建工程火炬系统改造设计与优化

针对LNG扩建项目,提出了火炬系统(包括管网和火炬头)的改造与设计思路。首先确定新增泄放源,计算扩建后需要的火炬处理能力,再通过火炬头专业计算软件Flaresim校核原火炬头马赫数、热辐射范围、噪音范围、安全间距等是否满足规范要求;对于火炬管网采用Aspen Flare System Analyzer软件进行全厂管网核算,主要包括新增BOG总管的管路尺寸选择、原有管路的尺寸核算。该火炬系统整体设计思路已经在施工图设计中成功采用,可为LNG项目的扩建工程设计提供参考。

煤化工装置火炬排放管网的系统设计

以某煤制乙二醇装置为例,针对火炬排放管网的工艺设计、计算,对火炬排放管网的划分、规模的确定、管网尺寸的确定、压力泄放阀火炬背压的确定、设计温度和设计压力的确定以及凝结水的收集等方面进行论述。

浅析大型煤化工项目火炬系统设计

分析了火炬系统在规模日益增大的煤化工装置中的作用;阐述了火炬系统的分类、设置、布局以及火炬热辐射半径和火炬高度的设计计算确定方法;提出了实现火炬系统安全、可靠、环保和经济性的设计理念和见解。

煤化工高架火炬装置的设计及应用

中盐安徽红四方股份有限公司在一期28万吨/年合成氨项目和二期30万吨/年碳酸二甲酯项目中均设置了高架火炬,高架火炬系统的设计原则为确保生产的安全性,并能充分利用能源,节约资源。

基于长短期记忆神经网络的太阳耀斑短期预报

提出了一个基于长短期记忆神经网络的耀斑预报模型,利用过去24 h太阳活动区的磁场变化时序构建样本,通过长短期记忆神经网络对磁场特征时序演化进行分析,预报未来48 h内是否发生≥M级别耀斑事件。使用的数据集为2010年5月到2017年5月所有活动区样本,选取了SDO/HMI SHARP的10个磁场特征参量。在建模过程中通过XGBoost方法选取权重、增益率和覆盖率均较高的6个特征参量作为输入参数。通过测试对比,模型的虚报率和准确率与传统机器学习模型相近,报准率和临界成功指数分别为0.7483和0.7402,优于传统机器学习模型。模型总体效果优于传统机器学习模型。

智能无线技术在乙烯装置火炬管网监测上的应用

智能无线网络技术在我国工业生产过程中已经取得了一定范围的应用,采用智能无线技术,无需铺设电缆和桥架,能够节省较大的施工费用。在生产装置中安全阀泄漏至火炬管网会导致巨大的能源损失和危害环境的潜在风险,而使用常规仪表检测当前安全阀泄漏存在较大的施工难度。通过无线检测技术在乙烯装置火炬管网监测上的实际应用,解决了目前火炬管网泄漏源无法定位的难题,降低了管网的整体泄漏量,探讨了无线检测技术在石化行业储运设施、关键设备状态监测以及能源管理上的应用前景。

基于太阳黑子群数据的多模态太阳耀斑预报模型

当前的太阳耀斑预报模型主要通过统计关系建立,直接将从太阳黑子群磁图中提取的特征参量作为模型输入,系统的自主性低,导致图像数据中包含的与太阳耀斑相关的高阶抽象信息难以被充分利用,进而限制模型预报的精度。为解决当前太阳耀斑预报中数据利用不充分的问题,文章将海量太阳观测数据与先进的人工智能技术结合,综合利用太阳活动区磁场观测图、磁场特征参量和对应的耀斑事件标签,并借助全连接神经网络高精确率以及卷积神经网络高召回率和可有效提取高层语义信息的优点,构建基于深度学习的多模态太阳耀斑预报模型。实验证明该模型的主要评价指标结果比其他模型至少提高7.8%。

酸性水罐恶臭气体的密闭排放以及轻烃回收

系统介绍了酸性水罐恶臭气体的治理技术在中海油惠州石化有限公司的应用,该湿法吸收除臭技术能够有效脱除恶臭气体中的大部分污染物。使用该技术后,脱臭尾气中的硫化氢质量浓度低于0.3 mg/m^3,氨气质量浓度低于2.27 mg/m^3,符合GB 14554—1993《恶臭污染物排放标准》。通过增设风机解决了恶臭气体因压力过低无法并入火炬管网的问题,在实现恶臭气体全程密闭排放的同时也将恶臭气体中的轻烃回收至火炬中,既减少对环境的污染也实现了节能降耗。该脱臭技术投资少,设备简单,运行稳定,不产生二次污染,妥善解决了酸性水罐恶臭气体的排放问题。

拱顶罐设计压力对低压火炬管网系统的影响

伊朗北阿项目原油脱气塔、原油拱顶罐和污水沉降罐等设备气出口通过火炬管网连接至低压火炬,最远端设备距离火炬约500 m。原FEED设计中拱顶罐设计压力为0.002 MPa(G),受大罐背压影响,低压火炬系统需较大管径;在详细设计中采纳国际知名设计咨询商的审查意见,提高拱顶罐设计压力到0.004 MPa(G)。通过计算两种不同设计压力条件下大罐主体工程量,在此基础上计算了两种不同设计压力条件下低压火炬管网系统管径,经技术和经济对比分析认为,将拱顶罐的设计压力从0.002 MPa(G)提高到了0.004 MPa(G),节约成本约82.8万美元,具有可行性和经济性,值得推广和应用。

乙烯装置火炬系统的工艺设计要点分析探讨

介绍了乙烯装置火炬系统的工艺流程及其工艺设计过程,并以某百万吨级新建乙烯装置为例,对火炬负荷分析、界区点处的背压选取、主要设备计算和火炬管网设计进行了说明与探讨,可供设计参考。