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二次再热燃煤-捕碳-制甲醇系统集成设计与优化

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动力工程学报 2024年第1期44卷 118-127页

作者：付文锋窦艳滨王蓝婧崔庆伟华北电力大学河北省低碳高效发电技术重点实验室河北保定071003 华北电力大学控制与计算机工程学院河北保定071003 浙江浙能兰溪发电有限责任公司浙江兰溪321100

针对碳捕集电厂的高能耗及CO_(2)的后续利用问题,设计了一种二次再热燃煤-捕碳-制甲醇一体化系统。以某1000 MW超超临界二次再热机组为例,采用动态自适应粒子群优化算法对所提系统参数进行优化计算,分析了碳捕集率和光电制氢成本等因素... 详细信息

针对碳捕集电厂的高能耗及CO_(2)的后续利用问题,设计了一种二次再热燃煤-捕碳-制甲醇一体化系统。以某1000 MW超超临界二次再热机组为例,采用动态自适应粒子群优化算法对所提系统参数进行优化计算,分析了碳捕集率和光电制氢成本等因素对系统性能的影响。结果表明:当碳捕集率为90%时,一体化系统的热效率相比燃煤-捕碳机组提高了6.62%,CO_(2)排放强度降低了4.45 g/(kW·h),净收益提高了33.42亿元;当碳捕集率在40%~90%内变化时,一体化系统的热效率能够稳定保持在49%以上;随着未来光电制氢成本的下降,一体化系统的净收益将显著提升。

关键词：二次再热机组碳捕集制甲醇热力系统集成优化设计

深厚表土综放采场断层煤柱整体失稳型冲击地压机制研究

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岩石力学与工程学报 2024年第3期43卷 713-727页

作者：张翔朱斯陶张修峰姜福兴刘金海陈洋万晓杨涛朱淳李佳洁北京科技大学土木与资源工程学院北京100083 山东能源集团有限公司山东济南250014 华北科技学院河北省矿井灾害防治重点实验室河北廊坊101601 山东新巨龙能源有限责任公司山东菏泽274918 河海大学地球科学与工程学院江苏南京211100

深厚表土综放采场断层煤柱整体失稳型冲击地压具备高隐蔽性、强破坏性、难防护性和长延续性的破坏特征,煤矿现场难以有效预警和防治。以巨野煤田某矿2305S工作面为工程背景,采用理论分析、数值模拟、现场实测等方法,研究深厚表土综放采... 详细信息

深厚表土综放采场断层煤柱整体失稳型冲击地压具备高隐蔽性、强破坏性、难防护性和长延续性的破坏特征,煤矿现场难以有效预警和防治。以巨野煤田某矿2305S工作面为工程背景,采用理论分析、数值模拟、现场实测等方法,研究深厚表土综放采场断层煤柱整体失稳型冲击地压机制。探讨了深厚表土综放采场岩-土地层初次、周期联动的空间结构和力学特征,设计了深厚表土综放采场断层煤柱承载地层传递载荷、上覆自重载荷和断层构造载荷的估算方法,提出了深厚表土综放采场断层煤柱整体失稳型冲击地压的力学判据。根据模拟应力增速演变规律将断层煤柱回采过程划分为蓄能阶段和临界阶段,其中临界阶段整体失稳冲击危险水平快速提升。揭示了深厚表土综放采场断层煤柱整体失稳型冲击地压机制:断层与沿空面斜交形成的断层煤柱具备高水平的基础应力,当工作面推进至岩-土地层初次联动阶段时,走向地层传递载荷提高了断层煤柱的应力水平,同时连续推采条件下其承载面积不断减小,当载荷量超过弹性承载区的失稳阈值时即发生整体失稳型冲击地压。设计了此类型冲击地压治理方案,包括采前整体冲击危险评估、井地联合区域监测-弹核应力局部预警、分级承载多层卸压设计。

关键词：采矿工程冲击地压深厚表土断层煤柱整体失稳

基于SOS-LSTM的核电站隐蔽攻击方法研究

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动力工程学报 2024年第6期44卷 930-938页

作者：王东风张雄黄宇邓鉴湧郭峰华北电力大学自动化系河北保定071003 神华科技发展有限责任公司北京100039

针对实现隐蔽攻击需要获取攻击目标高精度估计模型的问题,提出一种基于共生生物搜索算法优化长短期记忆神经网络(SOS-LSTM)的隐蔽攻击方法。首先,将攻击目标的反馈控制器输出和输入信号作为长短期记忆神经网络的数据集,通过训练得到受... 详细信息

针对实现隐蔽攻击需要获取攻击目标高精度估计模型的问题,提出一种基于共生生物搜索算法优化长短期记忆神经网络(SOS-LSTM)的隐蔽攻击方法。首先,将攻击目标的反馈控制器输出和输入信号作为长短期记忆神经网络的数据集,通过训练得到受攻击区域的估计模型,再利用估计模型设计隐蔽攻击器向受攻击对象施加攻击信号。此外,使用SOS算法优化LSTM的网络参数来提升隐蔽攻击器的性能。对核电站一回路控制系统进行隐蔽攻击的仿真实验结果表明,该攻击方法在对目标控制系统输出信号实现预先设定攻击行为的同时具有较高隐蔽性。

关键词：核电站一回路控制系统隐蔽攻击共生生物搜索算法长短期记忆神经网络

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复杂环境中改进RRT算法的路径规划研究

机械设计与制造 2024年

作者：葛超王北辰姚征刘刚华北理工大学电气工程学院北京自来水集团有限责任公司大兴分公司

针对传统快速搜索随机树（RRT）算法在复杂环境中路径规划存在冗余节点过多以及规划成功率低等问题。本文提出一种基于入口检测策略以及启发式动态圆采样策略相结合的改进RRT路径规划算法ED-RRT。首先，该算法提出范围寻找策略，在存在... 详细信息

针对传统快速搜索随机树（RRT）算法在复杂环境中路径规划存在冗余节点过多以及规划成功率低等问题。本文提出一种基于入口检测策略以及启发式动态圆采样策略相结合的改进RRT路径规划算法ED-RRT。首先，该算法提出范围寻找策略，在存在复杂环境中快速寻找到可以通行路径。同时采用启发式策略，优化随机点的选取，加快有效规划速度，减少冗余分支的产生。其次，该算法引入贪婪算法来优化路径，解决冗余点过多的问题。仿真实验表明，本文所提算法相对于传统RRT算法和bias-RRT算法，在迭代时间、迭代次数、路径长度、路径规划等方面有着明显的优势。

关键词：路径规划快速搜索随机树入口寻找策略启发式策略

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∅610管道检测机器人速度控制装置研究

机床与液压 2024年第5期52卷 80-86页

作者：臧延旭姜海洋陈峰白港生梁雪婷刘云杰北华航天工业学院机电工程学院河北廊坊065000 中油管道检测技术有限责任公司河北廊坊065000 中国石油管道局工程有限公司维抢修分公司河北廊坊065000

针对目前常规管道检测机器人在大流速天然气管道内由于运行速度过快而导致无法应用的问题,提出利用速度控制装置对管道机器人进行主动调速。设计∅610管道机器人速度控制装置,并对其开展了静态试验、动态试验和工业试验研究。静态试验压... 详细信息

针对目前常规管道检测机器人在大流速天然气管道内由于运行速度过快而导致无法应用的问题,提出利用速度控制装置对管道机器人进行主动调速。设计∅610管道机器人速度控制装置,并对其开展了静态试验、动态试验和工业试验研究。静态试验压力可到10 MPa,有效检验了速度控制装置泄流阀在高压运转情况下的密封性及动作准确性。动态试验结果表明:∅610速度控制装置泄流阀开启量在1/2区间对速度控制装置产生的压差影响最为明显,当泄流阀开启量超过2/3区间对速度控制装置产生的压差影响很小。工业试验针对带固定泄流孔的管道机器人启动力问题,测试了泄流阀开启固定泄流面积时的启动力,建立了泄流状态下机器人启动压差方程,并测试了速度控制装置的实际降速能力,为大口径、大流速工况下管道检测机器人的调速技术提供了理论和试验基础。

关键词：管道检测机器人速度控制

深部大采高综采面厚硬岩层-煤柱结构失稳诱冲机理研究

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岩土工程学报 2024年

作者：张翔朱斯陶姜福兴刘金海朱权洁史先锋韩刚魏晓虎曹京龙曲效成华北科技学院河北省矿井灾害防治重点实验室中煤能源研究院有限责任公司北京科技大学土木与资源工程学院北京安科兴业科技股份有限公司鄂尔多斯市伊化矿业资源有限责任公司山东能源集团有限公司

厚硬岩层-煤柱结构失稳诱发型冲击地压是鄂尔多斯深部矿区典型的冲击地压模式，其发生机理尚不清晰，本文以鄂尔多斯深部矿区某矿30202工作面为工程背景，采用理论分析、数值模拟、现场实测等方法，研究了深部大采高综采面厚硬岩层-煤... 详细信息

厚硬岩层-煤柱结构失稳诱发型冲击地压是鄂尔多斯深部矿区典型的冲击地压模式，其发生机理尚不清晰，本文以鄂尔多斯深部矿区某矿30202工作面为工程背景，采用理论分析、数值模拟、现场实测等方法，研究了深部大采高综采面厚硬岩层-煤柱结构失稳诱冲机理，得出了以下结论：探讨了深部大采高综采面厚硬岩层-煤柱结构的空间运动特征，建立了厚硬岩层-煤柱结构的力学模型并推导了其失稳诱冲的工程判据。揭示了厚硬岩层-煤柱结构失稳诱冲机理：区段煤柱承载基础应力来源于面内厚硬岩层组和临侧采空区铰接加载岩层自重，当面内厚硬岩层达到强度极限时发生“W”型破断并传递附加应力，区段煤柱承载的叠加应力超过其破坏阈值后发生局部甚至整体失稳冲击。数值模拟发现区段煤柱承载应力随厚硬岩层组的破断运动发生阶段性突增现象，厚硬岩层组“W”型两次破断运动传递的载荷是工作面附近区段煤柱失稳冲击的主要应力来源，其中二次破断释放的能量远高于初次破断。设计并实施了深部大采高综采面厚硬岩层-煤柱结构失稳诱冲的控制体系，包括承载煤柱强卸载、扰动区域强支护和推进速度强管控，效果评价验证了防冲体系能够保障工作面安全回采。

关键词：冲击地压厚硬岩层区段煤柱微震监测

基于改进YOLOv8的蝴蝶兰组培苗视觉伺服种植平台设计与试验

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农业工程学报 2024年

作者：苑朝马嘉宁张盼浩赵明雪王家豪王静娴徐大伟华北电力大学自动化系河北省发电过程仿真与优化控制技术创新中心(华北电力大学) 河北白沙烟草有限责任公司保定卷烟厂

为降低蝴蝶兰组织培养快速繁育的人力成本，该研究提出了一种基于视觉伺服机械臂的自动化组培苗种植平台，以完成流水线上蝴蝶兰组培苗的自动夹取与种植。平台主要由视觉检测系统和机械臂种植系统组成，在视觉检测系统中，通过将AKConv... 详细信息

为降低蝴蝶兰组织培养快速繁育的人力成本，该研究提出了一种基于视觉伺服机械臂的自动化组培苗种植平台，以完成流水线上蝴蝶兰组培苗的自动夹取与种植。平台主要由视觉检测系统和机械臂种植系统组成，在视觉检测系统中，通过将AKConv与DSConv模块引入YOLOv8算法形成AKDS＿YOLOv8检测算法，提高系统对组培苗识别的准确率；在机械臂种植系统中，基于模糊算法实现机械臂的伺服控制，使机械臂末端能顺利完成对传送带上组培苗的追踪及夹取。试验结果表明，相较于原YOLOv8,AKDS＿YOLOv8对组培苗根部的识别准确率、召回率、mAP0.5分别提高了8.6、10.7、7.4个百分点；实现了机械臂末端工具对移动组培苗的追踪、抓取与种植，种植成功率达到82.5%。该种植平台能够实现蝴蝶兰组培苗的自动化种植，可为蝴蝶兰快速繁育过程的自动化提供一定参考。

关键词：蝴蝶兰组培苗 YOLOv8 AKConv DSConv 模糊控制

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基于响应面法的采空区充填材料配比优化研究

金属矿山 2024年第9期 26-33页

作者：张嘉勇邱艳兵崔啸郭立稳郑庆学武建国关联合华北理工大学应急管理与安全工程学院河北唐山063210 河北省矿业开发与安全技术重点实验室河北唐山063210 开滦(集团)有限责任公司河北唐山063000

为解决采空区垮落和瓦斯扩散问题,分别选用矿渣、粉煤灰和水泥作为充填材料的骨料、细料和胶结剂,采用响应面法(Response Surface Method,RSM)设计配比试验,以质量浓度、材料比例和矿渣粒径作为单因素影响因子,材料流动性、抗压强度和... 详细信息

为解决采空区垮落和瓦斯扩散问题,分别选用矿渣、粉煤灰和水泥作为充填材料的骨料、细料和胶结剂,采用响应面法(Response Surface Method,RSM)设计配比试验,以质量浓度、材料比例和矿渣粒径作为单因素影响因子,材料流动性、抗压强度和渗透率为响应目标值,分析料浆质量浓度、材料比例和矿渣粒径对充填材料流动性、抗压强度和渗透性能的影响规律,并建立非线性回归方程,优化多目标条件下的充填材料配比。研究结果表明:①粉煤灰的火山灰效应会影响充填材料的水化反应进程,随着粉煤灰比例增大,各龄期的抗压强度先增大后减小,各龄期的渗透率增大;②矿渣表面粗糙,密度变化较大,在养护后期,随着矿渣粒径增大,材料抗压强度先增大后减小,材料渗透率减小;③充填材料的最佳材料配比为水泥∶粉煤灰∶矿渣=1∶3∶5,其中料浆质量浓度为80%,矿渣粒径为5~10 mm;④该配比条件下的充填材料浆体流动度为20.5 cm,14 d渗透率为0.021×10^(-14)m^(2),14 d抗压强度为22.2 MPa。研究成果为采空区减沉与瓦斯封存协同治理提供了基础参数和理论依据。

关键词：充填材料采空区减沉瓦斯封存力学性能渗透特性响应面法

夹杂物诱发晶内针状铁素体及形核聚合的基础研究进展

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热加工工艺 2024年第11期53卷 1-6页

作者：霍金霞吴耀光王雁巩鹏辉华北理工大学冶金与能源学院河北唐山063210 河北省高品质钢连铸工程技术研究中心河北唐山063000 中冶京诚工程技术有限公司冶金工程咨询设计部北京100176 唐山钢铁集团有限责任公司河北唐山063016

采用氧化物冶金技术提高钢板的焊接热影响区韧性是当前钢铁冶金领域研究的热点。本文从夹杂物诱导晶内针状铁素体(Intragranular Acicular Ferrite,IAF)形核和复合夹杂物有效形核二方面,综述了容易诱发IAF的夹杂物、夹杂物间的晶体学关... 详细信息

采用氧化物冶金技术提高钢板的焊接热影响区韧性是当前钢铁冶金领域研究的热点。本文从夹杂物诱导晶内针状铁素体(Intragranular Acicular Ferrite,IAF)形核和复合夹杂物有效形核二方面,综述了容易诱发IAF的夹杂物、夹杂物间的晶体学关系、钢液凝固过程中IAF的形核机理以及复合夹杂物形核聚合的研究。这能为进一步明确氧化物冶金中有益夹杂物的形核和生长演变过程提供思路。

关键词：夹杂物晶内针状铁素体形核机理第一性原理二步形核