火灾后波纹钢腹板组合梁力学性能研究

建立了波纹钢腹板组合梁全过程火灾下有限元分析模型,利用持荷情况下,经历火灾升-降温全过程作用后的波纹钢腹板组合梁力学性能试验结果验证了模型的合理性。采用验证后的有限元模型对影响组合梁火灾后力学性能的参数进行了研究,其中包括:升温时间、荷载比、剪跨比及材料强度。分析结果表明:全过程火灾后组合梁有受弯破坏和受剪破坏两种破坏模式,剪跨比为1.5时,组合梁发生受剪破坏;剪跨比为2.5和3.5时组合梁发生受弯破坏;火灾后波纹钢腹板组合梁剩余承载力与剪跨比、混凝土强度及外包钢梁屈服强度成正比,与升温时间、荷载比成反比;升温时间越长,荷载比对组合梁火灾后剩余承载力影响越显著。

基于SMCS模型的高强螺栓及节点火灾全过程断裂性能模拟

高强螺栓广泛应用于钢结构节点连接,火灾高温会影响其基本材性和断裂行为,从而影响螺栓节点抗火性能甚至整体结构抗倒塌性能。基于10.9级高强螺栓火灾全过程(升温段、降温段、火灾后)单轴拉伸试验结果,结合有限元模拟,对不同温度历程和应力三轴度对应的螺栓SMCS断裂模型进行校准,并与螺栓材性试验和T-stub节点试验结果对比验证;对T-stub节点火灾全过程断裂行为进行参数分析,研究损伤准则和温度历程对节点失效模式和变形特征的影响。结果表明:校准的SMCS模型能够有效、准确地预测螺栓和节点在火灾全过程和高应力三轴度(0.3~1.2)下的受拉断裂行为,适用预测误差在12%以内;拉伸温度和峰值温度是影响高强螺栓抗断能力的主要因素,螺栓抗断能力随温度升高而提高;不同温度历程下T-stub节点可能发生翼缘板屈服断裂、翼缘板和螺栓同时屈服断裂、螺栓屈服断裂三种失效模式,且节点的变形能力(延性系数)与失效模式有关,确定钢板母材和螺栓的断裂模型是准确预测节点失效模式的关键。

油气井井喷失控着火应急救援技术及发展方向

井喷失控是石油天然气工业领域性质严重、损失巨大的灾难性事故,尤其是“三高井”井喷失控着火后,井口火势大、热辐射高、流体冲击强,对抢险技术、装备及作业安全的要求极高,导致处置过程极其复杂、周期极其漫长。为了充分认识“三高井”井喷失控着火后的处置难点,以井喷失控着火应急救援技术与装备为研究对象,分析了技术发展历程、技术现状、发展方向,创新研究形成了从险情侦察、冷却掩护、清障切割到井口重置的全系列陆上井喷应急救援特色技术。研究结果表明:(1)我国井喷失控着火应急救援技术目前已完成由早期缺少专业技术与装备向近井口高危区域无人化迭代升级;(2)形成的险情侦察技术、冷却掩护技术、清障切割技术、井口重置技术能够满足105 MPa、1000×10^(4)m^(3)/d的高压高产井失控抢险需要;(3)运用相关研究成果成功处置了国内外多起井喷失控、着火及井口刺漏等井控险情,技术能力达到国际先进水平。结论认为:虽然国内陆上油气井井喷失控着火应急救援技术水平已得到大幅度提升,但未来仍需要在可视化、智能化、信息化方面持续攻关,推动技术与装备迈上新台阶。

火灾全过程下10.9级高强螺栓断裂性能试验研究

火灾下钢梁悬链线效应产生的附加作用力易造成梁柱节点断裂破坏,掌握高强螺栓的高温力学性能和断裂性能是研究钢节点高温断裂破坏机理的基础。考虑应力三轴度和温升历程的影响,设计10.9级高强螺栓平滑圆棒和缺口圆棒试件,分别进行火灾升温段、升温-降温段和火灾后螺栓拉伸断裂试验,获得高强螺栓火灾全过程下工程和真实应力-塑性应变曲线;研究高强螺栓在复杂应力和高温共同作用下的断裂性能,并通过电镜扫描试件断口,研究其微观断裂机理。研究表明:火灾全过程下高强螺栓呈现韧性断裂特征;温度高于400℃时,EC3结果偏不安全,弹性模量折减系数偏大约0.15,屈服强度偏大0.3~0.4;不同温度工况下,应力三轴度越大,高温屈服强度和极限强度越大,断裂应变越小,但超过600℃时应力三轴度影响被削弱;断裂应变随温度升高而增大,降温段螺栓材性与峰值温度有关,直接采用升温段材性代替会造成不安全结果,弹性模量差异可达常温值的15%,屈服强度相差达20%;升温段材性直接代替火灾后材性则会造成材料浪费,强度折减系数差异达0.36。

燃煤电厂燃料全过程监督的管理研究

燃煤电厂燃料技术监督是提高燃料采制化设备可靠性,保障燃料数质量验收结果真实准确,提升燃煤电厂燃料管理水平的重要手段。在煤炭价格上涨的情况下,燃料验收的准确性对于燃煤电厂控制成本、提高机组运行控制水平具有重要意义。为此,单一技术层面的燃料监督已经不能满足当前的验收工作要求,需从燃料管理的体制机制、人员廉洁从业教育、燃料采购、煤场、采制化设备、燃料智能化、数据分析等方面进行全面监督。以某电厂为例,对燃料全过程监督存在的问题及对策措施进行分析,解决燃料技术监督覆盖面不足的问题,进一步堵住燃煤电厂燃料管理的风险防控漏洞。

高应力三轴度下Q355钢火灾全过程断裂性能试验研究

火灾下钢构件断裂破坏是导致整体结构连续性倒塌的主要原因之一,掌握钢材高温断裂性能是研究钢结构抗火承载性能和评估高温后结构安全性的基础。以Q355钢为研究对象,设计光滑圆棒和缺口圆棒试件,进行火灾全过程(升温段、降温段、高温后)拉伸断裂试验,研究复杂应力状态(应力三轴度)和温升历程(峰值温度和拉伸温度)对钢材工程和真实应力-应变曲线、断裂应变的影响,并通过电镜扫描研究其微观断裂机理,结合数值模拟对高温断裂模型进行参数标定。研究表明:火灾全过程下Q355钢材呈现韧性断裂特征,拉伸温度和应力三轴度对其断裂性能影响较大;拉伸温度和峰值温度越高,断裂应变越大,延性越好,高温后断裂性能与常温相似;应力三轴度影响材料断裂性能对温度的敏感性,温升历程影响真实应力-应变曲线塑性段斜率;SMCS断裂模型适用于预测Q355钢材火灾全过程断裂行为,需采用不同参数表征钢材升温段和降温段断裂性能。

新形势下建设工程全过程消防检测(查验)技术要点解析

在新形势下随着我国市场经济高速发展及《中华人民共和国消防法》的深化改革,建设工程消防行政审批权限由消防部门移交住建部门。而在现实的消防检测中发现建设工程存在着诸多问题,且整改难度大,整改时间长,导致不能顺利通过消防工程竣工验收。该文通过整理及分析消防检测查验过程中发现的主要问题,进而发现建设消防工程实施全过程查验的必要性,并提出设计、施工、竣工验收阶段的消防查验技术要点,有助于提高建设工程消防施工质量和消防安全,希望为建设工程消防检测和住建部门监管起到一定的指导作用。

消防工程全过程技术服务研究

与建筑工程管理相比消防工程管理属于动态管理模式,从这个角度来看在进行消防安全工程施工时发生安全质量风险的概率更大,因此应做好全过程技术服务工作及消防审验工作,从源头将消防工程安全风险进行规避,保证消防工程建设质量。消防技术服务部门为独立的第三方社会组织部门,其会参与到消防工程设计、审查与验收工作中,从而保证消防工程设计及施工质量。现阶段,我国消防技术服务行业还处于初级发展阶段,在进行建设的过程中将《建设工程消防设计审查验收管理暂行规定》(51号令)作为消防技术服务机构资质认定等方面的政策,在该暂行规定中指出消防服务机构为消防工程提供消防设计文件审查、消防特殊设计情况、竣工验收及消防检查情况、消防工程验收评定情况及全过程消防技术服务等,通过此来保证消防工程建设安全质量。

面向对象动态学习的燃煤机组燃料全程控制方法

针对目前燃煤机组在启动阶段燃料控制中存在的操作设备繁复、控制参数过多、优化手段单一以及启动时间过长等一系列问题,提出了一种面向对象动态学习的燃煤机组燃料全程控制方法。通过将整个燃料全程控制对象化、阶段化,动态学习各个阶段各个系统当前工况,自适应产生燃料智能控制指令,实现从机组点火到投入协调控制的全过程燃料智能控制。在某1050 MW机组上进行了功能验证,实际运行结果表明,该控制方法在整个运行过程中具有较强的时效性与智能性,能大大缩短机组启动时间,提高机组整体自动化水平。

火灾后圆套圆CFDST柱轴压力学性能

为了研究火灾后圆套圆CFDST柱轴压力学性能,利用ABAQUS建立有限元模型,通过试验对有限元模型进行验证。首先,选用火灾后钢材和夹层混凝土的热工参数和本构模型,剖析了中空夹层钢管混凝土柱温度场的分布规律。然后,以受火时间、空心率、混凝土强度等为主要变化参数,剖析了火灾后中空夹层钢管混凝土柱轴压工作机理,并对其典型的承载力-位移曲线进行分析。结果表明:随着受火时间和空心率的增加,试件的极限承载力呈现下降趋势;外钢管为Q590的试件承载力比外钢管为Q390的试件承载力提高了42%,外钢管屈服强度对试件极限承载力影响显著;混凝土强度为C70的试件极限承载力比混凝土强度为C50的试件极限承载力略有提高。

基于火灾场景的大型浮顶储罐区全过程风险防范体系研究

针对大型浮顶罐区火灾事故风险特征,通过对火灾场景辨识及其火灾风险影响因素分析,结合预防初期火灾场景风险要素和消防系统有效性,提出了罐区火灾事故现实风险的评估框架及确定方法。在此基础上,构建了基于火灾场景的全过程风险防范体系,包括库区评估规划、罐体本质安全化设计、库区火灾预防、罐区火灾扑救、园区火灾事故管理等5个方面,并给出相应的对策措施。大型浮顶罐区全过程火灾风险防范是一个持续改进的结构化过程风险管理体系,有助于实现罐区火灾风险的过程安全管理,进而提高仓储型园区的整体消防安全保障能力和风险防控水平。

超低排放燃煤电站SO3生成及全流程分布特性

燃煤电站中SO 3的生成、转化和排放特性引起广泛的关注。为了研究燃煤电站中SO 3生成及全流程分布特性,对多个电厂省煤器出口和选择性催化还原(SCR)出口烟气中SO 3浓度进行了测试,并对两个采用不同超低排放技术路线的1000 MW机组的SO 3浓度进行了全流程现场实验。结果表明,SO 3炉内生成率一般为0.145%~0.785%,SCR装置内SO 3生成率为0.165%~0.86%。空预器后SO 3浓度降低,降低幅度为18.3%~28.1%;传统静电除尘器和低低温静电除尘器对SO 3的脱除率分别为7.5%~10%和20.2%~31.4%。传统湿法脱硫装置和高效脱硫除尘一体化装置对SO 3的脱除率分别为22.2%~29.5%和26.2%~36.7%。采用湿法脱硫+湿式静电除尘器的组合方式实现超低排放的燃煤电站对SO 3的总脱除效率为61.2%~76.4%,最终排放浓度为2.48~3.36 mg/Nm^3。采用高效脱硫除尘一体化装置的燃煤电站SO 3总脱除效率为59.3%~62%,最终排放浓度为6.8~8.6 mg/Nm^3。

牵引火炮非线性有限元隐式动力学分析

研究牵引火炮全发射过程非线性结构动力学有限元建模和分析中的关键问题。建立了某牵引火炮含身管与摇架导轨之间大位移滑动接触的非线性结构动力学有限元模型,运用隐式时间积分动力学方法模拟了该炮发射的后坐一复进过程,获得了炮架关键部位应力、应变和位移的瞬态响应,计算结果与实验测试结果基本一致。研究表明:该文的建模原理和数值模拟策略突破了火炮全发射过程总体结构动态应力分析的瓶颈。利用该文方法可以进一步研究火炮发射时的动态刚强度、冲击振动、结构动态稳定性等问题。

K8型单层球面网壳的性能化防火研究

以凯威特K8型单层球面网壳为研究对象,选用高大空间火灾空气温升曲线模拟3种火灾场景下结构的非均匀温度场,利用有限元软件ANSYS对结构进行火灾全过程分析,得出结构在火灾作用下的位移特征、内力变化、极限荷载和失稳模态,阐明不同结构参数(荷载比、矢跨比、跨度)对耐火时间和极限位移的影响。根据结构在火灾高温下的最不利情况和破坏形式,结合双层球面网壳的抗火优势,采用性能化防火设计方法,得到单层球面网壳结构防火改进的一般规律,达到延长结构的耐火时间,提高结构在火灾高温下弹塑性极限承载力的目的。

燃煤电厂砷、硒、铅等重金属全流程控制技术研究进展

煤炭清洁高效利用是推动我国能源结构低碳绿色转型的重要途径。重金属作为燃煤主要污染物之一,对人类及生态环境危害巨大,目前美国已开始执行燃煤电厂重金属排放标准,主要通过选煤技术降低重金属源头生成以实现达标排放。我国煤炭用量大、部分煤种重金属含量高、地区差异大,亟需开发符合我国国情的重金属控制技术。以挥发性强、毒性高的3种典型重金属砷、硒、铅为对象,总结了国内外燃煤电厂重金属排放现状及控制技术进展。我国煤电污染物超低排放技术路线对重金属具有一定的协同控制效果,其中硒较多以气态形式存在,集中在湿法烟气脱硫系统内洗涤脱除,砷、铅主要附着于颗粒物上,除尘器对其具有协同捕集效果,但仍存在痕量气态硒传质驱动力差、细颗粒态砷、铅易穿透等瓶颈问题,严重制约了重金属的稳定高效捕集。“转化与固定”是重金属控制的总体思路,即通过化学组分调控与物理流场优化等方式,促进烟气重金属由细颗粒态、气态向粗颗粒态,由高毒性向低毒性转变,以实现重金属的无害化处理。基于该思路,目前已形成了一系列燃煤电厂重金属全流程控制技术,根据作用阶段可分为炉前、炉中、炉后3类,主要包括选煤、煤种调配、炉内吸附剂、凝并、脱硫塔内构件优化等技术。此外,燃煤副产物(脱硫石膏与废水)中重金属的稳定化问题需额外关注,可通过浆液原位固化或先进废水处理技术,降低副产物中重金属的环境释放风险,以上部分技术已通过中试或实际机组试验验证,具备较好的推广应用前景。为进一步发展燃煤重金属控制技术,提高我国重金属污染治理水平,对重金属控制技术发展进行展望:应开发实际燃煤中痕量重金属在线连续检测技术,实现重金属浓度实时获取;剖析多机制耦合作用下重金属转化行为与动力学特性,明晰复杂烟气条件下重金属详细迁移机制;建立燃煤重金属控制技术的评估体系,根据电厂特征、目标重金属、技术成熟度、经济性、环境风险等,提供具有针对性的重金属控制方案。

某660MW燃煤机组烟气超低排放全流程性能试验研究

面向煤炭清洁高效利用的需求,基于“SCR+ESP+FGD+WESP”超低排放技术路线,通过对某660MW燃煤机组污染物控制单元性能试验分析,全流程考察了各污染物控制单元超低排放性能状态。试验结果显示:烟尘、SO_(2)和NO_(x)排放浓度分别为2.7、6.2、17.6mg/m^(3),分别为超低排放限值的27.0%、17.7%、35.2%。污染物控制单元之间对SO3和烟尘具有协同控制效应:SO_(3)综合脱除效率为91.5%,烟尘综合脱除效率为99.98%。湿式电除尘器有利于协同控制烟气中细颗粒物(PM_(2.5))、SO_(3)和液滴排放。结果表明:湿式电除尘器对PM_(2.5)的脱除效率分别为82.9%和81.8%,平均值82.5%;对SO_(3)协同脱除效率分别为58.8%和52.9%,平均值为52.9%;对液滴协同脱除效率分别为76.9%和72.3%,平均值为74.6%。以100%负荷的B工况为例,WESP出口烟气量为2235693m^(3)/h,根据中国电力企业联合会2020年度中国电力行业发展报告中火电发电设备利用小时数4307h计算,现行排放浓度与超低排放限值相比,烟尘、SO_(2)和NO_(x)分别减排了约70.3、277.3、312.0t,环境效益显著。所述路线、结果可为提升燃煤机组污染物控制能力提供技术参考。

关于对消防施工质量实施全过程监管的探索

在消防验收及备案抽查过程中发现建设工程存在着诸多问题,整改难度大,整改时间长,造成资源浪费,项目滞后使用。通过梳理及分析消防验收、备案抽查中的主要问题,从整改方法、难易程度、经济性等因素展开讨论,发现有必要在项目建设过程中实施全过程监管,并提出事前、事中、事后监管的有效措施,将有助于提升建设工程消防施工质量和消防安全,为类似工程提供一定的参考和借鉴。

建设阶段消防工程的全过程监管——新《消防法》对建设阶段消防工程管理的影响

新《消防法》明确了消防设计审查验收由住建部门承担,但住建部门应该承担的是整个建设阶段消防工程的监管。消防功能本身就是工程质量的一部分,是住建部门的管理范畴。消防工程的特殊性又对消防管理提出了新要求,消防设计审查验收与全过程监管有有着不同和联系。本文从建设阶段消防工程的监管问题出发,分析了新《消防法》条件下,住建部门应如何实施消防工程全过程监管。

井控技术研究进展与展望

当前油气勘探开发正向超深层、非常规等领域大举进军,钻井井控面临特殊岩性地层压力预测精度低、多产层多压力系统复杂、主要产层安全密度窗口窄、老井井口油气泄漏等一系列安全挑战。为保障油气勘探开发安全稳步推进,在国内外井控技术调研和国际对标分析的基础上,对井控技术面临的挑战、井控技术研究进展以及发展方向进行了系统分析。研究结果表明:①碳酸盐储层地层压力预测/检测、早期溢流监测探索和控压钻井技术推广应用,一级井控技术持续发展;②形成了以“井控装备、非常规压井及安全密度窗口扩展”为主的二级井控技术,基本保障了多产层多压力系统井的安全作业;③提出了全过程带火作业井喷失控井救援新理念,形成了自主知识产权的酸性油气藏失控高产井救援技术;④研发出静磁随钻测距系统,救援井技术具备理论基础,具备生产应用的条件。结论认为,国内井控技术虽然已取得长足进步,但仍需在特殊油气藏地层压力预测理论、非常规压井工艺、救援井技术等方向开展持续攻关,以满足对超深层、非常规油气等领域的开发需要。

全过程火灾下矩形截面钢管混凝土叠合柱温度场数值研究

由于钢管混凝土叠合柱(ST-RC)具有良好的抗震性能和耐火性能,本文对矩形截面钢管混凝土叠合柱在标准火灾全过程(包括升温、降温阶段)下的热学性能进行了数值研究。利用Abaqus有限元分析软件建立矩形截面钢管混凝土叠合柱的热学分析模型,结合相关试验数据对模型的准确性进行验证,并对标准火灾升温、降温全过程下试件的温度场分布情况进行分析。结果表明:矩形截面钢管混凝土叠合柱在标准火灾升温下的温度场分布呈现双轴对称形态,外围混凝土厚度较大的长轴方向上构件内部测点的温度相对短轴方向更低;在火灾作用的全过程中,混凝土的温度变化存在滞后现象,使得试件受火表面之间距离越大的区域升温、降温的滞后时间也越长;在降温的最终时刻,截面温度场分布为内高外低形式,与升温结束时刻的温度场分布方式相反;与升温结束时刻相比,火灾后(历史最高温度)的温度场中混凝土材料达到劣化温度的区域面积更大,采用历史最高温状态的温度场进行火灾全过程中叠合柱结构相关力学性能的计算时更安全。