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车用燃料电池系统绝缘性能分析与优化

汽车技术 2024年

作者：王安刘长来夏诗忠陈念骆驼集团武汉光谷研发中心有限公司

为了提升燃料电池系统的绝缘性，针对零部件的结构特性、材料特性以及安装方式进行优化设计。首先，对绝缘路径进行电路和水路的失效分析；然后，改善电堆内部绝缘设计及电堆仓结构，优化了电子元件保护策略，同时，更换了水泵、水暖型... 详细信息

为了提升燃料电池系统的绝缘性，针对零部件的结构特性、材料特性以及安装方式进行优化设计。首先，对绝缘路径进行电路和水路的失效分析；然后，改善电堆内部绝缘设计及电堆仓结构，优化了电子元件保护策略，同时，更换了水泵、水暖型加热器等高压供电冷却回路的零部件材料，调整了散热器、中冷器以及传感器等零部件的加工工艺和安装方式。最后，通过绝缘电阻测试，新型车用燃料电池系统的静态绝缘电阻超过5 MΩ（500 V测试电压下），运行状态下的绝缘电阻超过3 MΩ（在线监测状态下）。

关键词：燃料电池系统绝缘性能失效分析系统设计零部件设计

固体氧化物电解技术耦合化工过程制化学品研究进展

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低碳化学与化工 2024年第6期49卷 80-86页

作者：戴若云侯建国王秀林姚辉超中海石油气电集团技术研发中心北京100028

固体氧化物电解(SOEC)技术可以将热能和电能转化为化学能,因其具有有效利用高温余热的独特优势,可助力能源体系实现清洁高效发展,已被开发应用于制氢和二氧化碳转化领域。然而,成本高昂、与传统行业结合不够紧密等问题限制了该技术的推... 详细信息

固体氧化物电解(SOEC)技术可以将热能和电能转化为化学能,因其具有有效利用高温余热的独特优势,可助力能源体系实现清洁高效发展,已被开发应用于制氢和二氧化碳转化领域。然而,成本高昂、与传统行业结合不够紧密等问题限制了该技术的推广。SOEC技术耦合化工过程制化学品,既可实现基于SOEC技术的能量转化系统的多功能化,还可提高相关项目的经济性。围绕SOEC技术发展前沿,总结了SOEC技术耦合化工过程制化学品(甲醇、氨、甲烷和乙烯等)的研究进展,分析了相关路径工艺特点,梳理了在国内外相关应用场景中的突破,旨在推动SOEC技术与传统化工产业的深度融合,挖掘有潜力的SOEC应用场景。

关键词：高温固体氧化物电解化学品化工

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国内煤制天然气产业发展现状与趋势分析

低碳化学与化工 2024年第3期49卷 129-136页

作者：隋朝霞付亚轩张丹中海石油气电集团技术研发中心北京100028

我国自“十一五”开始煤制天然气示范项目建设,长期以来环保问题和经济性是制约煤制天然气产业发展的关键问题。双碳目标下,我国天然气消费量到2035—2040年将有巨大的增长空间,而国际天然气市场波动进一步提高了对供应安全的要求。煤... 详细信息

我国自“十一五”开始煤制天然气示范项目建设,长期以来环保问题和经济性是制约煤制天然气产业发展的关键问题。双碳目标下,我国天然气消费量到2035—2040年将有巨大的增长空间,而国际天然气市场波动进一步提高了对供应安全的要求。煤制天然气作为现代煤化工的重要形式,有利于促进煤炭清洁低碳化利用。分析了我国煤制天然气产业的机遇和挑战,天然气多元化供应和安全储备需要给煤制天然气产业带来了历史性机遇,而终端市场竞争力不强和高碳排放等环保问题是该产业的长期挑战。分析了煤制天然气生产成本和到达终端市场的综合成本,在环渤海、长三角和中部地区3个天然气区域市场内,与其他多种气源的经济性进行了比较。结合煤制天然气产能和供应能力的增长趋势,预计2030年前我国煤制天然气市场需求呈上升趋势,煤制天然气将发挥丰富终端气源和应急供应的重要作用。

关键词：煤制天然气天然气储备经济性碳排放需求预测

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薄互层煤层气井出砂综合治理研究

煤矿安全 2024年第2期55卷 35-40页

作者：张越于姣姣李又武吴晓丹蒋时馨谷峰崔景云高英中海石油气电集团技术研发中心北京100028

煤层气井出砂(煤粉)问题制约煤层气井生产寿命,造成高额维修费用、产能降低,而薄互层煤层因为与围岩接触面积大,出砂(煤粉)问题突出。澳大利亚苏拉特盆地储层胶结疏松,煤/泥/砂岩夹层复杂,在统计井中,100%的生产井都有不同程度的出砂问... 详细信息

煤层气井出砂(煤粉)问题制约煤层气井生产寿命,造成高额维修费用、产能降低,而薄互层煤层因为与围岩接触面积大,出砂(煤粉)问题突出。澳大利亚苏拉特盆地储层胶结疏松,煤/泥/砂岩夹层复杂,在统计井中,100%的生产井都有不同程度的出砂问题,其中33.5%出砂严重,修井作业频繁,开采成本居高。在系统分析苏拉特盆地储层特征、出砂特点和生产规律的基础上,根据颗粒沉降规律研究,结合出砂层位预测和防砂工艺优选,采用“膨胀式封隔器+盲管”与“螺杆泵+浆式转子+自动分流阀+钻穿套管鞋”结合的综合防排砂技术,阶段性地解决了苏拉特盆地煤系地层出砂问题。现场应用结果表明:该技术使得单井平均连续生产时间由275 d增至近400 d,降低修井频率近50%。

关键词：薄互层煤层气井出砂苏拉特盆地防砂携砂生产

PTX技术在可再生能源大规模储能和消纳中的应用分析

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低碳化学与化工 2024年第3期49卷 102-110页

作者：宋鹏飞张超肖立王修康侯建国王秀林中海石油气电集团技术研发中心北京100028

双碳目标促进了中国可再生能源的发展,高比例不稳定电力面临实现大规模储能和跨区域消纳等挑战。广义的氢储能是通过可再生能源电解水制氢,并将氢气及其参与合成的氢基化学品作为储能和消纳的介质。绿电制合成化学品(Power-to-X,PTX)融... 详细信息

双碳目标促进了中国可再生能源的发展,高比例不稳定电力面临实现大规模储能和跨区域消纳等挑战。广义的氢储能是通过可再生能源电解水制氢,并将氢气及其参与合成的氢基化学品作为储能和消纳的介质。绿电制合成化学品(Power-to-X,PTX)融合CO_(2)化学转化利用技术,借助氢能产业的快速发展,生产具有零碳特性的甲烷、甲醇和氨等产品。这些产品能够进入已有的能源基础设施系统,实现高能量密度、低成本的储存、运输和配送,在不改变终端用能习惯的前提下迅速完成消纳。分别对绿电制绿色甲烷、绿色甲醇和绿氨进行了阐述与分析,认为PTX能够促进可再生能源与已有产业的融合,实现可再生能源的高效利用和消纳,发展前景广阔。

关键词：氢储能电制化学品电制甲烷绿色甲醇绿氨

功能化酸性离子液体催化合成烷基化油研究进展

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石油学报（石油加工） 2024年第5期40卷 1264-1274页

作者：于琳浩毛继平张国良陈雅琪中石化炼化工程(集团)股份有限公司洛阳技术研发中心河南洛阳471003

随着车用汽油国Ⅵ排放标准的实施,生产高品质汽油的烷基化工艺受到了广泛关注。异丁烷(C_(4))烷基化产物是一种理想的汽油调和组分,其中离子液体烷基化技术在生产高辛烷值烷基化油方面具有明显优势。围绕酸性离子液体催化剂的技术特点,... 详细信息

随着车用汽油国Ⅵ排放标准的实施,生产高品质汽油的烷基化工艺受到了广泛关注。异丁烷(C_(4))烷基化产物是一种理想的汽油调和组分,其中离子液体烷基化技术在生产高辛烷值烷基化油方面具有明显优势。围绕酸性离子液体催化剂的技术特点,介绍了功能化Br?nsted(B)酸、Lewis(L)酸离子液体在烷基化反应过程中对原料溶解性和产物选择性的影响,以及B-L双酸型离子液体在提升丁烯异构化和异丁烷氢转移过程的协同作用;重点讨论了酸性离子液体结构功能化调控与C_(4)烷基化物料传质之间的关系。针对功能化酸性离子液体在优化烷基化反应方面的应用进行了分析和评述,展望了功能化酸性离子液体在生产烷基化油技术路线中的应用前景,有望为优化离子液体设计提供思路。

关键词：离子液体功能化烷基化酸性异丁烷

O_(2)/CO_(2)气氛下催化裂化烟气循环再生系统模型

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石油学报（石油加工） 2024年第5期40卷 1446-1452页

作者：孙世源王龙延闫鸿飞杨鑫中石化炼化工程(集团)股份有限公司洛阳技术研发中心河南洛阳471003

富氧燃烧和烟气循环再生技术可实现催化裂化(FCC)再生烟气中CO_(2)的富集。根据采用烟气循环再生的FCC单段再生、并列式两段再生和重叠式两段再生系统型式,基于烧焦动力学模型和充分烧焦设定,分别建立了再生系统模型,并对3种再生系统进... 详细信息

富氧燃烧和烟气循环再生技术可实现催化裂化(FCC)再生烟气中CO_(2)的富集。根据采用烟气循环再生的FCC单段再生、并列式两段再生和重叠式两段再生系统型式,基于烧焦动力学模型和充分烧焦设定,分别建立了再生系统模型,并对3种再生系统进行了模拟。结果表明,通过优化O_(2)流量、烟气循环流量等操作条件,单段再生系统烟气、重叠式两段再生系统烟气和并列式两段再生系统第二再生器烟气中CO_(2)体积分数可富集至95%以上,但并列式两段再生系统第一再生器烟气中CO_(2)体积分数难以富集至95%以上。通过再生系统模型可优化再生器操作,在达到较好再生效果的同时,实现CO_(2)的富集。

关键词：催化裂化(FCC) O_(2)/CO_(2)气氛烟气循环再生 CO_(2)捕集建模模拟

快速反射镜的系统辨识与回路成形H∞鲁棒控制

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光学精密工程 2024年第10期32卷 1511-1527页

作者：冯万臣李亮张建强山东科技大学电气与自动化工程学院山东青岛266590 南京大学高端控制与智能运维研发中心江苏苏州215163

音圈式快速反射镜(Voice Coil Actuator-Fast Steering Mirror,VCA-FSM)是星间激光通信中的重要伺服机构,其基于音圈电机进行驱动,FSM内部的柔性支撑结构以及轴间相对运动使系统存在复杂耦合特性,降低了系统的控制性能。对于该问题,本... 详细信息

音圈式快速反射镜(Voice Coil Actuator-Fast Steering Mirror,VCA-FSM)是星间激光通信中的重要伺服机构,其基于音圈电机进行驱动,FSM内部的柔性支撑结构以及轴间相对运动使系统存在复杂耦合特性,降低了系统的控制性能。对于该问题,本文提出了一种基于模型辨识的双轴回路成形H∞解耦控制方法。首先,基于激励与响应数据求解系统脉冲响应序列,构造Hankel矩阵进行系统辨识;其次,考虑系统的耦合特性,基于标称模型进行双轴回路成形H∞鲁棒控制器的设计;最后,基于VCA-FSM伺服控制实验平台,开展方波与正弦扫频实验。实验结果表明:相较于LQG与LQR控制,本文所提出的双轴回路成形H∞鲁棒控制使系统X,Y轴跟踪闭环带宽分别最大提升了54.3 Hz和54.8 Hz,显著降低了系统的耦合特性。本文所提出的控制方法充分提高了VCA-FSM伺服系统的性能,实现了双轴VCA-FSM的高性能解耦控制。

关键词：音圈电机快速反射镜双轴耦合系统辨识 H∞鲁棒控制

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快速反射镜的复合快速非奇异终端滑模控制

中国光学（中英文） 2024年第4期17卷 959-970页

作者：李智斌李亮张建强山东科技大学电气与自动化工程学院山东青岛266590 南京大学高端控制与智能运维研发中心江苏苏州215163

为进一步提升激光通信精跟踪系统的控制性能,本文对音圈电机驱动的快速反射镜(Fast Steering Mirror,FSM)控制方法进行了研究。针对FSM中存在的强轴间耦合与外部扰动问题,提出了融合前馈解耦补偿与固定时间扩张状态观测器的复合快速非... 详细信息

为进一步提升激光通信精跟踪系统的控制性能,本文对音圈电机驱动的快速反射镜(Fast Steering Mirror,FSM)控制方法进行了研究。针对FSM中存在的强轴间耦合与外部扰动问题,提出了融合前馈解耦补偿与固定时间扩张状态观测器的复合快速非奇异终端滑模控制策略。首先,采用系统辨识方法建立FSM的双输入双输出耦合传递函数矩阵模型,并设计前馈解耦补偿器补偿耦合分量,以实现X轴和Y轴之间的运动解耦。其次,针对解耦后的各单轴模型,设计固定时间扩张状态观测器,同时实现对角速度和外部干扰的固定时间估计。随后,构建快速非奇异终端滑模面,并在控制律设计中采用指数幂函数取代符号函数,以提高系统收敛速度并抑制控制抖振,基于Lyapunov方法验证所提控制系统的稳定性,并证明跟踪误差在有限时间内收敛。最后,通过对比实验验证了提出的复合控制策略的有效性。实验结果表明,FSM在100 Hz强扰动存在的情况下,跟踪60 Hz和120 Hz圆形轨迹,其轨迹跟踪误差的平均绝对值分别为0.0036°和0.0131°,系统能够保持良好的跟踪性能,说明所提复合控制策略是有效的,满足激光通信FSM对于高精度和强抗扰等要求。

关键词：激光通信快速反射镜前馈解耦扩张状态观测器终端滑模