床温及SNCR脱硝对CFB锅炉NOx和N2O排放影响的试验研究

为了研究循环流化床（CFB）锅炉燃用无烟煤时床温及选择性非催化还原（SNCR）脱硝对于NO和N2O排放的影响，在1 MW CFB试验装置上开展了试验研究。结果表明:床温由880 ℃提高到970 ℃，NO排放质量浓度由119.5 mg/m3上升到226.0 mg/m3，N2O排放质量浓度由216.0 mg/m3降低到102.2 mg/m3；在氨氮摩尔比（NSR）为0~3.7之间，随着NSR的提高，脱硝效率从0上升到50.72%；进一步提高NSR到5.2，脱硝效率升至53.61%，增加较为缓慢；随着NSR从0提高到1.7，N2O排放质量浓度由84.3 mg/m3上升至118.3 mg/m3，增长较为缓慢；进一步提高NSR至2.0，N2O排放质量浓度上升至187.7 mg/m3，增长速度提高；继续提高NSR至5.2，N2O排放质量浓度上升至381.4 mg/m3；CFB锅炉采用以尿素为还原剂的SNCR脱硝工艺时，单纯通过加大NSR来提高脱硝效率不仅效果有限，过量喷入的还原剂会造成N2O排放量的显著提高。     

水上飞机水动力性能试验装置设计

为了提高水上飞机水动力性能试验的精度，基于改善模型试验区域空气流场的原则，设计了一套全新的试验装置，用于解决原试验方法中阻塞效应引起的空气流场变化。该试验装置将模型置于拖车前端最佳试验区域，最大程度的减小了气流变化引起的试验误差。该装置投入使用后，明显提高了试验精度，为今后的水上飞机设计研究工作奠定了基础。     

土耳其盐穴地下储气库大井眼钻井技术

土耳其Tuz G?lü盐矿区拟建造地下天然气储气库,存在2个可能性风险:矿床实际深度与原计划钻探深度的偏离;钻井与建腔过程中侵出CO2气体,因此该气库建造存在一定的地质及工程风险。为加快该项目进展,满足盐穴储气库钻井要求,通过优化方案采用国内没有应用过的生产套管大尺寸井眼井身结构,采用液压扩孔器扩眼,并形成钻井配套技术。文中从井身结构、钻头优选及螺杆钻具应用、钻井液体系优选、固井以及钻探效果等方面,阐述Tuz G?lü天然气地下储气库钻井技术。通过实施,有效降低了钻井事故复杂时率、缩短钻井周期,机械钻速得到提高,取得了显著的经济效益。     

复合冲击频率配合特性模拟研究

目前,对于传统的轴向冲击破岩和扭力冲击破岩机理的研究较多,而复合冲击钻井破岩机理的研究正处于起步阶段,且现有的研究成果极少。鉴于此,利用ABAQUS动力学冲击模块计算平台建立了PDC钻头单齿-岩石相互作用的动力冲击数值模型,考虑切削齿在钻压、转速、交变冲击扭矩和交变轴向冲击力等多个载荷的共同作用下,分析了复合冲击破岩方式、轴向冲击和扭向冲击频率配合方式、钻压等几个因素对复合冲击破岩效果的影响。研究结果表明:岩石单元内部拉应力与压应力破坏区域交替分布;冲击条件相同,且在轴向冲击频率为扭向冲击频率的1/2时,岩石破碎效率最高;如果冲击频率太小,而不能及时有效地破碎钻遇岩石,即发生黏滑振动;如果冲击频率太大,载荷作用时间太短,则破岩过程中冲击能量无法及时分配,冲击力微弱,因此,复合冲击频率配合数量关系存在一个冲击频率极值。复合冲击钻井技术破岩机理的研究为新型钻井工具的进一步开发和优化改进奠定了理论基础。     

旋切式PDC钻头水力结构优化

旋切式PDC钻头比常规PDC钻头的结构更复杂,工作原理也比较特殊,常规的数值模拟方法不能全面描述旋切式PDC钻头水力结构及井底流场特性。鉴于此,采用标准k-ε模型和离散相模型(DPM)对旋切式PDC钻头井底流场进行仿真模拟,并对钻头的水力结构进行优化设计,对优化前后旋切式PDC钻头的井底流场进行对比分析。研究结果表明:刀盘形状的改变有利于工作流体的流动,可以降低刀盘附近岩屑颗粒的质量浓度;采用带有曲率的喷嘴可以增强旋切式PDC钻头刀盘区域的井底清洗效果;当采用曲率为1/50的喷嘴时,刀盘区域的井底清洗效果最好;当采用中心喷嘴直径12. 0 mm和边缘喷嘴直径8. 8 mm的组合方案时,旋切式PDC钻头的清洗和携岩能力达到最优。研究结果对未来页岩气开采方式的研究具有一定的指导意义。     

PDC钻头水力结构优化设计研究

在PDC钻头工作过程中，钻井液对钻头体表面的冲洗、冷却和润滑是保证钻头正常工作的一个非常重要的条件。对PDC钻头而言，水力结构（主要是中心水眼和冠部水道）设计的重要性尤其突出。以前,对钻头水力系统研究只能通过实验的方法进行,研究周期长、成本高、结构调整不方便，而数值模拟的方法在几年前还不成熟，甚至静态的复杂结构流场问题基本无法解决。为此，在提出PDC钻头水力结构优化设计原则的基础上，对PDC钻头的三维流场进行了数值模拟。模拟中考虑了钻头的喷嘴布置位置、直径、数量以及切削齿对流场的影响。计算结果表明，原设计在喷嘴布置位置和喷射角度上存在不足，以此为基础进行了水力结构的优化设计。文中的研究成果成功地应用在新型钻头水力结构的设计中，研究方法为PDC钻头水力结构优化分析奠定了理论基础。     

ＰＤＣ钻头布齿设计技术

合理的布齿是保证PDC钻头具有优良工作性能的关键。目前常用的PDC钻头布齿设计方法是图解调整法，该方法速度慢，设计工作烦琐，工作量大，效率低，欠灵活，而且有时会出现不必要的误差。讨论了PDC钻头布齿设计的特点，按切削原则设计了钻头冠部形状，并选择了合理的切削结构，为PDC钻头布齿计算机辅助设计软件提供了理论支撑。     

中俄合作研发等离子体裂解煤制乙炔技术

新疆天业集团公司与俄罗斯科学研究院新西伯利亚分院、中国科学院等离子研究所和复旦大学合作研发的从煤炭直接制取乙炔气体的等离子体裂解煤制乙炔技术项目取得进展。两套煤制乙炔试验装置已从煤炭中清洁高效地生产出了乙炔，装置运行状况良好。该技术利用等离子体炬产生的高温等离子氢和煤粉进行化学反应，产生含乙炔混合气体，经过分离和提浓，即可得到高质量乙炔。采用这种方法生产的乙炔成本低廉，清洁高效，对环境污染小。目前已在合肥建成两台世界上功率最大的2MW等离子体裂解煤制乙炔试验装置，试验中最大炬功率达到1．28MW，碳的转化率达20％，可生产乙炔1600t。     

基于人工神经网络的水洞试验装置的PID自动控制系统

在水洞试验中，通过水泵及收缩段的形状控制水洞的运行过程，以保证水洞的稳定运行，并保证所进行的各种试验的质量。PID调节是最常见的一种。文章给出了一种基于人工神经网络实现自学习PID控制方法。利用该方法可以较好地实现水洞的控制。