管式加热炉三维温度场可视化监测试验研究

文章利用CCD火焰图像探测器和相应的计算机图像采集处理系统,在洛阳瑞昌石油化工设备有限公司的管式加热试验炉进行了炉内炉管表面温度检测及燃烧火焰三维温度场可视化检测试验研究。试验采用的燃烧三维温度场可视化监测系统可提供看火电视、录像、火焰图像存储、燃烧火焰三维温度场及炉管表面温度可视化显示、燃烧器火焰形状识别、现场数据采集、显示及数据库查询等功能。通过燃烧器试验证明,该系统能准确直观地在线检测燃烧器不同燃料组分、不同空燃比、不同加热能力等工况下,炉内温度分布及炉管表面温度分布的变化情况。通过三维温度分布综合分析诊断,可以提供燃烧器燃料量和风量优化调整、灭火预警等指导信息,为管式工业炉安全和经济运行提供新型的现代化的监控手段。     

基于辐射图像处理的壁温分布监测实验研究

大型工业炉窑燃烧监测可简化为封闭空腔体系内的辐射换热问题,精确定量其边界辐射特性是开展后续辐射逆问题研究的基础,而这需要解决壁面辐射与空间辐射相互耦合的难题。通过引入基于蒙特卡洛的DRESOR法来精确求解封闭空腔内部辐射传热方程,解耦了计算边界处检测能量中分别来自空间辐射和壁面辐射的份额,并比较了温度分布和辐射物性参数对壁面辐射贡献份额的影响,最后实验验证了利用边界检测辐射信息反演壁面温度的可行性。本研究将为探索工业炉窑壁面热物理量场检测方法提供参考。     

中速磨煤机磨制生物质颗粒料的适应性研究

生物质燃烧不会增加二氧化碳排放量,发展生物质与燃煤耦合发电技术是加快电力转型升级的可行途径。采用压型后的生物质与煤粉在不同的磨煤机中磨制且不掺混,由不同的燃烧器分别送入炉膛,该方式不需要增加额外的生物质处理设备和设置生物质燃料处理车间,可大大节省投资和厂区空间。其关键限制性技术因素在于电厂的磨煤机是否能够有效研磨生物质颗粒燃料,以及如何评估现有磨煤机对新型耦合燃料的适应性。为此,搭建了中速磨煤机实验台,分析中速磨煤机磨制生物质颗粒的适应性。结果表明：中速磨煤机碾磨木屑生物质颗粒时碾磨出力降低,有效出力修正系数为0.65～0.70;ZGM型中速磨煤机碾磨木屑成型颗粒时,加载力特性、分离器特性均在料粉粒径0.2 mm分界下变化明显,可考虑将筛分细度R200和R500定为磨煤机研磨生物质颗粒料粉均匀性指标的衡量标准;相对于磨制煤粉,磨制成型生物质颗粒加载力的增加或现行分离器转速的提升对细度分布影响规律有较大差异,亟待进一步的深入研究。     

化工设计竞赛模式在化工工艺学教学中的研究

化工工艺学是高等学校化学工程与工艺专业的一门专业课。基于"三井化学杯"大学生化工设计竞赛模式,针对化工工艺学教学中出现的共性问题,实施了课程改革和教学改革。通过课程改革过程,提高了学生的学习兴趣,锻炼了学生分析解决困难的能力。通过教学改革过程,提升了学生的工程实践能力和创新能力,提高了本门课程的教学质量和教学效果,面向社会培养高素质专业化工人才。     

基于热辐射成像建模求解的管式炉炉管温度检测

准确在线检测管壁表面分布式温度是优化管式炉加热工艺的关键所在。以一台工业管式裂解炉为试验对象,结合辐射图像处理方法,开展了管式炉炉管表面温度可视化检测研究。采用基于Monte Carlo的DRESOR法求解具有复杂边界条件的管式炉辐射成像模型,实现了炉管辐射与火焰辐射、炉壁辐射的解耦计算,对炉管表面温度与热通量分布进行了在线监测,并研究了二者随工质流动方向的变化趋势。经过验证,温度测量误差小于2%,测量误差主要出现在最高和最低温区域。该项研究将有助于指导管式炉燃烧调整,改进加热工艺,提高炉管表面受热均匀性,延长炉管工作寿命。     

表面活性剂BS复合驱油体系物理模拟实验研究

以大庆油田使用的以重烷基苯磺酸盐Sy为表面活性剂组分的强碱ASP三元体系作对比,考察了由能使油水界面张力达到超低的两性甜菜碱表面活性剂BS配制的无碱SP二元体系和加磷酸钠牺牲剂的该SP二元体系的驱油效率.实验岩心为Ka≈-1μm2的环氧树脂胶结石英砂均质、非均质(变异系数0.72)岩心.驱油实验模拟大庆油田条件(温度45℃),实验体系舍表面活性剂3.0g/L,分等黏度(20,40,80mPa·s)和等聚合物浓度(0.5,1.5,2.5g/L)两个系列,化学剂主段塞0.35PV,后续聚合物保护段塞0.20PV.体系黏度由20mPa·s增至40mPa·s或聚合物浓度由0.5g/L增至1.5g/L时,均质岩心上的采收率增幅很大,黏度或聚合物浓度继续增大时增幅很小.均质岩心上的驱油效果,在等黏度条件下加牺牲剂的SP二元体系最好,SP二元体系和强碱ASP三元体系相近并较差,在等聚合物浓度条件下SP二元体系和加牺牲剂的SP二元体系最好且相近,强碱ASP三元体系较差.在非均质岩心上的驱油效果,当体系黏度为40mg/L时,加牺牲剂SP二元体系最好,SP二元体系次之,强碱ASP三元体系最差,当聚合物浓度为2.5g/L时,加牺牲剂SP二元体系与SP二元体系相当,强碱ASP三元体系较差.     

基于Ansys的立柱有限元分析与结构优化设计

分别利用Pro/Engineer和Ansys软件对立柱进三维实体建模与模态分析,通过结构分析和优化设计,得到了立柱的模态分析结果。选择立柱相对位移量及其低阶固有频率为研究对象,并设计对比了两种筋连板优化布局方法,确定了使用米字型筋连板立柱结构。提高了立柱的低阶固有频率,避免了高速加工时共振的产生降低加工精度的现象,取得了提高加工精度,立柱的强度和刚度的效果。为结构的合理设计与改造提供了可靠的理论依据。