基于Process Simulation的工艺仿真能力建设研究

通过对Process Simulation软件应用于仿真风电行业装配工艺过程的分析和研究,阐述了本公司建设工艺仿真能力的基本流程,在此基础上进一步探讨了加强工艺仿真能力建设的方式方法,着重于构建加强工艺仿真能力建设的复用流程,致力于工艺仿真能力的标准化建设,使得工艺仿真能够有效助推设计、工艺、制造一体的数字化双胞胎和智能制造的快速实现。

生活垃圾焚烧发电项目掺烧一般工业有机固废对烟气排放的影响

随着城市化进程的加快和工业的快速发展,我国工业固废的产生量不断增加,对环境造成严重的污染。为了解决这一问题,许多企业开始采用协同处置技术,有效地提高固废处理效率。以国内某生活垃圾焚烧发电厂为例,研究不同一般工业有机固废掺烧比例对现有垃圾处理设施的影响,以期为我国未来生活垃圾焚烧发电厂协同处置一般工业有机固废提供决策参考。

电站锅炉燃烧器配风的控制逻辑策略

电站锅炉燃烧器配风的控制逻辑研究是电站锅炉运行稳定的关键。文章通过分析电站锅炉燃烧器配风系统,提出了一种新的控制逻辑,其可分析锅炉燃烧过程中氧气和燃料的供应情况,确定合理的配风比例。研究表明,该控制逻辑能有效提高锅炉的燃烧效率,具有一定的实用价值和推广意义。

新一代的分散控制系统——PROCONTROL P

本文介绍ＡＢＢ向电站控制最新推出的ＰＲＯＣＯＮＴＲＯＬＰ分散控制系统，着重分析系统在适应电站过程控制、控制系统组织和实现等方面的特点。

中医药产业发展现状与存在问题分析——以甘肃省定西市为例

以甘肃省定西市中医药产业发展现状为例,对中医药产业发展过程中出现的问题进行梳理分析。近年来,定西市中医药产业发展成效明显,表现在中药材良种繁育初见成效,药材种植面积稳定增长,中药材加工能力不断提升,中药材仓储交易规模持续增大,中药材质量标准体系逐步建立,以及中医药康养产业正在兴起。而中医药产业发展过程中呈现的中药材种业专业化水平不高、中医药产业科技化程度不高、中药材流通溯源体系不全、中医药文化塑造宣传不足等问题,亟需通过政府的主动担当、积极引导,协调多方合作,制定相关政策以有效推进中医药产业的发展壮大。通过分析定西市中医药产业发展的现状与存在问题,以期为全国其他地方中医药产业的发展提供借鉴。

核电工控网络私有协议安全高效解析方法的实现

核电厂工业控制系统网络通信协议根据应用系统供应厂商不同,具有多样性及复杂性,且大多为私有协议。如何安全、广泛、准确地覆盖核电工控网络通信协议,实现对使用不同网络协议的通信数据进行保护及审计,是一个必须要解决的问题。本文描述了一种应用在核电工控系统网络安全防护及审计产品上,实现核电工控系统私有网络通信协议安全、高效解析的技术和方法。

中国燃煤电厂大气污染物治理历程及展望

中国燃煤电厂超低排放的改造工作已基本全面完成,环境空气质量也明显改善。为弄清燃煤电厂未来是否还需加严大气污染物排放标准及持续开发新的烟气治理技术,在系统梳理中国燃煤电厂发展及大气污染物治理历程的基础上,结合火电行业大气污染物排放占比仍然较高,环境空气持续改善需求迫切的实际情况,提出了燃煤电厂大气污染物排放标准与烟气治理技术展望。(1)中国电力工业始于1882年,经历了蹒跚起步、艰苦创业、蓬勃发展和创造辉煌4个阶段。与新中国建国初期相比,2022年全国装机容量和发电量分别增长了1383倍和1950倍,2013年以来中国发电装机容量和发电量一直居于世界首位,2022年已超过G7国家的总和。一百多年来,中国发电装机和发电量中一直以火电为主(基本上都是煤电),单机容量逐渐扩大,2021年已建成世界上单机容量最大供电煤耗最低的135万kW燃煤发电机组。火电装机容量持续增长,但占比已从2006年的83.3%下降至2022年的53.0%。(2)1991年以前中国燃煤电厂烟尘、SO_(2)和NO_(x)均无排放浓度标准,之后的30多年来燃煤电厂大气污染物排放标准经历了3次修订,从世界最宽松的排放标准限值到世界最严的排放标准限值,催生了中国燃煤电厂的超低排放。与此同时,烟尘、SO_(2)和NO_(x)治理技术不断取得新突破,引领世界。2007年国家开始实施脱硫电价政策,2011年开始实施脱硝电价政策,2014年增加了除尘电价,2016年出台了超低排放电价政策,为保障烟气治理设施的高效运行发挥了重要作用。在国家环境保护行政主管部门的组织下,逐步构建了涵盖燃煤电厂“排放标准-技术指南-工程规范-验收检测-运行管理”全流程的烟气治理技术标准体系,实现了烟气治理“设计好、建设好、运行好、效益好”的有机统一。相比2006年火电行业烟尘、SO_(2)的排放峰值,2022年烟尘、SO_(2)排放量分别下降了97.3%和96.4%;相比2011年火电行业NO_(x)的排放峰值,2022年NO_(x)排放量下降了93.1%。(3)中国环境空气质量标准PM_(2.5)年均浓度35μg/m^(3)是世界卫生组织指导值的7倍,是美国1997年标准值的2.3倍,目前中国环境空气中PM_(2.5)年均浓度的实际水平是美国的4倍多,是俄罗斯、巴西等国的3倍多,衔接美丽中国健康中国的目标,中国环境空气中PM_(2.5)年均浓度至少需下降50%。2020年火电行业排放的SO_(2)、NO_(x)分别占工业污染源排放总量的30.8%和20.9%。借鉴发达国家环境空气改善的经验和中国电煤消费量持续增长的实际情况,火电行业大气污染物排放量至少需要下降70%以上,这就需要突破尘、硫、硝一体化的烟气高效治理技术和传统烟气治理技术低成本低能耗的提效改造技术,实现燃煤电厂的超净排放。

虚拟电厂短时长精细化生产模拟方法与系统

分布式电源、电动汽车、温控负荷等需求侧可控异构分散资源渗透率逐步增加,迫切需要对其有效整合后参与电网调控。虚拟电厂(virtualpowerplant,VPP)是聚合和管控海量分布式能源(distributed energy resources,DERs)的有效形式,而运行仿真工具是发挥其作用的重要支撑。鉴于此,该文给出覆盖DER设备建模、异构DERs聚合和集群协同控制等全环节的VPP短时长精细化生产模拟方法,并设计面向VPP参与电网互动的开放式仿真系统。在分析VPP短时长精细化生产模拟需求的基础上,归纳精细化仿真关键技术;基于DERs物理特性分析及管控架构构建,提出包含设备层和管控层的VPP精细化建模方法;以通用开放为原则,设计仿真系统实现方案,通过模块化建模和通用化架构及互动接口设计,实现对多种电网仿真引擎和多类DERs模型兼容。以包含异构DERs的单个VPP为例,介绍典型日VPP生产模拟结果,并以包含多VPP的区域电网为例,给出DERs集群功率调节响应过程及其参与频率紧急控制和功角稳定紧急控制的效果,仿真结果验证了所述方法和系统的有效性。

核电厂工控网络私有通信协议测试方法研究

核电厂的工控网络结构复杂、设备众多,且大部分采用商业秘密的私有通信协议。通信效率和通信质量是常见的系统故障原因。为解决私有通信协议难以测试的问题,通过研究核电厂工控网络私有协议的特征、应用场景和通信的质量属性,采用嵌套的类型⁃长度⁃数据(TLV)报文描述技术,提出一种通用的工控网络私有通信协议的测试方法。该方法具有灵活度高、适用范围广、自动化程度高等特点,满足了通信质量的测试要求。该方法结合物理层的硬件适配,可用于核电厂工控网络中不同工控设备、不同私有协议的通信质量测试,有效提高网络运行过程中的安全性和稳定性。

基于STPA的核电厂仪控系统安全分析研究

为解决核电厂复杂仪控系统的安全性分析问题,通过引入基于系统理论的过程分析(STPA)方法,完成仪控系统的安全性分析。利用系统损失分析、系统风险分析、不安全的控制行为分析、致因场景分析四个分析过程,完成对现有核电厂仪控系统中控制保护耦合方案的安全性分析,以及保护系统设计过程的安全性分析。分析结果表明,STPA方法可有效从系统角度分析设计方案及设计流程中的不足,找出相关方案导致系统风险的致因场景和导致设计问题的根本原因。相关分析过程可进一步指导STPA方法在复杂仪控系统安全性分析中的应用。分析结果可用于指导复杂仪控系统的安全性设计。

抽水蓄能电站尾水管水柱分离数值模拟

抽水蓄能机组在极端工况运行时,可能会出现气体释放、空化甚至水柱分离现象,这对抽水蓄能电站工程设计和机组安全稳定运行造成潜在威胁。针对上述工程问题,本文基于有限体积法,将气液相变空化模型应用于气液两相流和水柱分离计算。基于Riemann不变量方程,提出有限体积和特征线耦合计算方法对抽水蓄能机组尾水管空化过程进行了数值模拟,并系统分析了尾水管进口发生空化和水柱分离后的压强变化情况。研究结果表明:压力管道内负压产生的空化和水柱分离可能引起较大升压,对机组稳定运行产生影响。该研究对电站工程设计和机组安全稳定运行有重要意义,同时为水柱分离的数值模拟提供了新的思路。

核电工控系统网络安全态势感知解决方案研究

核电厂工控系统复杂多样,且各工控系统独立防护,使核电厂缺乏整体的网络安全监控和防御能力。为解决这一问题,针对核电工控系统特点、现状及国家政策法规要求,研究了核电工控系统网络安全态势感知解决方案。该方案应用了全流量回溯分析、无损漏洞检测、单向通信、日志及工控协议快速范化解析等关键技术。该方案以核电厂为单位,对核电工控系统业务零影响、全兼容,能够监控全厂工控系统资产安全状态与告警威胁趋势、感知网络安全态势、洞悉安全风险、提供综合决策与行动。通过搭建样机系统进行全系统功能测试及第三方安全评估,验证了方案的可行性、可靠性和安全性。该方案可有效提升核电工控系统网络安全整体防护能力,为未来在核电领域中的应用提供了良好实践。

核电高压给水加热器启动过程建模与仿真

为了研究金属材料的热惯性和温度变化速率对高压给水加热器启动过程的动态特性及能耗特性的影响,本文建立了基于两相非平衡模型的核电站高压给水加热器仿真模型。针对高压给水加热器的启动过程开展仿真研究,以抽汽阀门开度和给水焓值为入口扰动边界条件,分析了最大温度变化速率和正常温度变化速率下的启动过程动态特性。研究发现:高压给水加热器仿真模型完成启动后,壳侧压强、水位和给水出口温度等主要参数与设计值误差在1%以内;为了满足温度变化速率的限制,抽汽阀门开度变化率最快不能超过75.34%/h,正常变工况运行不得超过37.24%/h,对高压给水加热器的启动过程有重要指导意义。该仿真模型可以为高压给水加热器启动过程的调试和运行优化提供参考。

高温气冷堆氢电联产核电厂的协调控制研究

利用核能的氢电联产近年来越来越受到关注。模块式高温气冷反应堆(MHTGR)是一种具有固有安全性优势的小型模块化反应堆。其核蒸汽供应系统可以提供约570℃的高温蒸汽。提出了氢电联产核电厂的协调控制方案。采用了六个高温气冷堆核蒸汽供应模块与甲烷蒸汽重整相结合的方案,根据质量和能量守恒建立系统模型,并通过Simulink平台上的仿真案例验证系统的控制策略。在满功率运行时,氢电联产核电厂产氢率为6.99 t/h,发电量为529.7 MW。通过稳态验证和引入扰动时的暂态仿真,证明了核电厂在不同功率水平和暂态状态下的运行稳定性。所提控制方案为进一步研究包含核电厂、制氢系统和间歇性可再生能源的混合能源系统的发展奠定了基础。

基于常规模拟技术和PLC的核化工项目应急电源中心控制系统设计

针对核化工项目中应急电源中心的测量和控制需求,设计了一套基于模拟仪表盘和PLC,由非安全级部分与安全级部分构成的控制系统。其中,非安全级控制系统主要由PLC构成,在满足了就地测量和控制要求的前提下,可以通过与全厂DCS系统通信,实现正常工况下厂房的远程统一监控管理要求。同时,在基于常规模拟技术的基础上,通过采用隔离器、继电器和模拟仪表盘柜进行组合,给出了安全级控制系统的实现方式。

河南省煤矿矿井水资源综合利用研究

煤矿矿区长期大量疏排地下水不仅造成区域地下水资源被浪费,加剧了水资源短缺的矛盾,同时排至地表的矿井水也成为土壤、地表水、地下水及生态环境的污染源。研究了矿井水资源化利用情况和利用问题,分析了矿井水资源化利用途径以及矿井水的处理工艺,针对焦作矿区、鹤壁矿区、平顶山矿区、新密矿区、永城矿区等矿区,提出了切实可行的提高各矿区矿井水利用水平途径的措施,主要利用方向为向电厂供水、农业灌溉用水、工业用水、生态用水等。研究可减少因煤矿开采对水资源的浪费,从而为河南省缺水矿区工农业生产提供水资源保证。

秦一厂启动给水调节阀控制功能优化研究与应用

秦一厂启动给水系统支管流量调节阀未设计自动调节功能,历年来在机组启停阶段,操纵员手动调节该阀门控制蒸发器水位的难度较大,有必要对其控制方式进行自动化改造。通过仿真建模及验证,形成一套自动控制方案,并在实际机组上进行工程实施和应用,实现启动给水流量调节阀的自动调节功能,提高控制效率,减轻运行人员操作负荷。同时,该实践对其他电厂也具有较高的参考价值。

核工业网络安全仿真测试床的建设研究

为研究网络空间,特别是核电系统的各种安全威胁和防护问题,对核工业网络安全仿真测试床的建设进行研究。采用分组分析法,从工控网络测试验证、安全研究与演练等角度对仿真测试床分组,并从安全仿真与建模技术研究、典型安全测试与评估靶标方面进行需求评判。该研究通过建设网络安全仿真测试床,构建出虚拟化、云计算等底层基础架构的组合,提供功能强大的虚拟机或物理机,并组建无限接近于真实网络环境的虚拟网络环境。研究核工业控制系统网络和系统本身的安全威胁、防护机制以及核工业系统基础设施的安全建设问题,为解决日益严峻的核工业安全形势提供参考。

基于系统工程的核电厂仪控系统设计流程研究

核电厂数字化仪控系统具有设计复杂、结构庞大、集成度高的特点。为了解决设计中由于设计流程不规范、以结果为导向、以施工图设计和管理为重点等而出现的各种综合性问题,研究了在核电厂仪控系统设计流程中使用系统工程的方法。创新性地结合了系统工程方法和核电厂仪控系统全生命周期的模型,重新定义和开发了仪控系统的设计活动,对活动进行统筹规划。建立核电厂仪控系统设计的标准化系统工程体系,可对其进行裁剪,用于指导不同核电项目、不同层次仪控对象的全生命周期设计。基于系统工程的仪控系统设计流程的开发,有利于规范仪控系统设计活动、实现全生命周期的设计管理和维护、提升核电设计和管理能力、提高国际竞争力。