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CO_(2)加氢制甲醇反应动力学及工艺能耗优化

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洁净煤技术 2024年第4期30卷 102-110页

作者：邱浩书宋磊杨秋林岳海荣梁斌四川大学化学工程学院四川成都610065 四川发展环境科学技术研究院有限公司四川成都610095

为应对全球气候变暖等环境问题,碳捕集、利用和封存(CCUS)技术得到了越来越多的关注。CO_(2)加氢制甲醇既可以实现CO_(2)资源化利用,也可实现可再生能源的化学储存,是一种重要的CCUS技术。为探索优化CO_(2)加氢制甲醇的工艺,在固定床反... 详细信息

为应对全球气候变暖等环境问题,碳捕集、利用和封存(CCUS)技术得到了越来越多的关注。CO_(2)加氢制甲醇既可以实现CO_(2)资源化利用,也可实现可再生能源的化学储存,是一种重要的CCUS技术。为探索优化CO_(2)加氢制甲醇的工艺,在固定床反应器中测试了商用Cu-ZnO/Al_(2)O_(3)催化剂在CO_(2)加氢制甲醇过程中的催化性能。探究了催化剂在448.15~543.15 K,1~3 MPa,H_(2)、CO_(2)物质的量比3~9的催化效果。结果表明,CO_(2)转化率随反应温度升高而增加;甲醇选择性主要受温度和氢碳物质的量比影响:温度越高甲醇选择性越低,氢碳物质的量比越大甲醇选择性越高;压力升高对CO_(2)转化率和甲醇选择性均有促进作用。以甲酸盐加氢步骤为反应的速率控制步骤,在LHHW动力学理论基础上推导建立了该催化剂用于CO_(2)加氢制甲醇的反应动力学模型,在MATLAB中构建模型优化函数求解模型参数,获得反应动力学方程。2个反应活化能分别为42.4和122.1 kJ/mol。在Aspen Plus软件中建立CO_(2)加氢制甲醇循环工艺,并通过增加流股间换热对循环工艺进行能耗优化。通过一个管壳式换热器将反应器出口气体热量回收用于原料气的预热,使预热过程能耗降低86.2%。同时对闪蒸分离温度和原料气预热温度进行灵敏度分析,最终选择闪蒸分离温度323.15 K,原料气预热温度498.15 K。工艺产品为摩尔纯度>99.5%的精制甲醇,甲醇回收率>99%,工艺最佳甲醇生产能耗4.84 GJ/t。

关键词： CO_(2) 甲醇动力学工艺优化能耗

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竖进平出型地埋管群换热器结构与控制优化

发电技术 2024年第3期45卷 478-485页

作者：马培发张杰于春雨汪浩瀚西南石油大学机电工程学院四川省成都市610500 西南石油大学地热能研究中心四川省成都市610500 石油天然气装备技术四川省科技资源共享服务平台四川省成都市610500

【目的】为提高浅层地热能利用效率,亟须对影响地源热泵系统性能的地埋管换热器结构和控制开展优化设计。【方法】建立了一种竖进平出型地埋管群换热器模型,研究其换热系统性能,探究其最佳结构及运行方式。【结果】管群布置横纵比越低,... 详细信息

【目的】为提高浅层地热能利用效率,亟须对影响地源热泵系统性能的地埋管换热器结构和控制开展优化设计。【方法】建立了一种竖进平出型地埋管群换热器模型,研究其换热系统性能,探究其最佳结构及运行方式。【结果】管群布置横纵比越低,单位面积换热量越大,横纵比超过0.15后对系统影响较小;换热器间距越小,土壤利用率越高,但热短路损失越大;双列双出型埋管每延米换热量相较于双列单出型结构提升7%以上;负荷较大工况下叉排布置结构的换热效果更好;整个夏季优化结构的平均出口温度下降2.28℃,换热器周围土壤温度下降1℃以上;实际运行过程中应优先考虑采用流速随负荷变化控制模式。【结论】研究结果可为地源热泵换热器的设计、制造提供理论依据。

关键词：地源热泵地埋管群换热器热短路控制模式

面向微电网群的云储能经济-低碳-可靠多目标优化配置方法

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电力系统自动化 2024年第1期48卷 21-30页

作者：张世旭李姚旺刘伟生孙树敏于芃张宁清华四川能源互联网研究院四川省成都市610213 国网山东省电力公司山东省济南市250001

微电网群技术通过多微电网间的协同互补,促进了分布式可再生能源在微电网间的协同消纳,被认为是未来新型电力系统中分布式电源接入电网的重要方式之一。考虑微电网群中多微电网协同互济的特性,提出了一种面向微电网群的“集中共享、分... 详细信息

微电网群技术通过多微电网间的协同互补,促进了分布式可再生能源在微电网间的协同消纳,被认为是未来新型电力系统中分布式电源接入电网的重要方式之一。考虑微电网群中多微电网协同互济的特性,提出了一种面向微电网群的“集中共享、分散复用”云储能运营架构。其中,集中式储能面向微电网群中的所有微电网进行共享,以合作共建、容量共享的方式为所有微电网提供服务,旨在降低各微电网的储能使用成本;分布式储能主要服务于微电网群中的各个微电网,以保障各微电网自身的可靠性为主要目标,同时兼顾协同互济的储能复用需求。在此基础上,构建了经济、低碳及可靠多目标驱动的云储能双层优化配置模型,并基于第二代非支配遗传算法实现模型求解。然后,建立了微电网群云储能系统商业模式,基于Shapley值法及系统运行模拟实现云储能系统投资、运营成本及效益的合理分摊,提出云储能初始投资成本的分配方法。最后,基于IEEE 33节点系统搭建微电网群系统并开展算例分析,结果显示所提方法可提出面向不同投资偏好的云储能配置方案解集,并验证了云储能模式提升系统投资运营效益的有效性。

关键词：云储能微电网群优化配置多目标优化商业模式

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基于复杂柴油机机体特征的铸造工艺设计

铸造 2024年第9期73卷 1298-1303页

作者：汪朝志黄鹏杨刚尹管彬宜宾普什联动科技有限公司四川宜宾645152 四川大学机械工程学院四川成都610065 四川省动力零部件制造工程技术研究中心四川宜宾644000

为了提高V型与L型系列复杂柴油机机体柔性化制造的工艺设计效率和铸件生产质量,以典型的V型J320机体、V16机体及典型的L型K19机体、ZTD100机体为研究对象,对比研究了V型系列与L型系列复杂柴油机机体的个性特征。研究发现,两类柴油机机... 详细信息

为了提高V型与L型系列复杂柴油机机体柔性化制造的工艺设计效率和铸件生产质量,以典型的V型J320机体、V16机体及典型的L型K19机体、ZTD100机体为研究对象,对比研究了V型系列与L型系列复杂柴油机机体的个性特征。研究发现,两类柴油机机体在气缸排列与气缸盖数量、缸孔夹角与缸孔数量、壁连接与转角过渡等方面均有明显不同,导致工艺设计时的浇注系统类型和浇注位置放置方式等方面也存在差异。基于V型系列和L型系列复杂柴油机机体的个性化特征进行机体的铸造工艺设计,提高了机体整体铸造的工艺出品率和产品合格率。

关键词：复杂柴油机机体 V型机体 L型机体个性特征铸造工艺设计

基于融合注意力机制LSTM网络的地下水位自适应鲁棒预测

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工程科学与技术 2024年第1期56卷 54-64页

作者：佃松宜厉潇滢杨丹芮胜阳郭斌四川大学电气工程学院四川成都610065 成都兴蓉市政设施管理有限公司四川成都610065

地下水水位是旱天污水管网地下水入渗量的重要影响因素,快速精准地预测地下水水位能有效提升旱天污水管网地下水入渗量估算准确度,辅助优化管网病害治理与维护策略。针对目前城市复杂水文预测存在的准确度低、灵敏度低、泛化能力弱等问... 详细信息

地下水水位是旱天污水管网地下水入渗量的重要影响因素,快速精准地预测地下水水位能有效提升旱天污水管网地下水入渗量估算准确度,辅助优化管网病害治理与维护策略。针对目前城市复杂水文预测存在的准确度低、灵敏度低、泛化能力弱等问题,本文提出了一种新的鲁棒自适应水位预测算法。首先,对水文数据进行预处理,解决了数据时间跨度大、噪声多、缺失及异常、非平稳等问题。其次,针对不同输入特征对预测指标的影响,在模型训练阶段提出一种新的空间变量注意机制,可快速识别与水位关联的关键变量,并对输入特征赋予不同的影响权重。然后,针对不同序列长度对预测效果的影响,还设计了自适应时间注意力机制,帮助网络自适应地找出与不同时间序列长度预测指标相关的编码器隐藏状态,以更好地捕捉时间上的依赖关系。在此基础上,以上下文向量作为输入,提出一种融合注意力机制的长短时记忆网络水文预测算法。最后,通过意大利Petrignano水文数据验证了所提算法的有效性,并与GRU、Elman、LSTM、VA–LSTM和S–LSTM等方法进行预测性能比较。结果表明,基于融合注意力机制的LSTM网络在面临大规模、噪点多的复杂数据时有优于其它几种算法的预测效果,表明该算法具有强自适应性和鲁棒性。本文研究结果可以为市政排水策略合理调整、及时控制提供参考。

关键词：地下水位预测时间与空间注意力机制 LSTM网络自适应预测鲁棒预测

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转角位移型阻尼器性能研究及工程应用

工程科学与技术 2024年第2期56卷 162-171页

作者：蒲瑞李倩倩王健泽徐军戴靠山四川大学建筑与环境学院四川成都610065 四川省建筑科学研究院有限公司四川成都610081 四川大学-香港理工大学灾后重建与管理学院四川成都610065 西华大学建筑与土木工程学院四川成都610039

针对传统加固方案美观性不足、空间占有率大的缺点,本文提出一种应用于梁–柱节点的转角位移型金属阻尼器(RMD),该阻尼器外观为弧线型,布置点位于结构梁柱节点处,在保证耗能效果的同时,可最大程度满足建筑功能需求。RMD的耗能原理是梁... 详细信息

针对传统加固方案美观性不足、空间占有率大的缺点,本文提出一种应用于梁–柱节点的转角位移型金属阻尼器(RMD),该阻尼器外观为弧线型,布置点位于结构梁柱节点处,在保证耗能效果的同时,可最大程度满足建筑功能需求。RMD的耗能原理是梁–柱夹角变化推动阻尼器内部剪切钢板产生位移,耗能棒与剪切钢板相连,多根双曲线型金属棒在剪切板的带动下同时发生弯曲变形,进而耗散地震输入的能量。经有限元数值分析和力学试验研究发现,RMD拥有良好的耗能能力和塑性变形能力,即使在大变形下也不容易发生破坏,并且通过改变耗能棒的数量可以直接调节阻尼器的性能参数,满足不同的工程需求。由于现有常用工程设计软件中没有相应的转动型连接单元对RMD进行模拟,为方便工程设计,进一步提出一种直线型布置的等效模型,基于阻尼器变形前后位移等效原理,通过理论公式推导了等效模型物理参数计算方法,并使用有限元分析证实了该方法拥有较高的准确性。为评估该阻尼器的耗能效果,在相同的数量和布置形式下,将其与普通钢隅撑、黏弹性转角阻尼器分别设置在某一复杂电厂结构中进行减震设计分析。计算结果表明,RMD能够有效降低结构的地震响应,且减震效果优于隅撑与黏弹性转角阻尼器。

关键词：转角位移型阻尼器消能减震等效力学模型电厂结构地震响应

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成都平原浅层天然气高瓦斯隧道抽排性能评价

同济大学学报（自然科学版） 2024年第1期52卷 86-94,156页

作者：苏培东何坤宸黎俊麟李有贵西南石油大学地球科学与技术学院四川成都610500 四川省公路规划勘察设计研究院四川成都610041

针对浅层天然气工区高瓦斯隧道盾构施工难的问题,借助工程实例,采用理论分析、数值模拟和现场试验的方法,分析了成都平原浅层天然气抽排性能的影响因素,确定了研究区的有效抽排半径和抽排时间。结果表明,当裂隙渗透率为39 mD、瓦斯压力... 详细信息

针对浅层天然气工区高瓦斯隧道盾构施工难的问题,借助工程实例,采用理论分析、数值模拟和现场试验的方法,分析了成都平原浅层天然气抽排性能的影响因素,确定了研究区的有效抽排半径和抽排时间。结果表明,当裂隙渗透率为39 mD、瓦斯压力为0.31 MPa时,研究区浅层天然气高瓦斯工区的有效抽排半径为5 m、抽排时间为60 min,与煤层瓦斯的抽排参数差异巨大;抽排负压对抽排流量影响较大,对有效抽排半径影响较小;抽排流量和有效抽排半径与地层初始渗透率的变化呈现正相关关系。

关键词：瓦斯隧道瓦斯抽排数值模拟现场试验砂岩地层

高压电缆半导电屏蔽材料双逾渗网络对电阻率稳定性的影响

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中国电机工程学报 2024年第12期44卷 5011-5020,I0034页

作者：贾利川曾剑峰侯帅展云鹏傅明利赵莉华四川大学电气工程学院四川省成都市610065 南方电网科学研究院有限责任公司广东省广州市510663

半导电屏蔽材料是制造高压电缆的关键组分,但仍存在电阻率高及其稳定性差难题。基于此,该文提出构筑双逾渗网络结构思路,选择乙烯-丙烯酸丁酯共聚物(ethylene-butyl acrylate copolymer,EBA)和低密度聚乙烯(low density polyethylene,LD... 详细信息

半导电屏蔽材料是制造高压电缆的关键组分,但仍存在电阻率高及其稳定性差难题。基于此,该文提出构筑双逾渗网络结构思路,选择乙烯-丙烯酸丁酯共聚物(ethylene-butyl acrylate copolymer,EBA)和低密度聚乙烯(low density polyethylene,LDPE)作为基体、导电炭黑(conductive carbon black,CB)作为导电填料制备半导电屏蔽材料,系统研究半导电屏蔽材料结构演变规律,评价半导电屏蔽材料结晶行为、电学性能、力学性能、表面光洁度等关键性能。实验结果表明:EBA与LDPE质量比为6:4时,半导电屏蔽材料内部形成双逾渗导电网络结构,相比于常规分布结构,其23和90℃的体积电阻率分别降低46.7%和74.4%,对应的正温度系数(positive temperature coefficient,PTC)降低52.1%,表明具有良好的电阻率稳定性。此外,该半导电屏蔽材料还具有优异的力学性能和表面光洁度。该结果可为高压电缆半导电屏蔽材料开发提供一定理论基础与数据支撑。

关键词：高压电缆半导电屏蔽材料双逾渗网络低密度聚乙烯乙烯-丙烯酸丁酯共聚物

多功能固结堵漏技术在宜202井区碳酸盐岩地层的应用

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钻采工艺 2024年第1期47卷 154-161页

作者：谢佳君刘应民李雪松李博肖新宇文乾彬黄建波四川长宁天然气开发有限责任公司四川省成都市610051 洲际海峡能源科技有限公司四川省成都市610051 成都汉元君业油田技术有限公司

宜202井区位于天宫堂构造,该井区受区块构造作用,断层和裂缝较发育,碳酸盐岩地层井漏频发,且茅口组发育高压,溢漏并存,同时桥堵浆粒径匹配差、水泥浆驻留能力弱,导致堵漏效果差、成功率低。文章研究了一种多功能固结承压堵漏技术,该技... 详细信息

宜202井区位于天宫堂构造,该井区受区块构造作用,断层和裂缝较发育,碳酸盐岩地层井漏频发,且茅口组发育高压,溢漏并存,同时桥堵浆粒径匹配差、水泥浆驻留能力弱,导致堵漏效果差、成功率低。文章研究了一种多功能固结承压堵漏技术,该技术中的多功能固结承压堵漏剂优选柔性纤维、刚性细颗粒和固化剂等材料,兼备架桥滤失固结和整体固结两种堵漏模式,在时间和地温的作用下稠化固结,12~24 h的初始固结体具有较高的封堵强度,通过室内评价,固结封堵强度随着时间的推移逐渐增加最高可达到19.2 MPa。在Y215井雷口坡组现场应用,承压能力当量密度提高0.36 g/cm3,复杂治理周期较同区域降低75.51%,该技术适用于密度1.40~2.00 g/cm3的各类水基钻井液,能满足40℃~150℃条件下的安全施工。

关键词：宜202井区碳酸盐岩地层裂缝多功能固结承压堵漏技术