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基于粒子群算法的转炉用氧节能优化调度

工程科学学报 2021年第2期43卷 279-288页

作者：孔福林童莉葛魏鹏程张培昆王立吴冰陈恩军北京科技大学能源与环境工程学院北京100083 北京科技大学冶金工业节能减排北京市重点实验室北京100083 首钢京唐钢铁联合有限责任公司唐山063200

针对钢铁空分企业氧气放散率高、综合能耗高的问题,建立了以减小转炉用氧总量波动和降低系统能耗为目标的转炉用氧调度模型.综合考虑了吹炼区间时长不变、各吹炼区间起始时刻满足工艺要求、钢水温度大于1250℃、转炉用氧调度前后变动最... 详细信息

针对钢铁空分企业氧气放散率高、综合能耗高的问题,建立了以减小转炉用氧总量波动和降低系统能耗为目标的转炉用氧调度模型.综合考虑了吹炼区间时长不变、各吹炼区间起始时刻满足工艺要求、钢水温度大于1250℃、转炉用氧调度前后变动最小等约束,以基于整数空间的粒子群(Particle swarm optimization, PSO)算法进行求解.同时,以国内某大型钢铁企业空分厂为案例,采用Pipeline Studio软件建立该厂区氧气管网输配系统模型,对转炉用氧调度的节能优化效果进行了验证.结果表明,本文提出的转炉用氧节能优化调度在研究时间段尽可能安排单台转炉生产,有效降低多台转炉吹氧重叠时间,在生产时间内错峰用氧,减小转炉用氧总量波动,缓解氧气供求不平衡的矛盾.在120 min研究时长内,调度前后系统氧气放散量由1242.1 m^3降低至0,相应的空分系统的电耗节约了1192.42 kW·h,氧压机的压缩能耗增大了41 kW·h,氧气管网输配系统节约总能耗为1151.42 kW·h.综合计算来看,转炉用氧调度应用到全年,预计减少氧气放散总量5.44×10^6 m^3,节约氧气管网输配系统总能耗5.22×10^6 kW·h.

关键词：转炉用氧调度 PSO算法氧气放散节能氧气输配管网多约束

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游梁式抽油机节能技术综述

吉林大学学报（工学版） 2021年第1期51卷 1-26页

作者：刘昕晖李春爽陈琳王昕吉林大学机械与航空航天工程学院长春130022 上海汽车变速器有限公司新能源驱动系统集成部上海201800 多伦多大学机械与工业工程学院加拿大多伦多M5T 1P7

游梁式抽油机是陆上油田中主要的采油装备,其采油能耗占油田总能耗的三分之一,但局限于系统的结构和使用条件,抽油机电动机平均负载率都很低,用电效率平均在30%以下。针对上述问题,科技工作者们提出并尝试了大量新技术、新方法,这些技... 详细信息

游梁式抽油机是陆上油田中主要的采油装备,其采油能耗占油田总能耗的三分之一,但局限于系统的结构和使用条件,抽油机电动机平均负载率都很低,用电效率平均在30%以下。针对上述问题,科技工作者们提出并尝试了大量新技术、新方法,这些技术改进提高了采油能源利用效率,但也存在局限性和技术风险。作者首先分析了抽油机系统能耗的主要来源,通过对比指出最具节能潜力的是电动机部分。进而对目前公开报导的关于提升电动机用电效率的相关研究进行了分类总结,将相关技术研究主要分为机械传动结构改进、电动机及其控制技术改进、增设节能装置三大方向,并对其中的各种技术方案进行了概括和分析。通过分析和对比,并结合目前海洋石油开采和页岩油气开采的大背景,提出了在传统抽油设备上增设节能装置将是未来一段时间内游梁式抽油机节能的最有效的技术方向,而其中的液压混合动力节能技术是一种优势较为明显的技术方案。

关键词：油气井工程游梁式抽油机节能液压混合动力综述

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面向制造环境的工业机器人节能轨迹规划

机器人 2021年第6期43卷 653-663页

作者：赵俊宇张平李方陈昕叶华南理工大学计算机科学与工程学院广东广州510006

在制造环境中,工业机器人节能轨迹规划的实际应用存在2个问题:机器人动力学参数未知;现有节能轨迹规划方法无法保证结果的稳定性.因此,本文提出了面向制造环境的工业机器人节能轨迹规划,包括基于平行BP(backpropagation)神经网络的近似... 详细信息

在制造环境中,工业机器人节能轨迹规划的实际应用存在2个问题:机器人动力学参数未知;现有节能轨迹规划方法无法保证结果的稳定性.因此,本文提出了面向制造环境的工业机器人节能轨迹规划,包括基于平行BP(backpropagation)神经网络的近似动力学辨识和基于凸优化(CO)的节能轨迹求解法.以UR3机器人为实验平台,近似动力学模型的均方根误差(RMSE)可收敛至2.05×10^(−3) N·m;且凸优化轨迹规划的求解稳定性优于现有的参数化轨迹规划.实验结果表明:本文提出的节能轨迹规划方案,能应对制造环境中机器人动力学参数未知的情况,同时保证轨迹规划结果的稳定性,因此更适用于制造环境中的工业机器人.

关键词：智能制造工业机器人节能轨迹规划动力学辨识神经网络凸优化

带有卸载时延感知的边缘云增强FiWi网络节能机制

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电子与信息学报 2019年第2期41卷 394-401页

作者：邹虹高毅爽闫俊杰重庆邮电大学通信与信息工程学院重庆400065 重庆高校市级光通信与网络重点实验室重庆400065

边缘云增强光无线融合网络中,存在传统节能机制与卸载业务不匹配的问题。该文提出一种带有负载转移的光网络单元卸载协同休眠机制。通过分析当前光网络单元负载,结合无线域多跳传输时延和目标光网络单元的报告帧发送时刻,进而确定休眠... 详细信息

边缘云增强光无线融合网络中,存在传统节能机制与卸载业务不匹配的问题。该文提出一种带有负载转移的光网络单元卸载协同休眠机制。通过分析当前光网络单元负载,结合无线域多跳传输时延和目标光网络单元的报告帧发送时刻,进而确定休眠和目的光网络单元完成负载转移。然后光网络单元协同考虑边缘服务器的回传数据到达时刻和无线域控制帧的发送时刻,选取最合适的休眠时长以减少控制开销。仿真结果表明,所提机制在有效降低网络能耗的同时能保证卸载业务的时延性能。

关键词：光无线融合网络移动边缘计算节能卸载协同休眠

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节能型活性炭吸附-脱附VOCs技术研究

节能型活性炭吸附-脱附VOCs技术研究

作者：钟焕河北科技大学

学位级别：硕士

针对中小型企业应用活性炭净化VOCs,存在现场再生难以实施或吸附再生工艺条件不能稳定达标,产生危废、耗能高、活性炭消耗量大等问题,在研究活性炭吸附-脱附典型VOCs性能的基础上设计开发了节能型活性炭吸附-脱附VOCs的技术,探讨了该技... 详细信息

针对中小型企业应用活性炭净化VOCs,存在现场再生难以实施或吸附再生工艺条件不能稳定达标,产生危废、耗能高、活性炭消耗量大等问题,在研究活性炭吸附-脱附典型VOCs性能的基础上设计开发了节能型活性炭吸附-脱附VOCs的技术,探讨了该技术的节能效果,并采用分散式活性炭吸附净化+移动共享式再生技术模式在中小型分散企业应用。主要研究结果如下:1)活性炭对甲苯、甲醇、甲酸乙酯三种类别VOCs的静态吸附实验及脱附活化能的测试结果表明:甲苯、甲醇、甲酸乙酯的吸附饱和量分别为0.3592 g·g、0.3109g·g、0.3508 g·g,脱附活化能分别为17.3 k J·mol、28.23 k J·mol、38.8 k J·mol,从活性炭上脱附的难易程度为甲酸乙酯>甲醇>甲苯。活性炭静动态吸附甲苯的不同影响因素(温度、浓度、停留时间)实验结果表明:温度是影响活性炭的吸附性能的主要因素,温度越高静态饱和吸附量越小、穿透时间越短,活性炭吸附效果越差。环境温度由20℃升至40℃甲苯静态饱和吸附量下降14%、穿透时间由60 min缩短到40 min,60℃温度下,穿透时间仅30 min。2)吸附甲苯的饱和活性炭动态脱附实验、多次吸附-脱附活性炭性能表征结果表明:在90℃、100℃、110℃、120℃、130℃、140℃、150℃时的脱附效率分别为67.1%、70.9%、75.6%、79.3%、84.5%、85.2%、85.3%。活性炭在第9次脱附再生后碘值由980 mg·g降为789 mg·g,比表面积由1029 m·g降为879 m·g,热重过程总质量损失由3%增加到8%,静态饱和吸附量由0.35 g·g降到0.27 g·g。脱附再生次数越多,活性炭性能越差,本实验吸附饱和甲苯活性炭的最佳脱附再生次数为8～10次。3)为有效减少温度对吸脱附性能的影响,设计了新型真空保温径流式活性炭吸附-脱附节能装置,真空保温层导热系数为0.00336 W·(m·k)。使用COMSOL软件对节能型与传统型设备其进行仿真模拟,冬季脱附过程节能型设备的整体温度比传统型高20℃,节能型设备比传统型可节约能源30%;夏季吸附过程节能型设备的整体温度比传统型低20℃,节能型设备比传统型吸附时间长约25%。4)针对重点行业中小型企业的分布特点,结合绿色共享理念,提出分散式活性炭吸附净化+移动共享式再生技术模式并应用,有效实现节能降耗,减少二次污染。

关键词：活性炭 VOCs 径流式吸附真空绝热保温层节能

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轻量节能型液压阀块设计与增材制造

机械工程学报 2021年第24期57卷 123-131页

作者：张超周雷赵聪汪帅赫泰然祝毅杨华勇浙江大学流体动力与机电系统国家重点实验室杭州310027 浙江大学机械工程学院杭州310027

增材制造液压元件的设计自由度高,目前主要依赖于人工经验,尚缺乏科学的设计准则和方法来指导增材设计,从而科学有效地设计出轻量化、集成化、节能化程度更高的液压元件。总结了一套传统液压阀块的轻量节能设计方法,提出了降低流道局部... 详细信息

增材制造液压元件的设计自由度高,目前主要依赖于人工经验,尚缺乏科学的设计准则和方法来指导增材设计,从而科学有效地设计出轻量化、集成化、节能化程度更高的液压元件。总结了一套传统液压阀块的轻量节能设计方法,提出了降低流道局部压力损失的3种设计准则:圆弧过渡准则;最大转角半径准则;转弯数最小准则。在此基础上,对液压阀块进行了重新优化设计并采用选区激光熔化技术(Selective laser melting,SLM)制造。与传统原型液压阀块相比,增材制造成形液压阀块的质量减轻了81%,空间体积减小了46%,同时主油路压损降低了20%以上,表明新型液压阀块的设计同时实现了轻量化和液压能传输效率的提高。最后,还提出了一套液压阀块的增材设计流程,可为轻量节能型液压元件的增材设计提供理论指导。

关键词：增材制造选区激光熔化液压阀块轻量化节能

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城市道路照明自适应节能控制算法与监控系统

湖南大学学报（自然科学版） 2021年第8期48卷 19-26页

作者：周华安郑瑶何湘桂湖南大学机械与运载工程学院湖南长沙410082 湖南大学电气与信息工程学院湖南长沙410082 中津沛科建设股份有限公司湖南长沙410014

为了克服现有城市道路照明路灯控制系统难以兼顾节能与保障行车安全的问题,提出一种城市道路照明自适应节能控制算法,该算法采用路面实时平均亮度反馈,在日出日落时段与基于标准设计的路面需求亮度比较,自适应地调整实际开关灯时间,并... 详细信息

为了克服现有城市道路照明路灯控制系统难以兼顾节能与保障行车安全的问题,提出一种城市道路照明自适应节能控制算法,该算法采用路面实时平均亮度反馈,在日出日落时段与基于标准设计的路面需求亮度比较,自适应地调整实际开关灯时间,并依据道路小时统计平均车流量,在夜间照明时段按小时计算对应的道路照明亮度,实现与车流量统计结果相匹配的分时段调光控制策略,既能保障行车安全,又能实现明显的节能.详细描述了算法的工作原理与程序实现流程图,介绍了基于LoRa无线物联网城市道路照明监控系统的结构与功能.该系统在湖南省某条干道夏季相同天气条件和时间内的实际运行效果表明:系统能可靠实现区域道路路灯的远程无线开关灯与调光控制等监控功能,验证了节能型自适应控制算法的有效性,相比于传统控制方式的节能率高达39.3%.

关键词：自适应算法节能无线传感器网络日出日落算法分时段照明调光

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水泥回转窑过渡带用集成模块化节能窑衬研究

耐火材料 2022年第3期56卷 261-263页

作者：翟鹏涛刘宗虎朱其川石珍明刘志强翟耀杰河南瑞泰耐火材料科技有限公司河南郑州451100 中国建材股份有限公司北京100036 河南瑞泰节能新技术有限公司河南郑州452370

为进一步降低吨水泥熟料的煤、电和耐火材料消耗,通过材料的集成模块化和轻量化技术,研发了水泥回转窑过渡带用节能窑衬,探索了不同集成模块化结构节能窑衬的保温效果,并在5000 t·d^(-1)新型干法水泥生产线上应用。该技术能够有效减轻... 详细信息

为进一步降低吨水泥熟料的煤、电和耐火材料消耗,通过材料的集成模块化和轻量化技术,研发了水泥回转窑过渡带用节能窑衬,探索了不同集成模块化结构节能窑衬的保温效果,并在5000 t·d^(-1)新型干法水泥生产线上应用。该技术能够有效减轻窑衬质量,减小筒体负荷,降低筒体的表面温度。

关键词：模块化节能水泥回转窑轻量化方镁石-镁铝尖晶石砖

碳中和背景下的广义节能——基于产业结构调整、低碳消费和循环经济的节能新内涵

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厦门大学学报(哲学社会科学版) 2022年第2期72卷 10-20页

作者：林伯强厦门大学管理学院

当前，节能仍然是全球减少二氧化碳排放的关键手段。中国目前的能源结构以煤为主，节能是较为有效且成本较低的减排措施。中国过去在节能领域的工作以提高能源效率为主，已经取得了显著的成果，但碳中和目标对中国的能源需求总量控制提... 详细信息

当前，节能仍然是全球减少二氧化碳排放的关键手段。中国目前的能源结构以煤为主，节能是较为有效且成本较低的减排措施。中国过去在节能领域的工作以提高能源效率为主，已经取得了显著的成果，但碳中和目标对中国的能源需求总量控制提出了更高的要求。站在一个广义的角度来理解，碳中和背景下的节能不仅在于提高能源效率，同时也包括产业结构调整、低碳消费和循环经济。中国是一个发展中国家，未来经济仍将继续以中高速增长。由于中国的能源消费结构仍是“生产型”而非“消费型”,因此通过产业结构调整能更快地减少能源消耗，同时促进脱煤和减排，实现经济高质量发展。此外，中国经济增长需要鼓励消费，但其他条件不变，更多的消费却意味着更大的能耗和更多的碳排放。解决这一矛盾需要鼓励清洁低碳消费。预期人均能源消费及居民部门能源消费占比将持续增加的前提下，中国需要倡导低碳消费以倒逼企业低碳清洁生产。循环经济也是解决消费增长与碳排放矛盾的重要方面。中国正处于技术高速进步阶段，产品更新换代频繁，需要尽可能实现再利用、再生产、再循环。所以，在碳中和的背景下，政策制定者需要更广义地看待节能的内涵，并制定和完善具体政策，坚持生产侧和消费侧并重。

关键词：碳中和节能产业结构调整低碳消费循环经济