东方电气技术创新与产业发展

在10月11-12日举办的以“打造绿色钢铁建设生态文明”为主题的“技术创新·企业发展”论坛上，中国东方电气集团有限公司、宝钢集团有限公司、唐山钢铁集团有限责任公司、中国南车集团分别围绕“东方电气技术创新与产业发展”、“宝钢技术创新工作回顾与思考”、“唐钢转型发展的探索与实践”、“坚持科技兴企战略、提升自主化能力、建设创新型企业”作专题报告和技术交流。本期特摘编部分内容，以供读者交流学习。

高速S-CO_(2)向心透平几何参数优化及变工况特性分析

透平是热力循环中实现热功转换的核心设备,优化透平几何参数以改善气动性能,是提升系统热效率的关键。该文以面向某船舶主机烟气余热利用的超临界二氧化碳布雷顿循环透平设计参数为基础,给出向心透平主要几何参数,采用耦合CO_(2)真实物性参数的CFX仿真方法,分析几何参数动、静叶包角以及叶轮出口几何角对透平性能的影响规律并进行参数优化,进一步研究非设计工况下的透平运行特性。结果表明:增大静叶包角会使动叶前缘出现扰动涡流并减少余速损失,增大叶轮出口几何角,动叶包角对透平效率的影响规律不变,但效率峰值点会沿动叶包角减小的方向移动;动、静叶包角和叶轮出口几何角分别为49°、21.5°、25°时透平设计点总-静等熵效率高达87.99%,相比优化前,提高0.54个百分点;透平偏离设计点±20%工况下等熵效率大于80%。结果可为超临界二氧化碳高速向心透平设计提供一定参考。

基于KUKA工业机器人的遥操作控制系统设计与异构主从控制方法研究

为了适应特种环境作业的需求,提出一套以KUKA工业机器人为从操作手的遥操作控制系统设计方法。通过Eth.KRLXML软件接口与主控计算机建立TCP/IP连接进行通信,实时地反馈机器人的关节角度与末端位姿等信息,同时接收并执行主控计算机的控制命令。针对异构型主从遥操作控制系统,提出一套基于相对位姿尺度变换的遥操作控制算法,将主操作手的运动信息经过相对坐标变换和尺度变换换算到KUKA机器人的末端,实现对不同大小工作空间的精确异构遥操作控制。最终所设计的遥操作控制系统和异构型尺度变换遥操作控制方法的有效性在实物抓取释放实验中得到了验证。

城市生活垃圾等离子气化技术研究进展

由于垃圾焚烧存在二次污染,需要寻找替代技术,城市生活垃圾等离子气化技术是垃圾焚烧最具潜力的一种替代技术。就国内外等离子气化技术在城市生活垃圾处理领域中的主要研究进展进行了评述,指出国外研究已经从基础研究过渡到商业应用上,而国内起步较晚,成果有待考证。

超临界二氧化碳循环系统工艺参数设计研究

利用Ebsilon软件建立超临界二氧化碳再压缩布雷顿循环系统计算模型,完成百kW功率等级系统的工艺参数设计计算,通过对计算结果的分析,深入探究系统工艺参数对系统发电效率、低温回热器和高温回热器换热系数与换热面积乘积(KA)的影响。主压缩机入口温度和入口压力存在合理组合范围,以保证发电效率较高且低温/高温回热器KA较小。主压缩机入口温度增加,适宜选取的主压缩机入口压力也增加。研究发现,在上述组合范围内,主压缩机入口温度一定时,不同主压缩机入口压力下发电效率随分流系数变化的曲线存在近似相交点,当分流系数小于该交点值,主压缩机入口压力越接近临界压力,发电效率越高;当分流系数大于该交点值,主压缩机入口压力越远离临界压力,发电效率越高;该分流系数随透平入口温度增大而增大。相同分流系数(小于上述分流系数交点值)时,发电效率变化幅度与主压缩机入口压力的关联程度随主压缩机入口温度的增大而逐渐减小。主压缩机入口压力一定时,低温回热器KA随分流系数增加的变化趋势与主压缩机入口压力本身取值有关,高温回热器KA随分流系数的增加而增加。分流系数一定时,主压缩机入口压力越大,低温/高温回热器KA越大。

电力装备制造业工业互联网标识解析体系应用发展研究

近年来我国工业互联网技术与制造业不断地深度融合,工业互联网标识解析体系的建设与应用成为了研究的热点。电力装备制造业作为关系国民经济发展的重要领域,工业互联网标识解析体系的建设和行业化应用具有重要的研究意义。首先对比国内外主流标识解析体系,分析了中国工业互联网标识解析体系架构设计思路。然后结合中国电力装备制造工业标识的特点,研究了基于Handle体系的行业二级节点建设思路,提出一套适用于电力装备制造业的Handle标识解析体系与技术实现方法。最后阐释该体系给企业带来的应用价值以及未来面临的挑战与机遇。

基于机器人的多层多道马鞍形焊缝自动焊接应用研究

针对含盆形坡口的马鞍形焊缝的多层多道焊,研究了一种基于工业机器人的自动化焊接方法,包括机器人运动轨迹规划、焊道排布、焊枪姿态设定、焊接参数设定、起弧收弧优化、自动排道软件设计等具体内容,并且针对3种不同规格的工件进行了焊接试验。试验结果表明,该方法能充分保证焊接质量和成形效果,同时还具有广泛的适用性。

金属钠的制备研究

概述了金属钠的性质和用途,介绍了现在主要的制备金属钠的方法。

燃煤电站CO_2捕集技术研究现状及前景展望

由CO2等温室气体引发的温室效应对全球环境造成了显著影响,这使得CO2捕集和储存技术受到了越来越多的重视。燃煤电厂是CO2重要的排放源,同时也是将来CO2捕集技术的主要应用对象。本文介绍了4种主要的燃煤电厂CO2捕集技术,包括燃烧前脱碳技术、燃烧后CO2捕集技术、富氧燃烧技术和化学链燃烧技术,分析了这些技术各自的优势和亟待解决的问题,并从经济性、先进性和成熟度3个方面对这些技术进行了比较,最后对我国CO2捕集技术发展前景进行了展望。

锂离子电池组的一致性及影响因素研究

以明确锂离子电池组一致性对使用寿命的影响为目标,详细分析了电池组一致性和使用寿命之间的关系,重点讨论了影响锂离子电池组一致性的因素,在此基础上提出提高锂离子电池组一致性的方案。结果表明:提高单体电池的一致性、科学的电池分选制度以及优异的电池管理系统是确保电池组一致性最重要、最有效的三种手段。

硬件在环实时仿真系统延迟对滞环电流控制仿真影响研究

硬件在环实时仿真系统如RT-LAB、RTDS等近年在电力电子研究领域中得到了广泛的应用。在使用硬件在环仿真的过程中,研发人员往往关注仿真机的最小步长而忽视仿真机输入到输出的延迟指标。针对采用滞环电流控制的并网逆变器,研究了硬件在环实时仿真中输入到输出延迟指标的重要性。通过理论研究、仿真和实验得出在滞环电流控制的硬件在环仿真中,仿真机的输入到输出延迟对滞环电流控制有明显的负面影响,它会导致滞环比较带宽增加,进而降低滞环比较控制的开关频率,让并网逆变器的电流谐波增大,使得硬件在环仿真下的控制器性能劣于真实系统。即使仿真机保持较小的仿真步长,也无法真实有效地模拟出真实的滞环电流控制系统的性能。随着开关频率的提高,一味地通过提高仿真机性能来解决硬件在环仿真准确度问题的思路并不可取,未来需要考虑其他技术手段来缓解该问题。

氧化锌脱除H2S穿透时间的理论预测和实验研究

固定床氧化锌脱硫是目前燃料电池重整系统普遍采用的脱硫工艺。针对氧化锌脱除H2S的固定床反应体系,采用微分方程递推的方法建立脱硫反应的数学模型,计算了不同反应温度、空速条件下固定床脱硫反应器的穿透时间,并用穿透法测定的实验结果对该模型进行验证。研究结果表明,理论模型预测的穿透时间与实验研究结果规律一致,特别是在低空速、高温反应条件下的二者吻合良好。研究还证实了在适当的温度空速范围内,提高温度、降低空速对提高脱硫剂的硫容有利。本研究可为脱硫反应器设计和最优化操作提供参考依据。

锰酸锂高温失效机理研究

从锰酸锂结构层面入手,对尖晶石型锰酸锂Li Mn2O4的高温失效机理进行了深入分析,探索了高温失效的原因,主要为HF和H2O的影响。针对其原因,总结了相应的改善方法,主要是针对电池中HF和H2O的改善,但要真正避免锰酸锂的高温失效,还有更多的工作要做。

锂离子电池油性阳极性能研究

制备了油性阳极和水性阳极两种不同的阳极,并研究了两者的低温、常温及高温循环、不同倍率、高低温、混合脉冲功率上的性能,从各个电性能的测试结果来看,油性阳极的倍率以及高低温特性均优于水性阳极,显示出良好的功率特性。但在高温循环上,水性阳极表现出较好的性能。

锅炉集箱管座机器人焊接试验工作站的设计与实现

集箱是电站锅炉系统的重要组成部分,为解决集箱材质众多、尺寸不一等问题,采用3D视觉技术,通过对焊道的定位,结合管座坡口的尺寸参数实现集箱的自动焊接,以提高锅炉集箱管座焊接试验效率和焊接质量。研制了针对集箱管座的智能焊接试验工作站,开发了包括三维图形界面显示、工艺智能规划等功能模块的工艺专家软件,并进行了φ54×9.5管座焊接试验,获得的焊缝成形良好。实际应用表明该焊接工作站智能程度较高,焊接质量满足工艺要求。

适用于工业园区的微电网系统能量管理

为了提高微电网系统输出特性,满足工业园区并网要求,提出一种基于功率预测、前馈控制的微电网系统能量管理策略。通过功率预测,高效控制微电网系统输出功率,跟踪厂区负荷;基于前馈控制的储能波动平抑,有效平滑系统输出,并提高电池应用效率。在RTDS实时仿真平台上,结合能量管理器,搭建微电网系统硬件在环测试平台,MW级风光储微电网系统工程的长期稳定运行验证了所提算法的有效性和稳定性。

基于SAP工作流引擎的应用

通过对SAP工作流引擎的应用进行研究,探索工作流在SAP系统中的应用,实现了人力资源薪酬发放多级审批流程;介绍基于SAP工作流引擎的基本架构、设计思想,工作流业务模型的抽象和创建,工作流的设计、实现方法等。研究表明,基于SAP工作流引擎的开发和应用是方便的、灵活的、可推广的。

含无刷DFIG的风电系统低电压穿越极限控制能力分析

无刷双馈感应发电机(BDFIG)由于其良好的维护特性,在风力发电中具有良好的应用前景。作为大功率并网发电装置,基于BDFIG的风电系统需要满足电网的低电压穿越(LVRT)并网导则。双馈型风电系统机侧变流器的极限控制能力决定了系统LVRT的控制方案与控制成本,具有重要的实际意义。文中详细分析了BDFIG在电网故障时的瞬态模型,通过引入庞特里亚金极小值算法分析基于BDFIG的风电系统的机侧变流器控制端电压最优值,得到整个系统LVRT极限控制范围,并进一步与普通双馈感应发电机进行了比较。结果表明,BDFIG具有更加优异的LVRT能力。

锅炉集箱短管接头机器人焊接系统

集箱作为电站锅炉系统的重要组成部分,涉及的材料范围广、尺寸规格多,长期以来多采用人工或半自动专机进行焊接,生产方式落后、效率低下且质量难以保证。为提高锅炉集箱短管接头焊接自动化程度和焊接质量,研制了以焊接机器人和搬运机器人为核心,辅以现场管理系统等的集箱短管接头机器人智能焊接系统。经过试验,该系统自动化程度高、控制精度高、焊缝成形良好,实用价值较高。

串行流化床内气体串混特性

串行流化床反应器间的气体串混是影响化学链燃烧过程的关键因素之一,采用串行流化床冷态试验装置,通过改变各反应器入口流化数,考察反应器间的串混量及串混率。反应器之间的气体串混路径可能有空气反应器和燃料反应器之间的气体串混、燃料反应器内气体向旋风分离器串混、隔离器气体在空气反应器和燃料反应器内的分布。结果表明,在空气反应器和燃料反应器之间加设隔离器能有效阻止两个反应器之间发生气体串混;燃料反应器内少许气体通过反应器内料腿向上串混到旋风分离器排气中,串混率约为2%,这使得该串行流化床化学链燃烧的理论碳捕集效率可以达到98%;燃料反应器流化风速对隔离器内气体在两个反应器的分布影响较小,采用水蒸气流化可避免隔离器气体向空气反应器和燃料反应器内串混所带来的影响。