高炉-转炉区段"一罐到底"界面模式建模仿真与优化研究

针对高炉-转炉区段"一罐到底"界面模式中铁水罐在转炉前等待时间的累加效应,讨论了在高炉-转炉区段‘一罐到底"界面模式仿真系统中利用Witness软件对其进行仿真的方法.通过模型的运行结果分析出高炉-转炉区段"一罐到底"界面模式仿真系统中的"瓶颈"因素和导致铁水罐等待时间出现累加效应的原因,从而提出解决此问题的对策,优化...     

基于感应炉正交实验的钢包脱磷工艺研究

为降低提钒后半钢高P含量,减小转炉生产负荷,提出半钢钢包脱磷工艺研究,建立"提钒-脱磷-脱碳"三联冶炼工艺。基于感应炉脱磷四因素三水平正交实验,得出影响脱磷率的因素主次顺序为:供氧流量渣量Ca O质量分数供氧时间,并给出模拟实验下的最优半钢脱磷渣配比与供氧模式,为工业试验提供理论依据。根据感应炉实验结果分析,进行半钢脱磷工业试验,结果表明:大供氧流量与高半钢入炉温度可提高炉渣的脱磷能力。随脱磷渣碱度上升,脱磷率呈先上升后下降的趋势,拐点发生在碱度为3.26时,试验中脱碳量与脱磷量平均比例3.17:1。     

炼钢渣罐用新型防粘渣剂的开发与应用

介绍了利用机械力激发矿物活性的工艺,将炼钢厂鱼雷罐使用后的铝-碳化硅-碳质砖和钢包使用的镁碳砖,进行机械破碎、磨粉以后,激发其反应活性,然后添加胶凝性原料,制作成为炼钢渣罐用防粘渣剂,应用于120 t转炉生产线的11 m3渣罐的内壁喷涂作业,能够有效地隔离高温钢渣直接与渣罐的铸钢件内壁直接接触,降解渣中氧化铁含量明显,翻罐率达到99.5%以上。     

方大特钢降低转炉出钢温度的实践

炼钢过程温度控制直接影响炼钢过程的顺行,以及材料和能源等消耗.针对方大特钢炼钢过程出钢温度较高的问题,研究了转炉操作水平、合金烘烤温度、出钢时间、生产组织、钢包保温效果、连铸速度等措施对出钢温度的影响.生产实践结果表明,出钢口内径由150mm扩径到165～170 mm,可降低出钢温度5～8℃;合金烘烤到400℃以上,出钢温度降低4～6℃;钢包周转数由13个降低到11个,出钢温度可降低6～10℃;浇注料钢包替代镁碳砖钢包,可降低出钢温度5～10℃;3台铸机开机比例由20％提高到60.24％,出钢温度可降低6～10℃.通过上述措施综合,出钢温度由1 685.01℃降低到1 635.1℃,显著提高了运行效率和节约了经济成本.     

300t转炉底吹布置优化研究

根据转炉实际结构尺寸,采用ANSYS14.0软件进行了不同底吹布置模式的多相流数值模拟研究,本研究条件下所得熔池平均速度与平均湍动能在数值上存在相反关系,同时结合水模拟结果可知,影响熔池混匀效果的主要因素,为熔池的流动速度。将优化后转炉底吹位置应用于300 t转炉,工业试验表明,复吹转炉平均冶炼时间为14.6 min,终点含碳量满足钢种需求,脱磷率达90%以上,利用设计底吹方案为转炉冶炼提供了良好的动力学条件。此外,终钢平均碳氧积为0.00244,碳氧积反应接近平衡,保证了冶炼钢水的质量。     

方大特钢降低转炉出钢温度的实践

炼钢过程温度控制直接影响炼钢过程的顺行,以及材料和能源等消耗.针对方大特钢炼钢过程出钢温度较高的问题,研究了转炉操作水平、合金烘烤温度、出钢时间、生产组织、钢包保温效果、连铸速度等措施对出钢温度的影响.生产实践结果表明,出钢口内径由150mm扩径到165～170 mm,可降低出钢温度5～8℃;合金烘烤到400℃以上,出钢温度降低4～6℃;钢包周转数由13个降低到11个,出钢温度可降低6～10℃;浇注料钢包替代镁碳砖钢包,可降低出钢温度5～10℃;3台铸机开机比例由20％提高到60.24％,出钢温度可降低6～10℃.通过上述措施综合,出钢温度由1 685.01℃降低到1 635.1℃,显著提高了运行效率和节约了经济成本.     

废钢预热技术在高炉-转炉长流程中发展现状及展望

废钢预热是提高高炉-转炉长流程炼钢过程中废钢比的重要手段,基于“双碳”背景下,提高长流程生产过程中废钢比可以降低其焦炭消耗,明显降低吨钢碳排放量,同时现阶段采用全废钢电炉冶炼条件下的产品价格明显高于转炉冶炼成本,采用高废钢比转炉生产流程可以提高经济效益。介绍和分析了现阶段长流程企业广泛使用的铁水包废钢预热技术、转炉废钢斗废钢预热技术、连续水平废钢预热技术、高位料仓废钢预热技术,通过对比分析和总结现有各种方法的优缺点,展望了下一步废钢预热技术的发展方向,提出了蓄热式烟气高速循环废钢预热、铁水分级指导废钢预热及废钢预热精准控制是今后废钢预热发展的主要方向。对钢铁企业废钢预热技术的选择和发展具有一定的参考意义。     

X1215易切削钢生产工艺实践研究

成功开发了X1215易切削钢100t转炉-1 00t LF炉-150mm× 150mm连铸-高线轧制生产工艺.通过LF期不完全脱氧及出钢时钙线调氧,控制LF精炼渣二元碱度在1.0～2.5与底吹氩气100～120L/min的工艺措施,确保了在不同工位钢中存在适当的氧含量.对X1215钢中夹杂物的检测表明,该工艺条件下钢中硫化物形貌和含量控制合理.实践表明,准确预判终点氧含量以确定脱氧剂加入量,合理的控制不同工位氧含量是达到线材产品质量稳定控制的关键.     

基于InTouch的舰艇主动力装置虚拟训练仿真系统的设计

介绍了使用InTouch工控软件开发舰艇主动力装置虚拟训练仿真系统的设计与实现方法。在InTouch上开发图形操作界面,采用服务器-客户机模式建立局域网环境,通过DDE数据传输方式对Minis软件仿真下的主动力装置模型进行操作和监控。本文所述方法对虚拟训练仿真系统的开发具有普遍指导意义。     

Volterra级数自适应预测模型在大坝位移分析中的应用

针对传统建模精度低及预测数据的噪声干扰,采用提升小波变换算法对大坝原始数据进行消噪处理,并通过Volterra级数自适应预测模型对大坝的位移量做了仿真试验.结果表明,该模型短期预测精度较高、计算量小,便于工程应用.     

船用微引燃双燃料发动机多缸平衡控制的试验

针对船用微引燃双燃料发动机多缸不平衡问题,开展了多缸平衡控制的仿真与试验,建立发动机仿真模型,用试验测量的进气歧管压力验证了模型精度,基于仿真模型定量分析了发动机各缸燃气量和过量空气系数的差异.采用燃气喷射量补偿的方法对各缸进行缸平衡控制的研究,分别以各缸爆发压力、平均指示有效压力(IMEP)和排气温度为控制变量修正各缸燃气喷射脉宽.研究表明:各缸燃气喷射量相对偏差最大可达2.76%;各平衡模式下其各缸对应的控制变量相对偏差均有效降低,其中爆发压力平衡时各缸爆压不均匀系数低于1.2%,IMEP平衡时IMEP不均匀系数低于0.8%,排气温度平衡时各缸排气温度差异控制在11℃之内;考虑发动机运行的稳定性和安全性因素,在中、低负荷时激活IMEP平衡模式以降低失火或弱燃的概率;在高负荷时激活爆压平衡模式以降低气缸压力异常升高的概率.     

生物柴油-柴油发动机放热规律模拟计算研究

进行生物柴油-柴油发动机的放热率仿真计算研究,基于AVL BOOST发动机工作过程仿真软件,根据DL190-12柴油机的实物结构测量参数,对每循环供油量、平均机械损失等参数进行测算,对柴油中掺混25%生物柴油的柴油-生物柴油混合燃料的热值和理论空燃比进行估算,建立了生物柴油-柴油发动机的准维工作过程模型。利用生物柴油-柴油发动机模型对发动机的气缸压力、温度、放热峰值等性能进行计算,并与纯柴油的放热特性对比分析。结果表明,相比柴油机燃用纯柴油,柴油机掺烧25%生物柴油时气缸内最高爆发压力、温度和放热峰值稍低,最大降幅分别在3%、5%、6%以内。     

高强度螺栓塑性变形仿真分析与拧紧试验研究

为了确保大批量生产装配模式下高强度螺栓的拧紧质量和可靠性,对高强度螺栓伸长量进行抽检测量,验证和检验螺栓拧紧参数设置的合理性。以某发动机主轴承盖螺栓为研究对象,结合实例对高强度螺栓在拧紧过程中变形可能超过弹性变形范围而引发较大的非线性塑性变形,使螺栓强度下降从而导致螺栓失效的情况进行分析,基于扭矩-转角法,采用有限元法-双线性模型和试验法对螺栓的伸长量进行仿真分析和试验验证。结果表明:采用40 N·m扭矩+90°转角进行拧紧时,螺栓的平均伸长量逼近最大允许值,不适用于大批量螺栓拧紧;采用40 N·m扭矩+80°转角进行拧紧时,螺栓平均伸长量为满足设计要求。仿真结果与试验平均值较为接近,仿真方法可靠。     

柴电混合动力船舶机动性能研究

为解决传统机械推进系统在低速机动航行阶段出现油耗率高及环境污染严重等问题,结合柴油机驱动与电机驱动各自的优点,运用Matlab/Simulink分别建立四象限船-机-桨运动模型及柴油机、电机动力系统的动态仿真模型,对比分析低负荷机动航行工况下纯柴油机驱动船舶速度响应与电机驱动船舶速度响应及油耗量与耗电量情况。研究结果表明,低速机动航行起动工况下电动机驱动(power take in,PTI)模式具有经济、节能环保和动力性良好的优势,该研究为船舶混合动力系统的研究提供了理论支撑及指导。     

电能量—调频市场联合优化模式研究

  目的  调频作为电力系统稳定运行的机制与保障,其辅助服务市场化已提上日程。电能量-调频联合优化成为一种市场组织模式。以PJM市场为研究大背景,对考虑调频资源性能差异的电能量-调频市场联合优化模式进行研究。  方法  通过建立调频辅助服务定价调整模型,以及电能量-调频联合优化模型,应用于某实际省级电网进行仿真,设置丰水期、枯水期典型场景,并与国内电能量-调频分阶段出清模式进行对比,从调频资源出清、对现货市场购电费用影响、调频市场活跃程度三个方面进行详细研究。  结果  分阶段模式下,快速调频资源具有明显优势,且造成电能量市场购电费用上升。电能量-调频联合优化模式中,快慢调频资源出清结果受定价调整策略影响,电能量市场购电费用上升幅度较分阶段模式小,且其调频市场出清价格以及波动程度均较分阶段模式高。  结论  具有合理价格调整策略的电能量-调频联合优化模式有助于实现调频性能差异机组合理竞争,激发市场活力。     

基于LS_SVM的气液两相流含气率软测量

采用多圈环形管用于气液两相流参数的测量,对环形管上升段水平方向内外侧差压波动信号进行了分析,采用无因次分析方法获得与差压波动信号均方根相关的特征量,得到了此特征量与容积含气率的关系模型,并在此基础上进行了实验.利用支持向量机优良的非线性映射和强大的泛化能力,建立了一个基于最小二乘法支持向量机的含气率软测量模型,给出了相应的系统结构和算法,针对LS-SVM方法参数选取困难的特点,采用遗传算法进行优化,以提高软测量的精度.仿真和实际运行结果表明,基于LS-SVM的气液两相流含气率软测量模型具有较高的估算精度与泛化能力,为气液两相流舍气率的测量提供了一种简单、可靠的新方法.     

柴油机尿素选择性催化还原系统虚拟标定及NOx转化率优化方法研究

基于尿素选择性催化还原系统物理模型与尿素喷射量控制模型联合仿真的虚拟标定方法,获得了目标NO_x转化率脉谱;采用多目标遗传算法对尿素选择性催化还原系统进行优化,得到最优尿素喷射量目标值,同时优化了NO_x转化率和NH₃泄漏值。分析了原排参数及优化结果对NO_x转化率的影响。仿真结果表明,采用优化后的尿素喷射量可实现较高的NO_x转化率,在排温200～300℃的条件下NO_x转化率平均提高35%左右,同时满足国六排放法规对NH₃泄漏限值的要求。     

褐煤预干燥发电机组特性仿真对比及投资经济性分析

针对燃用不同干燥程度褐煤时的系统特性、主要参数的变化规律、热经济性及投资经济性问题,利用Ebsilon仿真软件建立以伊敏煤、霍林河煤和乌兰察布煤三种不同褐煤为设计煤种的600 MW机组模型,通过对供电标准煤耗率的设计值进行验证后,对用于燃用不同程度干燥煤的机组进行仿真,分析对比了煤量、入炉风量、锅炉烟气量、锅炉效率和全厂热经济性的仿真结果,并进行了褐煤预干燥系统的投资经济性分析。研究结果表明:各个机组热经济性在燃用不同程度的干燥褐煤时均有所提高,标准煤耗率最多可降低2～7 g/kW·h,对设计煤种水分较高的机组的节能效果尤其明显;可根据所得经济曲线对现有机组进行合理投资引入褐煤预干燥系统。     

多次喷油实现清洁高效柴油预混燃烧的机理

采用试验和数值模拟方法研究了多次喷油模式耦合高EGR率和进气增压实现高效清洁柴油机预混燃烧的潜力.结果表明,EGR可以推迟高温反应定时,降低化学反应速率,特别是在较高负荷时,EGR还明显降低NOx排放.平均指示压力(IMEP)为0.4,MPa左右时,较少的喷油量使得单次喷油和多次喷油模式着火前一时刻形成的混合气均在当量比φ<2之内,故排放差别不大.氧体积分数为10%左右时,提高喷油量,进入侧隙内的气相燃油量增加并形成φ>2的浓区,两模式的碳烟、CO和UHC排放均升高.但IMEP为0.7 MPa左右时,多次喷油更有利于生成稀且均匀的混合气,减少局部过浓区,故其碳烟、CO和UHC排放远低于单次喷油.高EGR率时,多次喷油耦合进气增压,混合气形成得到进一步改善,可在更高负荷下实现高效清洁燃烧.     

钠冷快堆直流蒸汽发生器建模与仿真研究

为了研究液态金属冷却快堆的运行模式和控制方案，需要对直流蒸汽发生器进行合理的建模仿真，以研究其动态特性。针对某大型钠冷快堆的直流式蒸汽发生器，采用Matlab/Simulink平台，基于三大守恒方程，建立了一种工艺仿真模型，包括稳态计算方法和瞬态计算模型。仿真结果表明，该模型的稳态精度较高，与设计参数的稳态误差在1%以内，且计算速度较快，能够满足控制系统设计的需求。基于该模型，对蒸汽发生器出口蒸汽参数的动态响应特性进行了仿真研究，得到了出口蒸汽和温度随入口钠、水参数阶跃变化的特性曲线，发现在其他条件不变时，直流蒸汽发生器出口蒸汽温度主要受入口钠温度影响，而出口蒸汽压力的主要影响因素为给水流量。在设计控制系统时，应当将钠入口温度作为蒸汽温度的主要调节参数，而将给水流量作为蒸汽压力的主要调节参数。