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连续热镀锌立式炉内锌蒸汽扩散规律与结构优化研究

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热加工工艺 2024年

作者：董子豪李月发钱风光王林建郑海薇豆瑞锋北京科技大学能源与环境工程学院宝钢工程技术集团有限公司轧钢事业部宝钢日铁汽车板有限公司

在带钢连续热镀锌立式炉中,炉鼻子内锌蒸汽会凝结形成锌灰。建立了锌蒸汽的扩散模型,预测了锌蒸汽的迁移特性,并通过文献进行模型验证。在此基础上,对比了炉鼻子内三种结构改进方案情况下的锌蒸汽浓度(挡板、抽气及同时布置两种装置),... 详细信息

在带钢连续热镀锌立式炉中,炉鼻子内锌蒸汽会凝结形成锌灰。建立了锌蒸汽的扩散模型,预测了锌蒸汽的迁移特性,并通过文献进行模型验证。在此基础上,对比了炉鼻子内三种结构改进方案情况下的锌蒸汽浓度(挡板、抽气及同时布置两种装置),并对比了不同抽气量下的改进效果。结果表明,三种改进工况都能有效减少锌蒸汽在退火炉内的扩散。其中,同时布置挡板和抽气装置的效果最好。随着抽气流量的增加,炉内锌蒸汽浓度呈现先减小后逐渐平稳的趋势。本文得到的结论能够为锌蒸汽在立式炉内的扩散趋势提供指导,并能定量评估改进炉鼻子区域结构后的效果。

关键词：热镀锌锌灰带钢炉鼻子锌灰沉积

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气淬作用下熔渣粒化机理及破碎效果分析

东北大学学报（自然科学版） 2023年第10期44卷 1424-1430页

作者：刘晓宏温治肖永力楼国锋北京科技大学能源与环境工程学院北京100083 宝山集团中央研究院能源与环境研究所上海201999

针对熔渣气淬粒化工艺,在实验的基础上开展了气淬作用下的熔渣粒化过程数值模拟.利用VOF模型追踪自由界面、Realizableκ-ε模型处理湍流流动.模拟得到了气淬熔渣粒化过程,并分析了熔渣破碎机理.进一步建立了无量纲数局部动量比,对熔渣... 详细信息

针对熔渣气淬粒化工艺,在实验的基础上开展了气淬作用下的熔渣粒化过程数值模拟.利用VOF模型追踪自由界面、Realizableκ-ε模型处理湍流流动.模拟得到了气淬熔渣粒化过程,并分析了熔渣破碎机理.进一步建立了无量纲数局部动量比,对熔渣的黏度及气渣局部动量比进行了影响因素分析.结果表明:熔渣存在两种破碎形式,一种为R-T不稳定性所产生的柱状破碎,主要由渣流迎风面和背风面存在的局部高压区所导致;另一种为K-H不稳定性主导的表面液膜破碎,其主要由气渣界面间的速度梯度所引起.熔渣黏度的增加会使熔渣的颗粒粒径增大,破碎效果降低;气渣局部动量比的增大增强了熔渣的表面液膜波动,使剥离的颗粒数量增多,破碎长度减小,熔渣破碎效果加强.

关键词：气淬粒化表面波局部动量比数值模拟高炉熔渣

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油氢合建站储氢瓶组氢气泄漏扩散行为研究

安全与环境学报 2024年第5期24卷 1691-1700页

作者：汪侃张思琪刘晓雷汪皓赵亮时婷婷周明君上海海事大学海洋科学与工程学院上海201306 中国舰船研究设计中心武汉430064 国家电投集团科学技术研究院新能源技术研究所北京102209

为探究油氢合建站储氢瓶组阀体面板失效后引发的氢气泄漏事故及氢气扩散行为的影响因素,根据真实场景构建等比例数值模型,针对不同泄漏源和环境风力条件下的氢气泄漏扩散过程进行了模拟研究,从事故后果角度提出了不同事故场景下的应急... 详细信息

为探究油氢合建站储氢瓶组阀体面板失效后引发的氢气泄漏事故及氢气扩散行为的影响因素,根据真实场景构建等比例数值模型,针对不同泄漏源和环境风力条件下的氢气泄漏扩散过程进行了模拟研究,从事故后果角度提出了不同事故场景下的应急处置方式。结果表明,当储氢瓶组发生小孔泄漏时,氢气运动沿中心线形成欠膨胀射流,在泄漏源周围形成氢气云团高浓度分布。随着泄漏口孔径增大,短时间内氢气扩散在距离泄漏源较远区域形成具备爆炸性的混合气云团。氢气泄漏方向的改变直接影响其扩散行为的变化,促使氢气/空气混合气云团分布区域呈现显著差异。对于水平泄漏模式下的氢气扩散行为要着重考虑站内装置和设备的阻挡作用,而竖直向下的泄漏模式会造成范围更广的高浓度氢气聚集。随着环境风力的增强和站内布局复杂化,泄漏氢气在局部区域浓度升高,沿下风向水平范围的扩散半径增大,而在竖向空间的扩散高度下降,爆炸性混合气云呈现朝下风向区域移动的趋势。

关键词：安全工程氢能安全氢气泄漏扩散行为油氢合建站

基于改进PNCC-SVM的滚动轴承故障声纹识别方法

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噪声与振动控制 2024年第3期44卷 146-151,164页

作者：王寅杰邓艾东范永胜占可高原东南大学大型发电装备安全运行与智能测控国家工程研究中心南京210096 东南大学能源与环境学院南京210096 国家能源集团江苏电力有限公司南京215433

针对滚动轴承声信号分析信噪比低、易受环境噪声干扰的问题,提出一种基于改进功率归一化倒谱系数(Power-Normalized Cepstral Coefficients,PNCC)和支持向量机(Support Vector Machine,SVM)的滚动轴承故障声纹识别方法。首先对轴承声信... 详细信息

针对滚动轴承声信号分析信噪比低、易受环境噪声干扰的问题,提出一种基于改进功率归一化倒谱系数(Power-Normalized Cepstral Coefficients,PNCC)和支持向量机(Support Vector Machine,SVM)的滚动轴承故障声纹识别方法。首先对轴承声信号进行预处理;然后提取改进的PNCC并将其作为特征向量;进而根据SVM算法建立声纹识别模型对轴承故障类型进行识别,并测试所提方法在叠加噪声后的识别准确率。结果表明,改进PNCC具有识别准确率高的特点,在噪声干扰下相比原始PNCC识别准确率均值提高13.35%,鲁棒性更强。研究结果可为滚动轴承的声信号特征提取和故障识别应用提供参考。

关键词：故障诊断滚动轴承声纹识别鲁棒性功率归一化倒谱系数支持向量机

SiO_(2)颗粒在CaO-SiO_(2)-FeO-MgO-Al_(2)O_(3)转炉渣体系中的熔解机理

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中南大学学报（自然科学版） 2022年第10期53卷 3827-3837页

作者：李金豹刘训良温治楼国锋豆瑞锋苏福永李永谦北京科技大学大学能源与环境工程学院北京100083 宝钢股份中央研究院能源与环境研究所上海201900

为了研究SiO_(2)调质剂颗粒在熔融转炉渣中的熔解机理,提高其在转炉渣中的熔解反应效率,首先,采用原位观察法并利用超高温共焦显微镜观察温度在1430~1510℃之间时SiO_(2)颗粒在CaO-SiO_(2)-FeOMgO-Al_(2)O_(3)转炉渣体系中的熔解过程,... 详细信息

为了研究SiO_(2)调质剂颗粒在熔融转炉渣中的熔解机理,提高其在转炉渣中的熔解反应效率,首先,采用原位观察法并利用超高温共焦显微镜观察温度在1430~1510℃之间时SiO_(2)颗粒在CaO-SiO_(2)-FeOMgO-Al_(2)O_(3)转炉渣体系中的熔解过程,研究温度、颗粒粒径对SiO_(2)颗粒熔解时间及速率的影响;其次,结合FactSage软件以及收缩核模型和实验数据拟合的方法揭示SiO_(2)颗粒的熔解动力学机理;最后,借助高温黏度测试仪测得转炉渣黏度,定义衡量SiO_(2)熔解速率的函数Δc_(SiO_(2))/η,并构建SiO_(2)颗粒的熔解动力学方程。研究结果表明:温度和颗粒粒径对熔解过程有明显影响,温度升高、粒径减小可提高熔解速率。函数Δc_(SiO_(2))/η越大,同粒径下颗粒在转炉渣中的熔解速率越快,SiO_(2)颗粒在五元系CaO-SiO_(2)-FeO-MgOAl_(2)O_(3)转炉渣熔解时界面间无固态产物层形成,且颗粒熔解主要受化学反应机理控制,其表观活化能约为213.054 kJ/mol。

关键词：转炉渣 SiO2颗粒 HT-CSLM 收缩核模型熔解机理反应动力学

中国钢铁行业CO_(2)排放特征和减排路径研究——基于ARIMA-LEAP模型

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中国环境科学 2024年第6期44卷 3531-3543页

作者：陈浩胡静茹王寿兵张挺峰方锴复旦大学环境科学与工程系上海200433 宝钢工程技术集团有限公司上海201900

为了消除对于未来粗钢、钢材以及生铁产量预测主观性,基于时间序列中的ARIMA模型,对未来相关产量进行客观预测,构建了中国钢铁行业ARIMA-LEAP模型,并以2020年为基准年,每5a为时间节点,研究了2020~2030年中国钢铁行业不同情景下全流程及... 详细信息

为了消除对于未来粗钢、钢材以及生铁产量预测主观性,基于时间序列中的ARIMA模型,对未来相关产量进行客观预测,构建了中国钢铁行业ARIMA-LEAP模型,并以2020年为基准年,每5a为时间节点,研究了2020~2030年中国钢铁行业不同情景下全流程及各工序的CO_(2)排放情况.在技术进步中考虑了氢还原炼铁技术,在能源结构调整中考虑了发电方式调整,在此基础上分别设置了4种单一情景和4种组合情景来研究其减排潜力.结果表明,4种组合情景下的含有规模减排的3种组合情景CO_(2)减排潜力均高于单一情景.其中SUR+TER､SUR+STR和综合减排情景可以在2030年实现达峰,达峰年均为2021年,达峰时CO_(2)排放量分别为13.225亿t､13.359亿t和13.289亿t.单一情景中相较于基准情景CO_(2)减排量由高到低依次为:规模减排情景(SUR)、结构减排情景(STR)、技术减排情景(TAR),在2030年相对于基准情景的减排量分别为493.1Mt、247.8Mt以及105.1Mt.借助LEAP模型的能源核算以及CO_(2)排放核算功能,研究了综合减排情景下2020~2030年不同工序,不同能源的CO_(2)排量,其中CO_(2)排放较多的3个工序为炼铁､轧钢以及烧结工序,产生CO_(2)较多的4种能源为洗精煤、喷煤粉、电力以及焦炭,其中洗精煤CO_(2)排放量更是达到10Bt级,而其余3种能源也达到Bt级.确定了中国钢铁行业CO_(2)排放特征.对技术减排以及结构减排成本进行简单比较,制定中国钢铁行业CO_(2)减排路径.

关键词： LEAP模型钢铁行业 CO_(2) 排放特征减排路径情景分析

碳达峰、碳中和情景下火电行业的大气污染影响：以山东省为例

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中国环境科学 2024年

作者：王圣周斌屈加豹李建晖余历钊吴鑫杨迎徐鑫伯鑫国家能源集团科学技术研究院有限公司低碳智能燃煤发电与超净排放全国重点实验室北京低碳清洁能源研究院人工智能应用技术研究中心生态环境部国家环境保护环境影响评价数值模拟重点实验室北京化工大学化学工程学院临沂市人民医院

火电行业是我国大气污染物和CO2排放主要来源之一，“双碳”背景下火电行业大气污染物排放及环境影响情况有待分析。本研究以火力发电大省山东省为例，计算了碳达峰、碳中和情景下火电行业大气污染物排放量，采用CALPUFF模式模拟了不同... 详细信息

火电行业是我国大气污染物和CO2排放主要来源之一，“双碳”背景下火电行业大气污染物排放及环境影响情况有待分析。本研究以火力发电大省山东省为例，计算了碳达峰、碳中和情景下火电行业大气污染物排放量，采用CALPUFF模式模拟了不同情景下山东省火电行业SO2、NOx、PM10及PM2.5污染贡献情况。结果显示，在碳达峰情景下，山东省火电行业SO2、NOx、PM10及PM2.5排放量与2018年基准情景相比，分别减少了2483.42、23448.71、364.31、341.01t，火电行业排放的SO2、NOx、PM10及PM2.5对各城市贡献浓度较2018年基准情景浓度分别降低了0.22%～26.61%、0.66%～51.21%、0.63%～23.82%和4.36%～24.38%。在碳中和情景下，山东省火电行业SO2、NOx、PM10及PM2.5排放量与2018年基准情景相比，分别减少了10947.71、44358.58、1606.00、1503.29t，火电行业排放的SO2、NOx、PM10及PM2.5对各城市贡献浓度较2018年基准情景浓度分别降低了22.66%～44.14%、7.10%～54.37%、23.08%～42.02%和27.20%～42.44%。在碳达峰、碳中和情景下，火力发电仍是山东省能源安全和稳定供应的“压舱石”，减污降碳协同控制对山东火电行业至关重要。

关键词：火力发电碳达峰碳中和 CALPUFF 污染贡献

考虑碳捕集利用与可再生能源的低碳综合能源系统配置优化研究

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热能动力工程 2024年第4期39卷 76-85页

作者：秦宁郑诚吴啸国家能源集团江苏电力有限公司江苏南京210036 大型发电装备安全运行与智能测控国家工程研究中心(东南大学能源与环境学院) 江苏南京210096

为实现传统工业部门的低碳转型,构建了集成可再生能源、电锅炉、储热以及碳捕集利用与封存(CCUS)装备的低碳综合能源系统,并提出了经济和低碳双重导向下的系统配置优化方法。应用粒子群优化算法求解获得各设备的最优配置容量及典型场景... 详细信息

为实现传统工业部门的低碳转型,构建了集成可再生能源、电锅炉、储热以及碳捕集利用与封存(CCUS)装备的低碳综合能源系统,并提出了经济和低碳双重导向下的系统配置优化方法。应用粒子群优化算法求解获得各设备的最优配置容量及典型场景下的最优调度方案,并选取乙烯工业进行案例分析。结果表明:通过引入CCUS和可再生能源装备,系统碳排放减少了57.50%,年总成本增加15.92%;当碳价高于109.61元/t时,低碳综合能源系统具有经济和低碳双重优势。

关键词：低碳综合能源系统可再生能源碳捕集利用(CCUS) 乙烯工业配置优化

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分布式储能电站及其市场应用的研究进展

上海节能 2024年第8期 1308-1317页

作者：惠文贤肖鑫冯慧华徐剑顾陈杰东华大学环境学院空气环境与建筑节能研究所中国船舶集团有限公司第七——研究所中船第九设计研究院工程有限公司

新能源储能这些年已经成为发展迅速的可转换的优质资源,在补充电网持续增大的转换能力缺口、高效利用可再生能源方面发挥着关键作用。首先归纳分布式储能电站参与电力现货市场的资源价值实现的政策影响和市场机制边界约束条件,研究分布... 详细信息

新能源储能这些年已经成为发展迅速的可转换的优质资源,在补充电网持续增大的转换能力缺口、高效利用可再生能源方面发挥着关键作用。首先归纳分布式储能电站参与电力现货市场的资源价值实现的政策影响和市场机制边界约束条件,研究分布式储能电站参与电力现货市场的运行周期、申报发布、市场出清、市场结算等关键环节的市场模式分析交易标的物、交易类型、报价规则、出清和结算机制等要素对电力现货交易的影响机理,建立分布式储能电站优化报价模型,在此基础上研发分布式储能电站的优化竞价策略,接着研究多时间尺度下的分布式储能电站参与现货市场及辅助服务市场的交易机制,最后研究市场交易对引导分布式储能电站参与电力市场的激励机制。最后总结国家和地方对储能在电力现货市场的发展要求,以及市场运行机制及政府监管特性。

关键词：分布式储能电站运行特性市场出清市场结算