工业园区综合能源系统蒸汽混合建模仿真研究

针对目前工业园区综合能源系统中蒸汽建模缺乏动态建模与分析以及求解时采用数值法需要在精度和计算效率间平衡的问题,基于蒸汽流动基本方程,建立蒸汽流动过程的水力热力过程数学模型。通过解析与数值混合的方法进行水力热力建模,并采用有限差分法求解热力模型。将该方法与商业仿真软件仿真数据相比:求解误差在0.43%左右,同时探究了不同求解条件对于热力过程的影响;发现空间步长增大会使温度曲线的波动性增加;随着管道内径增大,温度传递变慢,模型响应速度下降;初始压力对模型的求解过程和精度并无太大影响。

天然气重卡市场比较研究

近年来重卡市场的变化风起云涌,随着电动车国补的终结,氢燃料重卡尚需时日,天然气重卡将重返舞台。本文以天然气重卡为载体,剖析双碳目标下交通能源的替代与比较,采用线上线下的调研数据,对相关要素进行统计分析,综合考量动力燃料热值、环保性能及安全性、技术成熟度与基础设施的便利性,对电动、氢燃料、甲醇及天然气重卡的未来市场进行综合研判,基于低碳原则通过对公路长途运输物流装备比较得出:天然气重卡是柴油(高碳能源)重卡的第一顺位替代者。在诸多清洁低碳能源中按照“不破不立”的原则比选,天然气作为交通能源的过渡性替代能源是可行的结论,并提出对2023年天然气重卡市场的预测。

基于大冷量斯特林制冷机的LNG加气站BOG再液化回收技术

对比分析了LNG(液化天然气)加气站3种BOG(蒸发气)回收方式,指出采用大冷量斯特林制冷机的BOG再液化回收技术,不仅解决了传统回收方式对天然气管网和CNG(压缩天然气)站的依赖,而且实现了液化天然气储运过程中的"零排放",经济和社会效益显著。在此基础上,探讨了单级整体式斯特林制冷机的制冷能力以及BOG的液化量,试验和计算结果表明:单级斯特林制冷机的制冷量达到1kW@77K和2kW@110K,每月BOG液化能力≥8t,满足了我国小型LNG站BOG回收过程对冷量的需求。

离心泵回流漩涡空化的非定常特性研究

为研究离心泵回流漩涡空化的非定常特性,采用ANSYS CFX 14.5,基于标准k-ε湍流模型和RayleighPlesset方程的均相流空化模型,在小流量工况点0.4Q_d下,针对IS65-50-160离心泵进行非定常数值模拟,获得了回流漩涡空化的发展过程及叶轮叶片前缘处的压力脉动特性,并与其试验结果进行了对比。同时,针对叶轮和叶片前缘处的压力脉动监测点进行了相位交叉性分析。结果表明:在0.4Q_d工况下,当空化系数σ=0.056时,回流漩涡的发展会随着叶片旋转而发生变化,且整个过程中存在3个旋转分量;叶轮进口面未出现旋转分量,而叶片前缘附近出现了3个旋转分量,其传播频率比分别为0.35、0.66与1.95。

基于“数字孪生”的智慧供热技术路线

随着我国经济社会的发展和能源生产消费革命的推进,城镇集中供热系统的热源结构、热网规模和末端用热方式发生巨大变化,清洁热源的引入与可再生热源的消纳成为一大趋势,这对传统供热系统运行调控方法提出了系统挑战。如何有效应用各项先进信息技术实现智慧供热是供热行业发展的热点话题。从智慧能源的发展趋势出发,依托系统工程理念提出了基于"数字孪生"的智慧供热技术路线。相比传统集中供热系统调度路线,智慧供热技术的核心框架由物理设备层、感知调控层、数据传输层和智慧决策层构成。物理设备层涉及"源-网-荷-储"的建设,为智慧供热提供物理基础;感知调控层实现系统全面感知,向智慧决策层提供基础数据,并执行智慧决策层产生的调控策略;数据传输层负责物理设备实时数据上传于智慧决策的下达;智慧决策层基于供热系统"数字孪生"模型,实现故障监测与预警、数据预测、优化调度和能效分析等功能。针对采用这一技术路线的智慧供热案例分析表明,这一框架下的智慧供热技术可有效实现供热系统节能降耗。

基于数字孪生的城市集中供热系统耗热量精细化管理体系

随着我国新型能源体系的建设,城市供热集中系统正向互联互通、多能互补和动态供需平衡的方向发展,供热企业运营管理的复杂性日益提升,需要借助数字化手段提升运营管理能力。以往,供热企业的运营管理体系主要是组织和人的计划、执行、考核体系,存在管理难度大、信息不对称、协同效率低等问题。本文结合智慧供热系统建设,采用数字孪生模型建立了贯穿供热生产全过程的热量数字化预算、计划、执行、考核管理体系,在空间维度和时间维度划小管理的颗粒度,通过对供热生产全环节进行定量预测和评价,运用数据要素增强了生产运营管理的预见性和科学化程度,实现供热耗热量预算计划与生产执行的闭环管理。2023-2024年采暖季的实际应用表明,济南能源集团应用集中供热热量数字化预算核算管理体系后,采暖度日数热单耗下降了5.8%。

压缩机用直线振荡电机防失磁设计研究

针对动磁式直线振荡电机中所用钕铁硼材料失磁的问题,对钕铁硼材料在高温和交变磁场环境中的防失磁设计进行了研究。修正了以往永磁体设计的最佳工作点准则;利用磁路法推导了永磁体在工作温度下的最大去磁工作点的数学表达式,定性地分析了电机的结构参数对最大去磁工作点的影响;利用常温下永磁材料的磁性能推导了工作温度下的拐点位置,给出了高温下直线振荡电机中的钕铁硼材料失磁的判定公式,为直线振荡电机的结构优化设计提供了一个必要的约束条件;对40 M和40 UH两种牌号的钕铁硼材料进行了失磁实验。研究结果表明:实验结果与理论计算结果相一致,该方法可用于钕铁硼永磁材料的选择和直线振荡电机的防失磁设计。

考虑储能的工业园区综合能源系统日前优化调度

城市能源互联网系统通过互补和能量梯级利用,实现能源资源的有效整合,在能源生产和消费革命中起着重要作用。城市能源互联网建设的关键之一是建立城市工业园区综合能源系统。因此,围绕一个存在电、热、冷、天然气等多种能流并服务于生产生活负荷统筹的工业园区综合能源系统开展了建模,结合系统储能特性,提出了日前运行优化调度模型。该模型综合考虑了供能管网和储能水罐储能特性及其对经济效益的影响,针对涉及生产生活用能的工业园区进行优化,同时对供能管网储能能力进行量化。这一技术被应用于某实际工业园区,进行冬季供暖工况运行调度优化。储热水罐的出力优化增加了系统设备组合的灵活性,而热网热惯性的考虑稳定了机组出力。优化方案表现出更好的经济性和输出稳定性,单日节省运行成本1 445元。

基于映射模型的城市热网热能输运灵活性研究

为了分析源荷不确定下的热网热能灵活输运问题,开展基于映射模型的城市热网热能输运灵活性研究.采用机理建模与运行数据辨识结合的热网高精度映射建模方法,建立与物理热网行为特性一致的映射模型,通过模型特征参数估计,提高仿真计算精度.同时,在此基础上提出量化分析热能输配灵活性的方法.结合某北方城市热网开展多样化供需组合条件下的灵活性定量评估,并将该分析方法与现有管网可靠度理论进行对比.对23个热力站开展灵活性与管网可靠度分析,对比结果表明,灵活性更侧重分析管网整体的灵活输运能力,可以用于管网输运瓶颈的分析,可靠度更侧重分析热网中元件本身的属性,可以用于管道容量及可靠性的分析.该灵活性分析方法可以为提升热网调控灵活性奠定理论基础.

基于非支配排序遗传算法-Ⅲ的工业园区综合能源系统多目标优化调度

为发挥综合能源系统多能高效协同优势,提出工业园区综合能源系统优化调度模型。首先建立工业园区综合能源系统机理模型。其次,构建了包含经济、环保和可再生能源占比的工业园区综合能源系统多目标优化评价体系,并以此为基础建立多目标优化调度的混合整数线性规划模型。最后,本文采用更具收敛性的非支配排序遗传算法-Ⅲ(NSGA-Ⅲ)对该模型进行求解,得到各能源设备最优运行策略的帕累托前沿。采用本文方法对某工业园区实际案例进行试验分析表明,多能互补优化可以在提高经济性和环保性的前提下满足生产用能需求,且其实时优化调度的鲁棒性较好。

基于仿真模型的智慧蒸汽供热系统优化调度研究与应用

工业过程节能减排直接推动了我国城市及工业园区蒸汽集中供热系统的快速发展。本文基于信息物理系统架构,提出了基于在线仿真模型的智慧蒸汽供热系统生产运行管理及优化调度的技术方案,结合无锡国联的生产实践给出了大型蒸汽热网在某工况条件下的不同阀门解列调度方案的案例,实现了多调度方案的决策优化。

拓扑优化技术在实现建筑与结构一体化设计中的应用

双向渐进结构优化方法简介随着计算机技术的不断发展,结构形态优化技术的强大功能使其广泛运用在航天、机械、土木、材料等领域。结构形态优化的核心问题是在一定的边界条件和容积内通过调整结构参数和控制结构单元来得到最优的形状分布。一个拓扑优化结果的给出包括初始模型优化算法、形态优化和尺寸优化等多个步骤。随着大规模计算机和有限元技术的不断发展,

面向机械产品创新设计的专利灵感启发研究

专利中蕴含了丰富的、可触发设计者灵感的新原理、新技术和新工艺知识。针对英文发明专利,总结了其中有助于机械产品创新设计灵感启发的知识类型,并进一步分析了各类知识的特点。根据授权发明专利的发明形式,结合专利知识类型,系统性地提出了灵感启发方式。与现有的创新设计方法进行对比分析,提出的灵感启发方式包含了一些至今未出现的新启发方式。最后,以具有自锁功能的液压油缸创新设计为例,验证了这一启发方式的可行性和有效性。

高校财务管理问题研究

近年来,我国高等教育体制改革虽有深化,但由于高校教学经费来源已不再是单一的财政拨款方式,筹资经费渠道越来越多样化,使得高校的财务管理遇到新的挑战,财务关系日趋复杂化,高校的财务管理面临的已不再是简单的资金收、支处理,而是全面核算、监督、控制资金的有效运作问题。文章针对目前阶段,各高校及附属机构财务管理中普遍存在的问题,分析问题原因,提出方法,改善措施。

大型制造企业成本控制研究

近几年,我国的经济发展速度让世界惊叹,但国内大型制造业的成本控制制度还不够完善.对于大型生产制造企业来说,高质量、低成本的产品才是企业的价值体现.而企业的整体生产成本竞争优势需要从采购、储运、生产、销售、仓储管理至企业的财务管理、人力资源等众多环节去体现.国内大型制造企业,需要完善企业成本控制制度,学习和借鉴国外先进的企业管理经验,提高我国制造业的产品品质,延长企业生命周期.本文分析了国内大型制造企业成本控制存在的问题,并对此提出了相应的解决策略.

基于XGBoost的供热系统热力站调控预测方法

热力站精准预测调控为降低供热系统供热能耗、提升用户热舒适性和降低污染物排放提供关键数据支撑。为了充分利用热力站历史运行状态、阀门未来设定开度、天气特征等关键数据对热力站二次供、回水温度进行精准调控,提出了一种基于极限梯度提升(XGBoost)的供热系统热力站调控预测方法。对上述数据进行预处理、特征构造、模型训练和预测生成热力站温度响应预测模型,结合二次网温度延迟时间进而确定阀门调控策略。提出的方法在24 h的预测温度和实际温度对比中,最大预测误差为0.47℃,验证了热力站温度响应模型的准确度和可靠性,可用于指导热力站的温度调控。

2022年天然气重卡市场回顾

近年来重卡市场的变化明显,随着电动车国补的终结,氢燃料重卡尚需时日,天然气重卡或许会重返市场。以天然气重卡为载体,剖析双碳目标下交通能源的替代与比较情况,采用线上线下的调研数据,对相关要素进行统计分析,综合考量社会公益性、物流成本的比较优势,以及技术成熟度与基础设施的便利性,对电动、氢燃料、甲醇及天然气重卡的未来市场进行研判,基于低碳原则对公路长途运输物流装备进行比较,结果表明:天然气重卡是柴油(高碳能源)重卡的第一顺位替代者。在诸多清洁低碳能源中按照“不破不立”的原则比选,得出天然气作为交通能源的过渡性替代能源是可行的结论,最后对2023年天然气重卡市场进行了预测。

基于机理仿真拓展的电厂热力系统数据代理映射模型构建方法

电厂系统高精度映射模型是智慧电厂先进调度控制的核心技术,传统现场试验获取数据的方法成本高、时间长,而在线机理模型仿真依赖高成本的仿真系统。文中提出一种基于机理仿真拓展的电厂热力系统数据代理映射模型构建方法。首先离线建立热力系统的结构机理映射模型,通过有限试验工况的运行数据对模型进行辨识修正;构建所需多工况条件,采用仿真系统运行高精度机理映射模型获得拓展的多工况运行样本数据;基于多工况运行样本数据,采用数据建模方法建立热力系统的数据代理映射模型,并脱离机理仿真系统加以运用。以某热电联产机组为案例的分析表明,基于神经网络建立的数据代理映射模型与机理映射模型计算结果的误差在1%以内,具有较高的一致性。

冷却水温对大冷量斯特林制冷机性能的影响

对一台大冷量整体式斯特林制冷机开展了冷却水温影响的研究。充气压力1.85 MPa时,冷却水进水温度每升高5℃,77 K制冷量实验值减小约40 W,COP实验值降低约0.4%。77 K制冷温度下,压缩腔工质平均压力、制冷机输入功和水冷器换热量随冷却水温升高而增大。提高充气压力,发现冷却水温度变化对制冷性能的影响几乎不变。

基于专利知识辅助激发灵感的机械产品创新设计

产品专利中蕴含了丰富的原创性技术、原理和结构知识。文章研究以专利作为设计灵感来源的有效性,提出用于机械产品创新设计的创新灵感激发过程。首先,分析了专利知识的类别,在功能创新层、原理创新层和结构创新层等三个创新层次上,研究各类专利知识的作用。其次,提出通过专利知识激发灵感辅助创新设计的应用过程。最后,以磁力原理进行创新设计的自锁液压油缸为例,详细阐述了基于专利知识激发灵感辅助创新设计方法的有效性。