基于现有配网自动化建设体系的配电网站房六氟化硫气体在线监测的研究

在现有配电网自动化建设体系领域,配电网站房六氟化硫(SF₆)气体作为绝缘材料广泛应用于各种气体绝缘开关柜(GIS)。SF₆气体在放电过程中的分解会产生各种气体,严重影响高压电力设备的绝缘性能。因此,对这些气体的监测是一个迫切需要解决的问题。然而,现有的检测方法仍然不能对SF₆分解气体进行在线监测。针对这一问题,提出了一种基于量子级联激光吸收光谱的SF₆分解气体在线监测方法。在该系统中,通过测量波长的吸收峰值和吸收强度,可以得到各种气体的组成和浓度。实验结果表明,该系统能够对SF₆分解气体进行高精度的在线监测。     

泄漏孔径对特高压GIL管SF6泄漏影响的混合数值模拟

  目的  为了分析具有6 km跨度特高压GIL内SF₆泄漏气体的泄压过程及其扩散形态,提出了一种一、三维混合CFD计算方法。利用1D Flowmaster研究具有不同孔径的泄漏口对SF₆泄压过程的影响。利用3D Fluent分析SF₆在管廊内的扩散形态、浓度分布。  方法  为了验证混合数值方法的准确性,对比了1D Flowmaster和3D Fluent对同一管廊结构SF₆泄压过程的计算结果。  结果  仿真对比结果表明,Flowmaster模拟泄压过程具有计算速度快、精度高的特点。  结论  结合通风设计要求,获得基于泄漏孔径区间的轻度、中度、重度泄漏事故分类及对应扩散形态、浓度分布等重要数据,可为实际应用设计、事故处理提供指导。     

超临界工质布雷顿循环热力学分析

  [目的]  N₂O、C₂H₆、SF₆用于制冷剂或朗肯循环的工质,这些工质的临界点和物性特征使其具有作为超临界布雷顿循环工质的潜力。  [方法]  采用自行开发的MATLAB程序并调用美国国家标准与技术研究所(NIST)发布的REFPROP物性数据库,对超临界N₂O(S-N₂O)、超临界C₂H₆(S-C₂H₆)、超临界SF₆(S-SF₆)布雷顿循环进行热力学分析,并与超临界CO₂(S-CO₂)布雷顿循环进行对比。选择再压缩循环方式,分别计算得到了透平入口温度为300～550 ℃、压力为15～25 MPa,预冷器出口温度为32 ℃和47 ℃的各种工况。  [结果]  热效率计算表明:S-N₂O、S-C₂H₆、S-SF₆再压缩循环均表现较高的热效率,且比相对应的S-CO₂再压缩循环的热效率高,再压缩循环热效率总是随着透平入口温度的提高而提高,但提高压力不一定总是提高循环热效率,提高预冷器出口温度导致循环热效率显著下降。流量计算表明,S-N₂O、S-C₂H₆、S-SF₆、S-CO₂循环的总质量流量和透平入口体积流量均远高于同等参数条件的蒸汽朗肯循环,但这四种超临界工质循环的透平出口体积流量相近。  [结论]  S-N₂O、S-C₂H₆、S-SF₆、S-CO₂循环均有潜在应用价值。     

单釜间歇式生物质炭化热解设备的结构设计研究

针对当前生物炭生产设备仍以半机械化为主,生产连续性差、生产效率低、物料堆放松散不平、秸秆炭化不均匀等问题,提出一种生物质单釜间歇式炭化设备,通过选择热解参数以及热工计算,采用棉花秸秆原料进行炭化试验,获取现有技术条件下的炭化得率质量分数为45%,气体为CO₂（50.2%）、CO（28.1%）、H₂（7.2%）、CH₄（6.9%）和其他（7.6%）,其中CO、H₂、CH₄作为主要燃烧成分占气体总质量分数的42.2%,可实现设计目标、提高炭化得率。     

碳交易

碳交易是温室气体排放权交易的统称,在《京都协议书》要求减排的6种温室气体中,CO₂为最大宗,因此,温室气体排放权交易以每吨CO₂当量为计算单位。在排放总量控制的前提下,包括CO₂在内的温室气体排放权成为一种稀缺资源,从而具备了商品属性。     

一起110 kV GIS设备SF6气体泄漏故障的分析与处理

气体绝缘全封闭组合电器(GIS)设备发生SF6气体泄露是威胁电网设备安全可靠运行的重要因素.对GIS设备SF6气体泄露的原因、危害及常用SF6气体检漏方法进行了介绍.通过某110 kV变电站110 kV GIS设备SF6气体泄露故障的分析与处理,阐述了使用多种检漏方法联合检漏的过程及消缺处理措施,可为供电企业GIS设备发生SF6气体泄露时的检漏手段及处理方法提供参考.     

交流电晕放电下SF6气体分解物的光谱检测

随着GIS等SF6气体绝缘设备的大规模使用,探索SF6气体的分解机理对延长设备寿命并确保其安全运行有重要的理论指导和现实意义.探讨GIS中典型放电性故障特征及相应的SF6气体分解产物和分解机理,给出了不同放电类型故障相关试验结果,并对最常见的电晕放电故障给出了放电量与分解产物的关系.在此基础上,设计了满足试验要求的气体放电装置,放电量检测单元和SF6气体分解产物检测系统,研究了交流电晕放电下主要气体分解产物及其增长规律,探讨了主要气体分解产物的生成机理.通过与已有文献比较,验证了试验结果的准确性.     

二氧化碳-氮气混合气体在微粉硅胶中生成水合物的 实验研究

空气中CO₂含量的增加导致了全球气候变暖问题。气体水合物能够有效分离出电厂尾气中的CO₂,对改善环境具有重要意义。考察了微粉硅胶（silica gel）中80mol% N₂与20mol% CO₂混合气体水合物形成特性,选取压力范围为6.0 ~ 8.0 MPa,温度范围为 -20 ~ -5℃。研究发现,N₂与CO₂混合气进入反应釜后,直接生成水合物,诱导时间小于1 min。压力越高、温度越低,生成水合物的相对气体消耗量越大,最大的相对气体消耗量为0.115 (mol/mol),水的转化率最大为77.02mol%,前30 min水合物生成速率与压力无关。水合物气体消耗量越大,反应釜中剩余N₂组分的含量越大,最大为90.95mol%。水合物生成驱动力越低,水合物中CO₂ 组分越高。在6.0 MPa、-5℃下,水合物中CO₂组分最大为65.70mol%。     

PECVD沉积氮化硅膜的工艺研究

采用等离子体增强型化学气相沉积（PECVD）法在晶体硅太阳电池表面镀上一层氮化硅减反射膜,通过数值分析和实验研究的方法讨论了压强、SiH₄/NH₃比、总气体流量及时间等工艺参数对镀膜速率、折射率和镀膜均匀性及钝化效果的影响。在温度为450℃、NH₃/SiH₄=8:1、总气体流量为4320sccm、压力为170Pa、沉积时间为720s的条件下生长出平均膜厚为75nm、折射率为2.05、少子寿命相对较高的氮化硅膜,且应用于单晶整舟为168片的管式PECVD设备,片间膜厚级差在5nm以内,而折射率级差在0.3以内,少子寿命可提高约30%。     

GIS投运后SF6气体含水量超标分析

通过对一起220 kV SF6气体绝缘全封闭组合电器(GIS)运行1年后SF6气体含水量严重超标的事例,从施工现场环境、工艺控制及设备运输中的包装等事项分析,找出了SF6气体中含水量超标的主要原因,并对今后安装GIS设备的施工工艺和注意事项,提出了相应的技术要求和改进措施.     

220kV SF_6气体绝缘GIS真型试验平台设计与研制

为在试验室环境下模拟SF_6气体绝缘交流GIS装备在正常、故障运行条件下的各项性能参数,并能定时、定量跟踪监测局部放电量、SF_6气体分解物等特征参量的发展趋势,设计并研制了220kV SF_6气体绝缘GIS真型试验平台,即从GIS中心母线、固体绝缘件结构设计出发,仿真分析了固体绝缘件三维电场分布特性,并对220kV GIS真型试验平台进行了调试,验证了GIS中心母线、固体绝缘件结构设计的可行性,为现场用在役SF_6气体绝缘GIS装备运维检修提供一定理论和实践依据。     

污水处理厂实现低碳节能运行的技术研究进展

污水处理厂是城市重要的环境基础设施，在运行过程中需要消耗大量电能，排放大量的CH₄、N₂O及CO₂等温室气体，是温室气体主要排放源之一。本文分析了目前国内污水处理厂采用的节能减排措施，介绍了污水处理厂在清洁能源利用、工艺优化和精准智能控制三个方面的技术研究进展，对三个方面中各项措施的试验及运行数据进行对比。并从案例中分析节能减排的实际效果。     

O3质量浓度对低温等离子体氧化柴油机PM的影响

为高效利用臭氧（O₃）氧化去除柴油机颗粒物（PM）,探究O₃自身热分解规律,分析不同O₃质量浓度的低温等离子体（NTP）气体对柴油机颗粒物的去除量和可溶性有机物（SOF）组分的影响．基于O₃热分解反应方程和Arrhenius公式推导出O₃热分解反应动力学计算公式,分析了反应温度对O₃变化的影响．搭建了低温等离子体氧化去除颗粒物的试验系统,对低温等离子体作用前、后的颗粒物去除量以及SOF进行分析．结果表明：O₃热分解的反应活化能为2.81×10⁴J/mol、温度为80～100℃时O₃具有较低的分解率和较优的反应速率．O₃质量浓度的提高对NTP氧化去除柴油机颗粒物的效果非常显著．低温等离子体对PM中SOF的作用主要体现在碳链的缩减,并在碳链中键入O．随着O₃质量浓度的增加,SOF组分中含氧基团的组分比例提高,并且组分中的含氧基团数量增多．     

梨木炭蒸汽气化制取富氢燃气的试验研究

生物质气化技术已得到广泛的应用,但气化过程产生的焦油会影响设备稳定运行。为了大幅减少焦油的干扰,以梨木的热解炭为原料,在管式炉中进行水蒸气气化制取富氢燃气试验研究,探究了反应温度、K₂CO₃添加量及利用次数对气化特性的影响。结果表明：900℃时H₂的产气量为2.19 L/g,合成气中H₂含量超过58%;K₂CO₃添加量为10%时产气效果最佳,此时合成气中H₂+CO含量达到了88.5%。当K₂CO₃催化剂在第三次利用时,仍有较好的催化效果。     

中药渣固废的碳酸钾催化热解特性与产物分布规律

以木本中药渣为原料,采用浸渍法负载不同含量K₂CO₃催化剂;通过热重实验,分析中药渣催化热解特性和热解特征参数,并采用Starink法进行动力学分析,计算催化热解反应的表观活化能;使用固定床热解炉,优化催化热解反应条件,考察不同K₂CO₃负载量对热解产物分布的影响规律。热重结果表明,K₂CO₃能显著降低中药渣的初始热解温度和最大热解温度,从而降低热解快速失重段的反应活化能;且K₂CO₃负载量越大,催化热解效果越好。热解实验证实：K₂CO₃含量为中药渣催化热解反应的最主要影响因素,它可加速生物基大分子的低温解聚和热解中间产物的催化裂解,既可降低热解油产率,又能大幅提升H₂、CO和C₂H₆等小分子低碳烃气体的产率,且有利于提高热解气的H₂/CO比例。     

基于Pt-C3N传感器的变压器油中溶解气体的吸附性能研究

变压器的在线监测技术是全球能源互联网建设的重要保障,而变压器油中溶解气体的诊断被视为变压器故障的有效判据。采用密度泛函理论方法模拟了6种油中溶解气体在铂修饰的C₃N纳米薄片的吸附过程,通过能带结构、态密度、差分电荷密度的计算揭示相关的吸附和传感机理。结果表明铂修饰可以显著增强C₃N纳米薄片的气敏响应能力,尤其是对CO和C₂H₂的捕捉能力,这主要归因于掺杂金属颗粒的d轨道电子层贡献。铂修饰C₃N纳米薄片对变压器油中溶解气体的吸附能力排序为CO>C₂H₂>C₂H₄>H₂>CO₂>CH₄。吸附底物的电子特性发生较大变化。该研究为开发用于检测变压器油中溶解气体的高性能气敏传感器提供了理论基础。     

转炉顶底复吹二氧化碳对除尘灰影响的研究

CO₂-O₂混合喷吹炼钢工艺技术将CO₂资源化利用的同时，对氧气消耗、氩气消耗、提高金属收得率、脱磷率等指标上均有所改善，目前在国内很多钢厂开始进行工程化应用。基于转炉烟尘产生机理和CO₂与熔池元素的反应机理，开展国内某钢厂120 t转炉顶吹、底吹和顶底复吹CO₂气体的炼钢工业试验，通过对比试验的烟尘量和金属收得率表明：采用顶底复吹CO₂工艺在整个冶炼过程中降低烟尘产生量、T.Fe,提高金属收得率，其中粗灰产生量平均下降了11.5%,除尘灰中的T.Fe平均降低了2.5%,钢铁料消耗平均降低了1.1 kg/t。通过CO₂与熔池中的[C]发生吸热反应可以有效降低火点区温度，从而减少金属蒸发，减少炼钢过程烟尘产生量和T.Fe,从源头减少炼钢烟尘的产生。采用顶底复吹CO₂工艺可以提高金属收得率，节约成本。     

氨气与甲烷混合气自燃过程的化学动力学研究

在当量比φ=0.5、压力为2～7 MPa以及温度从930 K到1 140 K的条件下，用快速压缩机研究氨气(NH₃)和甲烷(CH₄)混合气的着火延迟时间，其中CH₄占总燃料的摩尔分数分别为0、5%、10%及50%．另外，在φ为1.0和2.0的条件下对掺入10%CH₄的混合气进行着火延迟时间测试．CH₄对NH₃的着火过程具有非常明显的促进作用，随着CH₄占总燃料的比例越来越高，混合气的着火延迟时间缩短，同时CH₄对着火的促进作用趋于平缓．含10%CH₄的NH₃的着火延迟时间在φ为0.5和1.0的条件下变化很小，而当φ=2.0时着火延迟时间增加约50%．利用试验数据对6种不同的NH₃氧化机理进行了验证，所开发的机理预测着火延迟时间最为准确，除了在最高温度，CH₄摩尔分数为50%时试验与计算差异达到了50%，其他所有条件下机理的预测...     

电子传输层锂盐掺杂对Cs2AgBiBr6双钙钛矿太阳电池性能的影响研究

电子传输层是影响钙钛矿太阳电池性能的重要因素。常用的介孔二氧化钛(mp-TiO₂)电子传输层存在较多表面缺陷，电荷提取效率较低，复合几率高。利用双(三氟甲烷磺酰)亚胺锂(LiTFSI)对mp-TiO₂进行锂盐掺杂，并将其应用于Cs₂AgBiBr₆双钙钛矿太阳电池(下文简称为“Cs₂AgBiBr₆太阳电池”)中，以研究锂盐掺杂对Cs₂AgBiBr₆薄膜和Cs₂AgBiBr₆太阳电池性能的影响。研究结果表明：1)锂盐掺杂改善了Cs₂AgBiBr₆薄膜的结晶度，降低了其缺陷态密度，促进了电子传输层/钙钛矿界面处的电荷转移；2)掺杂的锂盐最优质量浓度为10 mg/mL，在该掺杂浓度下制备的Cs₂AgBiBr₆太阳电池的短路电流密度从1.92 mA/cm²提升到2.43m...     

广东能源消费碳排放趋势与前景展望

能源消费是人类活动排放CO₂等温室气体的主要来源,碳减排已成为我国能源发展的一个重要约束因素。2012年全世界能源消费排放3.173 4×1010 t CO₂,中国能源消费排放的CO₂已占世界总排放量的26.0%。2012年全世界人均CO₂排放量4 510 kg,而中国人均CO₂排放量达到了6 093 kg。同年广东省人均CO₂排放量为5 224 kg,高于世界平均水平,低于全国平均水平。随着节能减排和应对气候变化工作的推进,广东的单位产值能耗水平逐年降低,能源结构不断改善,使得全省化石能源消费带来的CO₂排放量的增长势头得到抑制,2012年的排放量比2011年略有减少。按目前的发展趋势预测,到2020年,广东CO₂排放总量将达到1.606 2×108 t碳当量,比2012年增加9.69×106 t碳当量,人均CO₂排放量将达到5 287 kg,略高于2012年的5 224 kg。如果在“十三五”期间加快第三产业发展,则到2020年广东省化石能源消费总量将比2012年下降2.7%,CO₂排放总量将比2012年下降3.5%,人均CO₂排放量将由2012年的5 224 kg下降到2020年的4 795 kg,接近世界平均水平。