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旋流雾化方形脱硫塔内过程的数值模拟与优化分析

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旋流雾化方形脱硫塔内过程的数值模拟与优化分析

作者：秦方博华南理工大学

学位级别：硕士

当前国内大气环境形势严峻,传统煤烟型污染尚未得到有效控制,其中由燃煤电厂排放的二氧化硫(SO)量大面广,是煤烟型污染的主要来源。国家因此加大了对燃煤电厂SO的防治力度,提出了部分地区二氧化硫排放浓度低于35mg/m的超低排放要求。然... 详细信息

当前国内大气环境形势严峻,传统煤烟型污染尚未得到有效控制,其中由燃煤电厂排放的二氧化硫(SO)量大面广,是煤烟型污染的主要来源。国家因此加大了对燃煤电厂SO的防治力度,提出了部分地区二氧化硫排放浓度低于35mg/m的超低排放要求。然而传统的工艺技术已难以达到日益严格的SO排放标准新要求。因此,在脱硫系统安全稳定运行的基础上对其进行超低排放改造,进一步提高脱硫效率,降低二氧化硫排放浓度是目前电厂环保领域的热点问题。本文从二氧化硫超低排放改造技术出发,简要概述了工程上应用较多的几种超低排放改造技术(增设喷淋层法、增设托盘法、双塔串联法、单塔双循环法和旋流雾化法等技术)。结合电厂实际运行工况,以超低排放要求为目标,最终确定选择旋流雾化法对山东某电厂方形脱硫塔进行二氧化硫超低排放改造。并利用CFD软件对基于旋流雾化作用下方形脱硫塔内的流动过程开展研究。本文利用FLUENT软件对山东某电厂330MW机组湿法烟气方形脱硫塔进行建模计算。应用ICEM的结构化网格技术,采用标准k-ε湍流模型描述塔内烟气湍流运动,离散相模型跟踪液滴运动,随机跟踪模型计算颗粒的湍流扩散,根据双膜理论,通过用户自定义函数(UDF)引入相应的SO脱除源项,用SIMPLE算法对超低排放改造前后方形脱硫塔内部的烟气流动场、温度场及SO浓度场进行了数值模拟与分析,并对改造后的方形脱硫塔的旋流雾化层位置及数量、旋流雾化层与常规喷淋层间距、旋流雾化层浆液喷出速度进行了优化分析。研究结果表明:(1)原方形脱硫塔经过旋流雾化法改造后,烟气沿塔高螺旋上升,运动轨迹延长,增加了气液接触时间;塔内烟气速度增大,温度分布更加均匀;脱硫效率提高,出口二氧化硫浓度降低;(2)对旋流雾化层的相关参数进行优化分析,确定了最优的工艺条件:即选取ABCDF投运方式,DF层间距为2.2.4m、旋流雾化层浆液喷出速度为6m/s时,方形脱硫塔能耗和脱硫效率的综合效果最好。

关键词：超低排放改造旋流雾化法方形脱硫塔数值模拟优化分析

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机器人自动轴孔装配研究进展

智能科学与技术学报 2022年第2期4卷 200-211页

作者：徐德秦方博中国科学院自动化研究所北京100190

轴孔装配是加工制造业常见的一类操作任务。基于工业机器人研究轴孔自动装配,对于机器人在装配领域的应用具有重要价值。对于高精密和形状复杂的零件,高效可靠的轴孔装配仍然具有很大挑战性。基于此,从控制的角度对机器人自动轴孔装配... 详细信息

轴孔装配是加工制造业常见的一类操作任务。基于工业机器人研究轴孔自动装配,对于机器人在装配领域的应用具有重要价值。对于高精密和形状复杂的零件,高效可靠的轴孔装配仍然具有很大挑战性。基于此,从控制的角度对机器人自动轴孔装配进行了全面梳理。首先,介绍了机器人自动轴孔装配过程。然后,在对基于传统模型的装配控制进行论述的基础上,对新兴的基于学习的智能装配控制进行了讨论,重点阐述了模仿学习和强化学习在机器人自动装配中的应用。传统方法与人工智能方法的结合,将为机器人自动轴孔装配注入新的活力,将成为未来的重要发展趋势。

关键词：轴孔装配智能机器人模仿学习强化学习技能学习

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基于正交设计的微细颗粒复合凝并建模及仿真

华南理工大学学报（自然科学版） 2019年第9期47卷 40-46,97页

作者：刘定平黄俊钦秦方博罗伟乐华南理工大学电力学院//广东省能源高效清洁利用重点实验室

为了研究微细颗粒凝并效率影响因素的敏感性,将颗粒群平衡模型与欧拉多相流模型进行耦合,通过用户自定义函数分别引入布朗凝并、湍流凝并与声波凝并的复合凝并核函数和颗粒凝结增长速率函数,建立了一种适合不同凝并方式特点的复合凝并模... 详细信息

为了研究微细颗粒凝并效率影响因素的敏感性,将颗粒群平衡模型与欧拉多相流模型进行耦合,通过用户自定义函数分别引入布朗凝并、湍流凝并与声波凝并的复合凝并核函数和颗粒凝结增长速率函数,建立了一种适合不同凝并方式特点的复合凝并模型.采用正交设计对微细颗粒的凝并过程进行数值模拟,研究了初始蒸汽饱和度、停留时间、声压级和声频对复合凝并过程的影响程度的主次关系.结果表明,该复合凝并模型能有效地表征PM2.5颗粒凝并效率.通过PM10和PM2.5凝并效率正交模拟试验进一步得出,复合凝并作用下各参数的影响程度均为:声压级>停留时间>初始蒸汽饱和度>声频.声压级、停留时间和初始蒸汽饱和度的增大有利于凝并效率的提高,而声频则存在一个最佳值使得凝并效率达到最高,且PM2.5凝并效率的最佳频率比PM10高.该模型的建立对研究微细颗粒物复合凝并相关因素的影响程度具有重要作用.

关键词：微细颗粒复合凝并群体平衡模型正交设计

蒸汽相变作用下不可溶PM_(10)增长性能的数值模拟

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环境工程学报 2018年第4期12卷 1156-1163页

作者：刘定平秦方博黄俊钦罗伟乐华南理工大学电力学院广州510640

目前,对颗粒凝结增长性能的数值模拟均忽略了其碰撞效应。为了对其进行补充,在相关研究的基础上,将颗粒群平衡模型(population balance module,PBM)与欧拉多相流模型进行耦合,通过用户自定义函数(user-defined function,UDF)同时引入碰... 详细信息

目前,对颗粒凝结增长性能的数值模拟均忽略了其碰撞效应。为了对其进行补充,在相关研究的基础上,将颗粒群平衡模型(population balance module,PBM)与欧拉多相流模型进行耦合,通过用户自定义函数(user-defined function,UDF)同时引入碰撞团聚核函数和凝结增长速率函数,采用数值模拟,分析了初始蒸汽饱和度、停留时间、初始颗粒数浓度和初始粒径对不可溶PM_(10)凝结增长性能的影响。模拟结果表明,初始蒸汽饱和度越大,颗粒凝结增长后的最终粒径越大;在一定范围内,延长停留时间,能够促进颗粒的凝结增长;初始颗粒数浓度的增大不利于颗粒的凝结增长;初始粒径越小,颗粒凝结增长性能越好,相变凝结的效果越明显。上述模拟结果与实验结果一致。

关键词：不可溶PM(10) 碰撞团聚凝结增长数值模拟

资源聚合型虚拟电厂电-冷-柔耦合需求响应策略

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广东电力 2024年第12期37卷 119-128页

作者：王丽晓李嘉琪晏二保秦方博高明钱瞳广州城市理工学院电气工程学院广东广州510800 广东电网有限责任公司广州供电局广东广州510620 广州丁晟科技有限公司广东广州510000 香港理工大学电机及电子工程学系中国香港999077

虚拟电厂需求响应策略是当前电力系统调动需求侧灵活性的有效手段,新型电力系统负荷侧通常装设分布式电源如光伏,接入电动汽车等柔性负荷,并配有储能资源,形成典型资源聚合型虚拟电厂。针对负荷侧大量分布的典型资源聚合型虚拟电厂,建... 详细信息

虚拟电厂需求响应策略是当前电力系统调动需求侧灵活性的有效手段,新型电力系统负荷侧通常装设分布式电源如光伏,接入电动汽车等柔性负荷,并配有储能资源,形成典型资源聚合型虚拟电厂。针对负荷侧大量分布的典型资源聚合型虚拟电厂,建立其电系统、冷系统的耦合能流模型,并采用蒙特卡洛方法详细刻画个体粒度的电动汽车柔性充电负荷,调动系统的电-冷-柔耦合资源,提出系统参与价格型及激励型需求响应的不同策略,并对比2种策略对提升系统运行经济性、降低系统峰谷差、挖潜柔性资源的作用,为需求响应市场由激励型向价格型转向提供科学建议。

关键词：虚拟电厂需求响应柔性负荷电-冷-柔耦合资源

脱硫塔内增设喷嘴切圆喷淋层的数值模拟及应用

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电力科技与环保 2021年第3期37卷 30-38页

作者：秦方博韩凤琴林涛刘定平华南理工大学广州学院电气工程学院广东广州510800 华南理工大学电力学院广东广州510000

为满足超低排放要求进一步降低燃煤电厂SO_(2)排放浓度,提出了一种在原脱硫塔内增设喷嘴切圆布置喷淋层的新方法。该方法在原脱硫塔的基础上增设喷淋层,新增喷淋层的喷嘴按照提前设计好的角度安装,使喷嘴喷出的石灰石浆液在塔内形成切... 详细信息

为满足超低排放要求进一步降低燃煤电厂SO_(2)排放浓度,提出了一种在原脱硫塔内增设喷嘴切圆布置喷淋层的新方法。该方法在原脱硫塔的基础上增设喷淋层,新增喷淋层的喷嘴按照提前设计好的角度安装,使喷嘴喷出的石灰石浆液在塔内形成切圆。并以方形脱硫塔为研究对象,利用CFD软件,采用标准k-ε湍流模型描述塔内烟气湍流运动,离散相模型跟踪液滴运动,随机跟踪模型计算颗粒的湍流扩散,通过用户自定义函数(User-Defined Function,UDF)引入SO_(2)吸收函数对改造前后方形脱硫塔内的烟气轨迹、速度场、温度场和SO_(2)浓度场进行对比分析。模拟结果表明,增设喷嘴切圆布置的喷淋层后,烟气沿塔高螺旋上升,运动轨迹延长,增加了气液接触时间;速度分布更加均匀,有效防止烟气沿塔壁逃逸,且烟气流速较改造前增大,有利于传质过程的进行;部分高温区消失,温度分布和气液混合程度更加均匀;模拟出口SO_(2)浓度由原来的51mg/m^(3)降低到21mg/m^(3),试验出口SO_(2)浓度由原来的55mg/m^(3)降低到23mg/m^(3),满足超低排放要求。

关键词：燃煤电厂超低排放切圆布置数值模拟 UDF

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电气工程实验中心信息化建设的探索与实践

科技传播 2021年第3期13卷 131-133,137页

作者：秦方博张哲胡少强雷世钰刘校明刘彬博吴钟桁华南理工大学广州学院电气工程学院人工智能与数字经济广东省实验室(广州)

根据学校提出的应用型人才培养战略,借助飞速发展的现代化信息技术,结合电气工程专业实验和实践教学环节的现状,重点对新形势下实验中心的信息化建设方式及管理模式进行了探索,并讨论了电气工程实验中心信息化建设在具体实践中的应用。

关键词：实验室建设实验室管理信息化建设

基于Vision Transformer的阿尔茨海默病分类研究

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微型电脑应用 2024年第8期40卷 4-7页

作者：许曙博郑英豪秦方博周超周劲陈嘉燕广州城市理工学院机器人工程学院广东广州510800 广州城市理工学院电气工程学院广东广州510800 广州大学计算机科学与网络工程学院广东广州510006

为了有效地提升对阿尔茨海默病(AD)的磁共振成像(MRI)图像分类准确率,提出一种LC(Layer-Cut)-ViT方法。该方法通过引入Vision Transformer(ViT)的自注意力机制对MRI图像进行层切分,使模型能更好地理解图像的全局信息,同时突出切片间的... 详细信息

为了有效地提升对阿尔茨海默病(AD)的磁共振成像(MRI)图像分类准确率,提出一种LC(Layer-Cut)-ViT方法。该方法通过引入Vision Transformer(ViT)的自注意力机制对MRI图像进行层切分,使模型能更好地理解图像的全局信息,同时突出切片间的特征关系。此外,通过配准、颅骨分离算法提取MRI图像的脑部组织部分,进一步提升模型的性能。实验结果显示,所提方法对阿尔茨海默病的MRI图像具有较好的分类能力。

关键词：阿尔茨海默病 MRI图像分类 Vision Transformer LC-ViT

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基于MR技术的配电房运检系统研究设计

微型电脑应用 2022年第8期38卷 11-14页

作者：张珊茹刘彬博秦方博许舒婷曾繁郑筱莹广州城市理工学院电气工程学院广东广州510800

针对户外一线工作者寻求解放双手、高效运维作业的需求,以配电房运维业务为基础,以混合现实技术为核心,围绕配电房业务中的3种工种,设计具有“巡检、检修、辅助安装”3种可视化功能的运检系统。将混合现实、人工智能和头戴式设备等新技... 详细信息

针对户外一线工作者寻求解放双手、高效运维作业的需求,以配电房运维业务为基础,以混合现实技术为核心,围绕配电房业务中的3种工种,设计具有“巡检、检修、辅助安装”3种可视化功能的运检系统。将混合现实、人工智能和头戴式设备等新技术与实际运维要求相结合,基于Unity3D开发适用电力行业一线工作者轻装作业、规范操作的运维模式。这项设计能够帮助技术人员更好地观察和检测配电房电力设备缺陷,建立一套完整优化的运维数据管理系统。

关键词：混合现实 HoloLens 电力运维 Unity3D

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