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目标情景下的电解铝行业低碳路径探究——以山西省为例

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有色金属工程 2024年第2期14卷 128-135页

作者：姚茜贾永斌狄子琛杨凤玲吴海滨山西大学资源与环境工程研究所太原030006 山西中铝新材料有限公司山西运城043399 山西省黄河实验室太原030006

在“双碳”背景下,铝冶炼行业面临着巨大的减排压力。以山西省某电解铝企业为例,对2021年该企业各环节碳排放进行核算,识别影响电解铝行业碳减排的主要因素。采用情景分析法,对2021-2030年山西省电力结构调整、电解铝低碳技术升级及再... 详细信息

在“双碳”背景下,铝冶炼行业面临着巨大的减排压力。以山西省某电解铝企业为例,对2021年该企业各环节碳排放进行核算,识别影响电解铝行业碳减排的主要因素。采用情景分析法,对2021-2030年山西省电力结构调整、电解铝低碳技术升级及再生铝应用进行预测,建立电解铝碳排放多因素分析模型,探究在基准情景、政策情景下各控制变量对降低企业吨铝碳排放的影响。结果表明:电力结构变化对该企业温室气体减排量贡献最大,2030年基准情景下减排量可占总排放量的31.63%,政策情景下减排量占总排放量的40.66%;电力结构变化及再生铝占比变量耦合时,减排效果最为显著,2030年政策情景中减排量占总排放量的67.82%;三耦合情况下,该企业碳排放逐步趋于零。

关键词：山西省电解铝碳排放情景分析低碳路径

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超低碳钢顶渣控制工艺创新探索

炼钢 2024年

作者：崔宝民杨杰杨晓江李哲河钢集团唐钢公司总工程师办公室河钢集团唐钢公司技术中心

概括了超低碳钢RH顶渣氧化性成因和对钢材质量的影响，以及目前以脱氧改质为主导思想的主要控制工艺的原理、具体方式和实施效果，分析了其工艺控制难点和不足。提出了以隔离为主导思想、以RH真空室造渣为操作方法的新型控制工艺，阐述... 详细信息

概括了超低碳钢RH顶渣氧化性成因和对钢材质量的影响，以及目前以脱氧改质为主导思想的主要控制工艺的原理、具体方式和实施效果，分析了其工艺控制难点和不足。提出了以隔离为主导思想、以RH真空室造渣为操作方法的新型控制工艺，阐述了其基本原理、理论优势，介绍了初步进行的生产试验情况及应用效果。理论分析和实践结果均表明，以RH真空室造渣为操作方法的新型控制工艺具有易稳控、效果好等优势，可以将出站顶渣的底层渣TFe质量分数稳定控制到4%以下，相对目前的脱氧改质工艺具有潜在的优势。

关键词：超低碳钢顶渣氧化性脱氧改质 RH造渣隔离

考虑热惯性的极端冰雪灾害下综合能源系统韧性提升

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电力系统自动化 2024年

作者：唐坤霆周永智李宝聚韦巍浙江大学工程师学院国网吉林省电力有限公司

近年来，极端冰雪灾害导致的配电网大规模停电事故频发，造成巨大的经济损失，严重危害人民群众的冷暖安危。目前，针对能源系统韧性已有相关研究，但综合能源系统中热电耦合密切，极端冰雪灾害发生时如何通过热能提升电力系统韧性依然... 详细信息

近年来，极端冰雪灾害导致的配电网大规模停电事故频发，造成巨大的经济损失，严重危害人民群众的冷暖安危。目前，针对能源系统韧性已有相关研究，但综合能源系统中热电耦合密切，极端冰雪灾害发生时如何通过热能提升电力系统韧性依然面临挑战。为提升综合能源系统应对极端冰雪灾害的能力，充分发挥热能特性，文中首先给出了极端冰雪灾害下配电网线路的故障模型；其次，结合热网传输延时特性和热负荷的热惯性，对综合能源系统进行了建模；然后，基于两阶段分布鲁棒优化模型提出了灾前利用建筑物热惯性存储热能，配置储热量，灾后闭合联络开关、优化故障抢修的综合能源系统韧性提升策略；最后，搭建热电耦合算例进行仿真验证。结果表明，所提的韧性提升策略充分挖掘热能潜力，兼顾了经济性和鲁棒性,实现了综合能源系统韧性提升。

关键词：极端冰雪灾害韧性提升综合能源系统热惯性分布鲁棒优化

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动力电池智能卷绕技术

储能科学与技术 2024年第4期13卷 1176-1187页

作者：柯奥阳如坤吴学科深圳吉阳智能科技有限公司广东深圳518100 清华大学工程师学院北京100084

在卷绕电芯质量的把控中,极耳对齐精度是一个极为复杂的影响因素,涉及多个工序的质量。为了解决电芯多极耳对齐精度差的问题,本文通过建立极耳位置模型,采用边缘闭环控制算法,对影响对齐精度的各项参数进行检测、矫正和控制闭环,为现有... 详细信息

在卷绕电芯质量的把控中,极耳对齐精度是一个极为复杂的影响因素,涉及多个工序的质量。为了解决电芯多极耳对齐精度差的问题,本文通过建立极耳位置模型,采用边缘闭环控制算法,对影响对齐精度的各项参数进行检测、矫正和控制闭环,为现有控制技术提供理论参考数据,实现极耳对齐精度的有效控制。同时,极耳位置模型可反映各项参数对极耳位置的影响方式以及极耳错位的表现方式,以便于研发人员理解各项参数对极耳错位的影响程度以及修正极耳错位的方式,并将其表现在控制方法中。仿真分析与实际控制工况的结合结果表明,所采取的控制方法对改善极耳位置有着较高的适应性,且模型也能准确反映出极耳位置的变化趋势。此外,本文进一步探讨了实现智能卷绕整体闭环的逻辑方法,进而优化整个卷绕工艺中的控制闭环,对最终实现卷绕工艺的质量闭环,提高电池性能质量以及生产效率的目标,有着重大的参考意义。

关键词：动力电池极耳错位智能卷绕边缘闭环整体闭环

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铜箔衬底对化学气相沉积法制备石墨烯的影响

材料导报 2024年第13期38卷 173-177页

作者：王云鹏刘宇宁王同波张嘉凝莫永达娄花芬中国铜业工程技术研究院北京102209 昆明冶金研究院有限公司北京分公司北京102209 中铝科学技术研究院有限公司北京102209

化学气相沉积法(CVD)制备石墨烯用的铜箔往往要求其表面平整、具有较大晶粒、大面积的Cu(111)晶面取向。本研究采用不同厚度的商用压延铜箔与电解铜箔为衬底,对比分析了铜箔表面形貌、晶粒尺度与Cu(111)面的差异,并探讨了在相同条件下... 详细信息

化学气相沉积法(CVD)制备石墨烯用的铜箔往往要求其表面平整、具有较大晶粒、大面积的Cu(111)晶面取向。本研究采用不同厚度的商用压延铜箔与电解铜箔为衬底,对比分析了铜箔表面形貌、晶粒尺度与Cu(111)面的差异,并探讨了在相同条件下两类铜箔对生长石墨烯的影响。研究表明,电解铜箔的表面粗糙度在预处理与退火后均大于压延铜箔。压延铜箔由于经历变形,退火处理后晶粒尺寸为37μm,Cu(111)面比例约40%,电解铜箔退火后晶粒尺寸约为24μm,Cu(111)面比例约为28%,压延铜箔优于电解铜箔。CVD制备石墨烯后发现压延铜箔上生长的石墨烯岛的面积大于电解铜箔,石墨烯缺陷要少于电解铜箔,即相同制备条件与相同厚度下压延铜箔上制备的石墨烯质量优于电解铜箔上制备的石墨烯。

关键词：电解铜箔压延铜箔化学气相沉积法石墨烯

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基于合作联盟的电化学储能共享模式研究

电网技术 2024年第5期48卷 1947-1956,I0038,I0039页

作者：刘寅韬江全元耿光超郭凯杰潘御钦浙江大学工程师学院浙江省杭州市310015 浙江大学电气工程学院浙江省杭州市310007

随着“双碳”战略的确定,新型电力系统建设已成为“十四五”期间国家重大战略布局的关键环节,而作为灵活性调节资源的储能配套建设将构成电力系统安全稳定运行的重要保障。针对现阶段电源侧储能成本疏导的难点,提出了一种由新能源场站... 详细信息

随着“双碳”战略的确定,新型电力系统建设已成为“十四五”期间国家重大战略布局的关键环节,而作为灵活性调节资源的储能配套建设将构成电力系统安全稳定运行的重要保障。针对现阶段电源侧储能成本疏导的难点,提出了一种由新能源场站和储能运营商组成的“合作联盟”共享储能方案,储能在满足合作联盟内部新能源场站的调控需求前提下,利用剩余容量参与电网辅助服务,解决了新能源场站建设储能意愿低的基础问题。同时,面向跟踪计划出力与电网二次调频的场景,量化分析了“合作联盟”共享储能相对于新能源自建储能在投资效益、资源利用有效性方面的差异,并提出基于Shapley值的储能容量定价方法,分析了“合作联盟”共享储能模式具备商业上的可行性。结果表明,“合作联盟”共享储能模式提升了储能的资源利用效率,且在收益分配方面更具公平性。

关键词：新型电力系统共享储能跟踪发电计划二次调频 Shapley值

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一种“绿电”熔盐储能系统的建模与动态特性研究

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动力工程学报 2024年第3期44卷 455-461页

作者：李应保罗润洪黄杰中控技术股份有限公司杭州310000

提出一种“绿电”熔盐储能系统,同时对熔盐储热系统的关键设备进行了机理模型分析,并进行了数学模型辨识实验和动态特性分析。结果表明:熔盐储热系统普遍具有大惯性的特点,通过设计多级加热和换热装置可以有效控制熔盐系统中熔盐和蒸汽... 详细信息

提出一种“绿电”熔盐储能系统,同时对熔盐储热系统的关键设备进行了机理模型分析,并进行了数学模型辨识实验和动态特性分析。结果表明:熔盐储热系统普遍具有大惯性的特点,通过设计多级加热和换热装置可以有效控制熔盐系统中熔盐和蒸汽的温度、流量和压力等参数的变化,提高供热蒸汽的品质,保证整套系统的运行稳定性,满足工业现场供热与发电需求。

关键词：熔盐储能绿电电网谷段机理模型动态特性

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熔剂性球团成矿过程抗压强度及微观结构分析

钢铁 2024年第2期59卷 36-43页

作者：倪杰师学峰白晨晨张玉柱刘连继肖洪华北理工大学冶金与能源学院河北唐山063210 唐山钢铁集团有限责任公司总工程师办公室河北唐山063011

球团抗压强度是衡量球团能否进入高炉冶炼的主要指标之一,球团抗压强度取决于球团矿物组成及微观结构。以中关铁矿为基础造球原料,通过内配钙、镁添加剂制备低硅熔剂性球团矿。通过系统研究不同MgO含量、碱度及SiO_(2)含量时球团微观结... 详细信息

球团抗压强度是衡量球团能否进入高炉冶炼的主要指标之一,球团抗压强度取决于球团矿物组成及微观结构。以中关铁矿为基础造球原料,通过内配钙、镁添加剂制备低硅熔剂性球团矿。通过系统研究不同MgO含量、碱度及SiO_(2)含量时球团微观结构及矿物分布形态,揭示低硅熔剂性球团抗压强度的变化规律。研究结果表明,提高焙烧温度和碱度可有效提高球团抗压强度;在SiO_(2)含量较低时,球团矿主要靠赤铁矿连晶固结,强度变化并不明显;SiO_(2)质量分数升高至3.5%和4.0%时,赤铁矿结晶逐渐互联成片,连晶逐渐变得粗大且紧密,结构力较强,球团抗压强度提高。随着碱度的提高,赤铁矿再结晶较好,单独颗粒状少并且结晶互联成块状,磁铁矿减少,低硅熔剂性球团在焙烧过程中液相量增加,出现铁酸钙体系液相使球团强度提高;随着MgO含量的提高,更多的Mg^(2+)进入磁铁矿相,弥补了晶格缺陷,铁酸镁含量升高并呈现针状或片状分布在赤铁矿中,抑制了焙烧过程中液相生成,在冷却过程中使得球团矿内部的气孔变小从而提升球团致密度,增强球团强度。MgO含量继续增加,磁铁矿、玻璃相含量增加,赤铁矿和铁酸钙量相对减少;又因为Fe_(3)O_(4)的增多会使Fe_(2)O_(3)的连晶性能降低,最终导致球团抗压强度的降低。为探究低硅镁质熔剂性球团提供了理论指导和参考依据。

关键词：熔剂性球团矿低硅精粉抗压强度矿物组成微观结构

郑庄北中深部煤层气水平井产能影响因素及开发技术优化

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煤田地质与勘探 2024年第6期52卷 21-32页

作者：张聪李可心贾慧敏张武昌杨瑞强李俊王琪侯伟明中国石油华北油田山西煤层气勘探开发分公司山西长治046000 中国石油渤海钻探工程有限公司第二录井分公司河北任丘062550

【目的】沁水盆地郑庄北中深部煤层气早期采用压裂直井开发,整体表现为低产低效。采用单支套管压裂水平井开发后,单井产量达到直井的10~50倍,目前已成为主体开发井型,但各井产量差异较大。为明确郑庄北中深部煤层气分段压裂水平井产能... 详细信息

【目的】沁水盆地郑庄北中深部煤层气早期采用压裂直井开发,整体表现为低产低效。采用单支套管压裂水平井开发后,单井产量达到直井的10~50倍,目前已成为主体开发井型,但各井产量差异较大。为明确郑庄北中深部煤层气分段压裂水平井产能影响因素,改善开发效果。【方法】基于郑庄北部水平井开发实践,结合地质特征与工程参数,分析了中深部煤层气水平井产能的主控因素,并针对性提出实现中深部水平井高效开发的建议。【结果和结论】结果表明:单支套管压裂水平井产能受地质和工程因素综合影响。地质条件下,中深部储层含气饱和度明显高于浅部储层,整体资源富集;高产井主要分布在构造曲率较小的平缓区域内;原生煤层射孔段数与水平井产气效果呈正相关关系;研究区水平主应力差介于8~16 MPa,且随埋深增加而增大,无法形成复杂缝网是导致前期产气效果差的原因。工程条件上,当井眼轨迹方位与最大水平主应力方位夹角为60°~90°时产气效果最好,井平均稳产气量可达到9 700 m^(3)/d;水平段越长,煤层稳产气量越高;采用泵送桥塞射孔压裂方式的水平井产气效果明显优于油管压裂方式,稳产气量随压裂规模增加而显著提高,压裂参数中施工排量对改造效果的控制作用显著,当排量工程参数,通过灰色关联法分析了中深部水平井产能主控因素。结果表明煤体结构和压裂规模是影响水平井产能的主要因素。提高原生煤层钻遇率与选点效率以及进一步提升施工排量及压裂规模是实现研究区中深部煤层压裂水平井更高产能的主要途径。

关键词：沁水盆地郑庄北部中深部煤层气压裂水平井压裂规模施工排量