国家电投集团内蒙古能源有限公司智能化建设探索与实践

介绍了国家电投内蒙古能源有限公司智能化矿山建设历程,立足我国能源行业转型发展要求,积极引导各矿智慧化转型,着力组织开展煤矿智能化项目落地工作,在公司煤炭板块进行了智能化建设初步探索。公司两地五矿结合自身发展优势、生产运营特点,加大智能化技术引进力度,煤矿智能化建设效果成效良好。以南露天煤矿为试点开展智能化矿山规划研究,将现代新兴ICT技术与设备智能化改造相结合,打通作业、流程和数据壁垒,形成绿色、零碳、智慧、无人的整体性解决方案。同时,围绕矿山智慧化转型,面向矿山设计、矿山工程、安全环保、运维检修、经营管理、产业生态等业务的全生命周期管理,开展智慧矿山综合管控技术的探索与研究,致力打造矿山“智慧大脑”,实现了跨设备、跨工艺、跨业务、跨专业的全资源协同。

BIM技术在建筑设计中的应用研究

随着科学技术不断发展,数字化已成为促进产业升级的新型驱动力。BIM信息模型作为工程领域的信息载体,在建筑行业中发挥了重要作用。阐述BIM技术在项目前期、方案设计、初步设计、施工图设计、工程计量、造价控制、施工图出图与数字化交付阶段的应用研究,分析BIM技术推动建筑设计的数字化发展路线,以提升企业数字化设计竞争力。

储氢技术研究现状及进展

储氢环节是连接氢生产到应用的桥梁,也是高效利用氢能的基础。高压气态储氢技术最成熟、应用最广泛,研制轻质、高压、耐腐蚀性强、稳定性好的储氢容器将是未来高压储氢的研发热点。固态储氢是利用固体材料吸附方式实现氢的存储,主要包括金属材料、复合氢化物、碳基材料、有机框架储氢材料、无机多孔储氢材料等。从储能密度角度看,低温液态储氢是一种十分理想的储氢方式,但也存在能量损失大、成本高昂等问题。有机液态储氢具有储氢密度大、安全性好、载体可循环使用等显著优点,被认为是最有希望实现大批量、远距离氢储运的重要方式之一,甲基环己烷(MCH)、二苄基甲苯(DBT)、N-乙基咔唑(NEC)、甲醇/甲酸等是当前有机物储氢介质的研究热点且具有商业化前景。目前有机液态储氢还存在脱氢效率低、能耗大、氢纯度不足等问题,大部分技术仍处于研究或初期示范阶段。短期内高压气态储氢仍是储氢方式的主流选择。中期内发展的重点是有机液态储氢和固态储氢,低温液态储氢主要应用在大批量、长距离的特殊储运场景。长期来看,融合多种储氢方式的优点,开发集成式耦合储氢技术是未来发展的关键,高效、长寿命、经济性好的储氢介质/催化剂体系是未来储氢技术的研究重点。

新型电力系统下构网需求储能的双层优化选址方法研究

提出了一种新型电力系统下构网需求储能的双层优化选址方法,该方法考虑了储能在电力系统中对调峰调频的响应,建立了多目标双层优化模型。其中,运行层将弃风弃光量和网损计入经济惩罚中,以系统的年运行成本最优为目标,计及调峰、调频收益;规划层评估系统的安全性,并以系统的年综合运行成本最优为目标进行建模。利用改进的帝国竞争算法进行仿真分析,通过多场景比较说明调峰调频经济性和最优场景下的储能选址。最后,采用IEEE-33节点进行仿真,验证所提模型的有效性,并选取不确定性因素指标对总成本进行敏感性分析,确定影响经济成本更需关注的指标。

严重事故下核电厂气溶胶再夹带行为初步研究

在三维计算流体动力学(CFD)安全壳程序GASFLOW中开发了严重事故条件下的气溶胶再夹带模型。在空气-蒸汽和纯蒸汽两种安全壳大气环境下分析了安全壳卸压导致的气溶胶再夹带现象,并将所得结果与相同条件下的Ishii模型计算结果及REVENT试验数据进行对比。计算结果表明,开发的气溶胶再夹带模型能够较好地模拟气溶胶的再夹带行为。

磁场调制型磁齿轮变速技术研究及应用进展

磁场调制型磁齿轮变速技术基于磁场调制原理实现高效、无接触传动,有效改善了传统磁力齿轮中磁体利用率低带来的低转矩密度、低传动比等问题,可替代机械齿轮变速装置加以推广应用。介绍了磁场调制型磁齿轮工作原理,从拓扑结构角度进行分类,对比介绍了不同种类磁场调制型磁齿轮的结构特点、传动性能等,分析总结了磁场调制型磁齿轮在变速传动领域的应用进展。

高效背结异质结太阳电池硼掺杂非晶硅发射极研究

晶硅/非晶硅异质结(HJT)太阳电池由于具有高开压、高转换效率和低温度系数等优点而备受关注,其中硼掺杂p型非晶硅(p-a-Si∶H)发射极是高转换效率电池中不可忽视的重要部分,改变其硼掺杂浓度,可以调节p-layer薄膜的电学特性,从而直接影响电池转换效率。本文采用等离子体增强化学气相沉积(PECVD)设备制备HJT太阳电池,通过改变B_(2)H_(6)的掺杂浓度,对电池中p-a-Si∶H层进行优化,使HJT电池获得0.75%的相对效率提升。进一步地,将发射极设置为梯度掺杂的双层结构,经过优化,少子寿命(@Δn=5×10^(15)cm^(-3))和隐开路电压(@1-Sun)分别提升400μs和3 mV,最终具有梯度掺杂发射极的电池其平均效率相对提升2.03%,主要表现为FF和Voc的明显增加,实现了高效HJT电池p型发射极的工艺优化。

基于光伏直流微电网的混合电解制氢协调控制研究

鉴于光伏发电功率波动频繁且波动幅度大,电解制氢系统不能快速响应。本文提出一种基于光伏直流微电网的多方式电解制氢方案,对分布式光伏发电微网模式下电氢耦合系统控制策略进行研究。本文所提出的构想有利于减少动态弃光,改善运行的平稳性,完成电氢耦合的整体源网荷的实时功率平衡,提高电氢耦合系统整体能效水平和经济性。

基于CO测控电站锅炉燃烧调整技术

某发电公司超临界直流锅炉燃用煤种复杂多变且偏离设计煤种,因脱硝系统喷氨均布性下降、喷氨调阀线性度差以及低负荷段脱硝效率低下造成氨逃逸增大,导致空预器阻力增大,使得风机相对于锅炉容量出力相对下降,高峰负荷段为满足电网有功负荷要求,被迫降低锅炉氧量运行。长时间低氧或局部缺氧运行,使得水冷壁管高温腐蚀严重。该公司为了有效减缓水冷壁高温腐蚀速度,在加强燃料管理、做好配煤掺烧的基础上,加大科技研发投入,基于CO在线测量控制,达到了精准掌握炉内燃烧工况以及炉内动力场的分布情况,为锅炉燃烧调整提供依据,从而实现锅炉一、二次风精细化控制,在保证锅炉NOx排放达标的同时,减缓高峰负荷段水冷壁腐蚀速度。

循环经济局域电网大数据平台建设及调度策略研究

源网荷储一体化和多能互补发展是电力行业坚持系统观念的内在要求,是实现电力系统高质量发展的客观需要,是提升可再生能源开发消纳水平和非石化能源消费比重的必然选择,对于促进我国能源转型和经济社会发展具有重要意义。循环经济局域电网大数据平台基于五维时空数据库的全方位能源对象而构建,对局域电网内多能源系统有机融合和数据归一,对象化数字孪生全景展示,为新型电力系统不断催生各种能源系统建设提供开放和可延展的模型和数据标准及基础底座,满足原有系统正常运行和互联网+的各种新型业务需求,解决循环经济局域电网内多能源系统重复投资和数据低效率应用的难题。

基于机器学习的风电机组叶片智能监测系统研究

基于机器学习的风电机组叶片智能监测系统采用高精度传感器实现叶片振动与应变信号的实时采集,并通过小波包分解、经验模态分解(Empirical Mode Decomposition,EMD)等算法进行数据预处理。在此基础上,利用改进的卷积神经网络(Convolutional Neural Network,CNN)模型对叶片故障类型进行诊断,同时结合物理模型预测叶片剩余使用寿命。实验结果表明,该系统在复杂工况下仍具有良好的诊断与预测性能,故障诊断精度高达98.7%,使用寿命预测误差小于5%,为风电机组智能运维提供了新思路。

露天矿采装环节粉尘运移规律与降尘技术研究

以国内某大型露天煤矿岩石采装环节为研究对象,根据欧拉-拉格朗日研究方法,利用FLUENT模拟分析软件对采场工作面P&H4100XPC重型矿用电铲铲装物料并落料于矿用自卸卡车箱斗时产生的粉尘运移规律进行数值模拟,与现场监测结果对比,验证模型正确性。结果表明:电铲落料产生81.4%粉尘积聚在电铲附近,下风向1 m处粉尘质量浓度最高为42.87 mg/m3;在高度13 m处粉尘浓度最高为4.51 mg/m3,高度方向38 s时粉尘浓度低于环境空气质量二级标准;进一步模拟雾炮车等降尘技术极其效果比较,认为雾炮车喷雾器装置布设在下风向20 m处、垂直角度控制在45°~55°,可以有效地降低采装作业粉尘的扩散。

风电机组多级齿轮系统的故障动力学特性研究

综合考虑太阳轮支撑、时变啮合刚度和综合啮合误差等因素,建立了含太阳轮齿根裂纹故障的风电多级齿轮系统平移-扭转非线性动力学模型,研究了太阳轮齿根裂纹故障及其演化对系统动力学特性的影响。结果表明:太阳轮裂纹会影响轮齿的啮合刚度,从而影响系统的动力学响应;齿轮裂纹使得系统时域波形出现明显的周期性冲击,系统在分岔图中的运动从单周期发展为多周期;裂纹系统响应频谱中出现故障特征频率及其倍频,在啮合频率附近有大量边频成分;随着裂纹程度的加深,时域特性更加复杂,同时频谱图中故障特征频率的可识别性增强。

导热胶导热性能的研究进展与探讨

随着消费电子产品的迅速普及和技术的不断进步,导热胶市场需求不断增加,发展潜力巨大。但在小型化、集成化和便携性电子产品快速发展的同时,也对导热胶的导热性能提出了更高的要求。为此,本文介绍了填充型导热胶的导热机理,论述了传统导热模型的应用范围及有限元模拟预测导热系数的方法。综述了近年来导热胶胶体的研究成果,并着重论述了导热胶填料的种类、形状、粒径、改性及导热填料的混合使用对导热胶导热系数的影响规律,总结了提升导热胶导热系数的方法。

海上风电安全管理重点与对策建议研究

近年来,海上风电快速发展,我国已成为全球第一大海上风电国家,但目前海上风电安全管理经验还不充分,还未形成有效、完善的安全管理体系,特别是针对海上风电的安全风险特点研究较少。本文在总结国内外同行现阶段海上风电建设与运营经验的基础上,主要对海上风电安全管理发展现状、生产安全风险、安全管理对策和建议几个方面开展研究,为海上风电安全管理标准化提供了一定的参考。

掺氢天然气管路结构对超声波流量计适应性计算流体力学仿真研究

氢气是实现降低温室气体排放的潜在能源载体。氢气输送是阻碍氢能大规模应用的薄弱环节。而掺氢天然气管路是实现氢气大规模、长距离、低成本输送的高效途径。但氢气掺入天然气会导致流速,压力等参数发生变化,影响超声波流量计的性能。因此,研究氢气和天然气的掺混过程及超声波流量计的适应性是很有必要的。构建T型管、单螺旋管、单螺旋+前收缩管掺混管路的三维模型,使用计算流体动力学(computational fluid dynamics,CFD)方法分析管路结构和掺氢比对流场氢气浓度和混合气体速度分布规律的影响。结果表明:5%掺氢体积比时C型掺混管路为最佳模型,掺混均匀时的氢气摩尔分数约为4.92%。通过分析超声波流量计的适应性,进而推荐具体安装位置。研究成果为超声波流量计在掺氢天然气精确计量方面提供了参考。

基于不同液化方式的液态二氧化碳储能系统研究进展

[目的]随着新能源的大规模应用,新能源发电并网面临的挑战不断突显,储能系统的重要性日益上升。二氧化碳储能(Carbon Dioxide Energy Storage,CES)技术是近年来兴起的一种压缩气体储能技术,具有储能密度大、寿命长、系统设计灵活等优势。其中液态二氧化碳储能(Liquid Carbon Dioxide Energy Storage,LCES)技术在系统高压侧和低压侧均采用液相存储二氧化碳,储能密度高、运行稳定性强。[方法]文章首先介绍了LCES系统的运行原理和关键技术指标,指出二氧化碳液化的重要性和常见工艺。然后介绍了针对LCES系统低压侧CO_(2)液化的研究现状,包括采用混合储能工质、自冷凝、利用LNG冷能、采用蓄冷器,详细分析了各种方式的特点。[结果]研究表明,采用蓄冷器是最具优势的方式。进一步分析蓄冷液化面临的技术挑战及发展前景具有必要性。[结论]研究为LCES系统CO_(2)液化技术的进一步发展提供了指导。

掺氢天然气喷射火燃烧特性数值模拟研究

为探究掺氢天然气的燃烧特性,基于OpenFOAM开源平台建立掺氢天然气数值模拟方法,采用大涡模拟(LES)模型、有限速率燃烧模型(Pasr)模型和单步反应模型对掺氢天然气喷射火的燃烧过程进行数值模拟。研究结果表明:喷射火的火焰最高温度与掺氢比之间表现为正相关关系,火焰长度与掺氢比之间表现为负相关关系;此外,研究发现随着射流速度增加,轴线上火焰温度高温区域逐渐变远,在同等掺氢比条件下,当射流速度由30 m/s增加至60 m/s时,火焰长度变化区间由1.0~1.2512 m增加至1.2502~1.5612 m,火焰长度与射流速度间表现出正相关关系。研究结果可为实际应用中的燃烧器设计和掺氢天然气泄漏与爆燃事故风险防控提供重要的理论指导。

防覆冰涂料及其抗结冰性能表征方法的研究进展

介绍了防覆冰材料表面的防覆冰机理,并对国内外亲水型、疏水型和弹性3大类防覆冰涂料的研究现状和优缺点进行了阐述,对涂层表面疏水性和防覆冰性的表征方法与手段进行了总结和介绍。最后,指出弹性疏水涂料将是未来防覆冰涂料领域的研究重点,另外在防覆冰涂料产品的推广应用、系统评价以及通用标准的建立方面,国内仍需要进一步优化与完善。

SiC_(f)/SiC包壳管和Kovar合金钎焊接头的组织及力学性能研究

碳化硅纤维增强碳化硅复合材料(SiC_(f)/SiC)具有较低的水蒸气化学活性、低中子吸收截面和高损伤耐受性,被视为理想的核用包壳材料。钎焊是实现SiC_(f)/SiC包壳管和Kovar合金端塞连接的重要工艺。本文用Ag-34.5Cu-3Ti钎料完成了SiC_(f)/SiC包壳管与Kovar合金端塞的钎焊。结果表明:钎焊温度为880℃、保温时间为30 min时,钎焊焊缝组织致密,无明显缺陷。焊缝组织主要为Ag-Cu共晶,界面反应层的主要相组成为TiC和Fe2Si。钎焊接头的抗剪切强度达到了41.2 MPa。