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富氢碳循环氧气高炉工艺开发与实践

钢铁 2024年第9期 32-37页

作者：毛晓明许海法中国宝武钢铁集团公司中央研究院

在钢铁碳中和的背景下，高炉-转炉流程将面临着越来越严峻的低碳转型压力。经过几百年的发展，现代高炉炼铁工艺已十分成熟，无论是热效率还是产能规模，在当今冶金界都找不到比高炉更优秀的反应器，钢铁冶金完全放弃高炉工艺路线是非... 详细信息

在钢铁碳中和的背景下，高炉-转炉流程将面临着越来越严峻的低碳转型压力。经过几百年的发展，现代高炉炼铁工艺已十分成熟，无论是热效率还是产能规模，在当今冶金界都找不到比高炉更优秀的反应器，钢铁冶金完全放弃高炉工艺路线是非常可惜的。中国废钢保有量和循环量较少，采用电炉短流程低碳工艺不足以保障国民经济对钢铁产品量的需求，高炉流程在比较长的时间内还将是中国钢铁工业的主流流程。为应对低碳发展要求，中国宝武自主开发了富氢碳循环氧气高炉（HyCROF:Hydrogen-enriched Carbonic oxide Recycling Oxygenate Furnace）新工艺，旨在通过碳循环和清洁能源替代来实现炼铁大幅减碳，宝武针对HyCROF炉顶煤气CO2深度经济脱除、高还原势煤气安全高效加热、基于竞争燃烧的风口喷吹装置设计和全氧鼓风煤气循环下合理煤气分布四大技术难点开展了基础研究，建设了工业规模级HyCROF试验平台，持续开展了大量的工业实证研究。工业实证研究结果表明，HyCROF新工艺安全、稳定、顺行、高效，抗波动能力强，可大幅降低还原剂比例，在喷煤比相当的情况下，固体燃料消耗相比基准期下降了约30%，碳排放已下降20%以上，与传统制造流程匹配性好。鉴于HyCROF工艺良好的试验效果，其工艺技术已经被应用于2 500 m3高炉。

关键词： HyCROF 碳循环富氢冶炼煤气加热低碳炼铁

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静电纺纳米纤维结构的研究进展

纺织学报 2024年第6期45卷 201-209页

作者：刘思彤金丹孙东明李懿轩王艳慧王静王原中钢集团鞍山热能研究院有限公司辽宁鞍山114044

为进一步深入研究静电纺丝技术及纳米纤维结构设计,达到实现纤维纳米尺度的导向性结构控制,有效提高纳米纤维的比表面积、力学性能及形貌均一有序性的目标。简要介绍了静电纺丝技术在纺丝效率不断提高的同时逐渐发展出同轴共纺、偏轴共... 详细信息

为进一步深入研究静电纺丝技术及纳米纤维结构设计,达到实现纤维纳米尺度的导向性结构控制,有效提高纳米纤维的比表面积、力学性能及形貌均一有序性的目标。简要介绍了静电纺丝技术在纺丝效率不断提高的同时逐渐发展出同轴共纺、偏轴共纺、并轴共纺、共轭电纺等纺丝方法,综述了基于实心纳米纤维、多孔纳米纤维、中空纳米纤维、纳米电缆及Janus纳米纤维等不同纳米纤维的结构特点、制备方法及纺丝机制,分析了静电纺丝技术在不同结构纳米纤维的制备方法、形成机制及结构调控等方面的研究进展及成果,并进一步表明静电纺丝技术在实现纳米尺度导向性结构控制方面具有广泛的应用潜力。认为纤维从简单的光滑细丝状逐渐向形貌多样化、结构多级化发展,应用领域从单一功能向多功能及多功能协调领域发展。

关键词：静电纺丝纳米纤维纤维结构多功能静电纺丝装置

油田伴生气中CO_(2)和轻烃的纯膜分离新技术

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天然气工业 2024年第4期44卷 68-75页

作者：张春威刘瑛孙晓梁全胜王涛李鹤康宇龙陕西延长石油(集团)有限责任公司研究院

在油田开发过程中,大量用于驱油并伴随原油采出的CO_(2)和轻烃(C_(2)~C_(5))被直接排放,不仅浪费资源,还污染环境,不符合CO_(2)驱油环保理念,回收CO_(2)和高附加值的轻烃势在必行。为此,通过分析某CO_(2)捕集、利用与封存(CCUS)示范区... 详细信息

在油田开发过程中,大量用于驱油并伴随原油采出的CO_(2)和轻烃(C_(2)~C_(5))被直接排放,不仅浪费资源,还污染环境,不符合CO_(2)驱油环保理念,回收CO_(2)和高附加值的轻烃势在必行。为此,通过分析某CO_(2)捕集、利用与封存(CCUS)示范区建成后伴生气组分的变化,优选聚乙烯胺膜、聚二甲基硅氧烷膜针对伴生气中的CO_(2)和轻烃开展室内分离试验,采用PROⅡ软件对伴生气分离整体流程进行了模拟仿真、开展了流程优化设计和装置试制,确定了膜技术分离油田伴生气中CO_(2)和轻烃的适用性,并开展了现场试验。研究结果表明:①随着CCUS示范区CO_(2)的注入,CO_(2)对地层中的轻烃组分具有一定的萃取作用,并导致其含量逐渐上升,需要回收被采出至地面的CO_(2)和高附加值的轻烃;②聚乙烯胺膜对CO_(2)具有强促进传递作用,CO_(2)浓度、温度、湿度为主要影响因素,CO_(2)两级分离率可达到96%;③聚二甲基硅氧烷膜对轻烃具有良好的选择性,碳值越高选择性越好,压力比、温度为主要影响因素,分离率最高可达70%;④聚乙烯胺和聚二甲基硅氧烷2种膜均具有优异的长期运行稳定性,印证了膜法分离CO_(2)和轻烃的能力;⑤试制膜分离撬装装置600 h现场试验装置运行稳定,分离效果和室内试验及数值模拟数据基本吻合。结论认为,采用纯膜法分离油田伴生气中的CO_(2)和轻烃投资低、能耗低,节能环保,具备长期应用的潜力。

关键词： CO_(2)驱油聚乙烯胺膜聚二甲基硅氧烷膜油田伴生气膜法分离 CO_(2)分离烃类分离

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基于MT药剂体系的动力型红外诱饵燃烧流场仿真分析

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兵器装备工程学报 2024年第5期45卷 40-46页

作者：蒋冲赵非玉过凯尹庆国张静元中国电子科技集团公司光电研究院天津300308

为得到动力型诱饵燃烧产物浓度场和温度场,在分析了MT药剂体系在空气中的燃烧区结构和主要反应基础上,建立了流场与化学反应耦合的二维轴对称模型。通过数值仿真分析了不同组分、环境压力和进气流速对燃烧流的影响。结果表明,MgF2对MT... 详细信息

为得到动力型诱饵燃烧产物浓度场和温度场,在分析了MT药剂体系在空气中的燃烧区结构和主要反应基础上,建立了流场与化学反应耦合的二维轴对称模型。通过数值仿真分析了不同组分、环境压力和进气流速对燃烧流的影响。结果表明,MgF2对MT体系光谱的影响显著,Mg含量的增加有助于提高辐射强度,但随着Mg的进一步增加,更多的Mg没有参与反应,不利于改善辐射强度。环境压力对最高温度影响不大,但会影响温度分布和产物浓度。来流速度对核心反应温度和产物浓度影响较小,但会将高温区和产物限定在较小区域,从而影响辐射强度。上述结果可为动力型诱饵的红外辐射特性设计提供参考。

关键词：动力型红外诱饵燃烧流场化学反应动力学 Mg/PTFE MTV

框架-核心筒结构中支承楼面梁的连梁抗震性能研究

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建筑结构学报 2024年第10期45卷 78-86页

作者：虞终军王建峰段炼同济大学建筑设计研究院(集团)有限公司

为得到适用于工程应用的连梁数值模拟方法，基于OpenSees平台提出了一种考虑截面剪切非线性的适用于不同跨高比的钢筋混凝土连梁模拟方法，并通过试验结果验证了模拟方法的准确性。计算了实际工程中连梁承担的集中力取值范围，结果显示... 详细信息

为得到适用于工程应用的连梁数值模拟方法，基于OpenSees平台提出了一种考虑截面剪切非线性的适用于不同跨高比的钢筋混凝土连梁模拟方法，并通过试验结果验证了模拟方法的准确性。计算了实际工程中连梁承担的集中力取值范围，结果显示楼面梁传递到连梁上的集中力相比连梁自身的受剪承载力较小，通常仅占5%～10%。提出了支承楼面梁的连梁有限元分析模型，并通过对不同跨高比的连梁在不同集中力作用下的低周反复加载数值分析，研究了滞回曲线、刚度退化和耗能能力等抗震性能。结果表明：连梁跨中受集中力后等效刚度减小且减小的比例与集中力大小及加载位移角相关；连梁跨中承受集中力后，随着加载位移角增大，滞回环面积变化比例呈现出先增大后减小的规律；滞回环面积减小比例与集中力大小及加载位移角相关，集中力、加载位移角越大，滞回环面积减小比例越大；总体上，集中力对连梁的能量耗散系数影响不大；当连梁跨中承受的集中力为受剪承载力的10%且加载位移角为4.0%时，等效刚度减小为跨中不受力连梁的82%,滞回环面积减小为跨中不受力连梁的89%,能量耗散系数基本不变。

关键词：钢筋混凝土连梁剪切非线性 OpenSees 数值模拟抗震性能

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沟壑区浅埋煤层开采覆岩运动演化致灾特征

采矿与安全工程学报 2024年第2期41卷 315-325页

作者：李延军中煤科工西安研究院(集团)有限公司陕西西安710077

为进一步研究浅埋煤层开采沟壑区覆岩运动演化致灾特征,以榆神矿区锟源煤矿113101首采工作面为工程背景,采用了数值计算和物理相似模拟实验方法,分析了沟壑区浅埋煤层开采过程中覆岩应力及位移动态演化特征、覆岩破断及裂隙发育规律,初... 详细信息

为进一步研究浅埋煤层开采沟壑区覆岩运动演化致灾特征,以榆神矿区锟源煤矿113101首采工作面为工程背景,采用了数值计算和物理相似模拟实验方法,分析了沟壑区浅埋煤层开采过程中覆岩应力及位移动态演化特征、覆岩破断及裂隙发育规律,初步揭示了过沟开采灾害特征及相互作用关系,针对性提出了综合治理方法。研究结果表明:过沟开采中,沟壑顺坡段呈“受压”状态,逆坡段呈“受拉”状态,谷底位移变化量最大、逆坡段其次、顺坡段最小。二号沟壑顺坡段下部及谷底、一号沟壑逆坡段下部及谷底范围分别形成应力集中且位移量达到最大,水平应力峰值为17.4、14.5 MPa,最大位移值为1.7、1.0 m。工作面推进至沟壑区顺坡段时周期来压步距约为逆坡段的两倍,顺坡段“覆岩完整区”面积较大,载荷传递至工作面支架易造成压架现象;沟壑逆坡段区域,覆岩厚度增加,拉伸型裂隙发育明显,易导致沟体滑坡;沟壑谷底区域,顶板切落形成塌陷型裂隙,易诱发工作面压架和突水溃沙灾害。不同灾害间相互关联,沟体滑坡抑制工作面突水溃沙但促进切顶压架灾害,顶板切落压架同时促进突水溃沙和沟体滑坡灾害。根据覆岩灾害产生区域及作用特征,提出了上游截排地表水、顺坡段中上部岩层预裂、逆坡段降坡加固、谷底及逆坡段坡脚注浆等综合防治措施,为工作面安全高效回采提供相应研究基础。

关键词：沟壑区浅埋煤层应力演化覆岩运动裂隙发育

高位定向长钻孔水力输送对接筛管护孔技术研究

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煤炭科学技术 2024年第4期52卷 255-264页

作者：张金宝中煤科工西安研究院(集团)有限公司陕西西安710077

保障高位定向长钻孔在工作面回采过程中的稳定抽采是实现“以孔代巷”的前提,而采用筛管完孔是维持钻孔稳定的有效护孔措施。为了实现高位定向长钻孔全孔段筛管护孔的工程应用,开发了钻孔内水力输送分组筛管自主对接完孔工艺技术,配套... 详细信息

保障高位定向长钻孔在工作面回采过程中的稳定抽采是实现“以孔代巷”的前提,而采用筛管完孔是维持钻孔稳定的有效护孔措施。为了实现高位定向长钻孔全孔段筛管护孔的工程应用,开发了钻孔内水力输送分组筛管自主对接完孔工艺技术,配套研制了ø95 mm筛管悬挂装置、ø95 mm玻璃钢筛管、ø100 mm封堵短节、ø140 mm钻头通水堵头以及ø95 mm分组筛管对接装置,并在皖北矿区两个煤矿的不同工作面顶板高位钻孔进行了水力输送分组筛管完孔现场试验。试验结果表明:玻璃钢筛管质量轻推送阻力小,可在倾角17°~26°的钻孔内人工连接长100 mø95 mm玻璃钢分组筛管,分组筛管输送过程中水压为1.0~1.5 MPa,输送到位时水压降为0.5 MPa以下,在泵量200~390 L/min下,分组筛管水力平均输送速度可达150~260 m/min,试验期间分组筛管输送到位时泵压变化明显,前后两组筛管对接可靠,可有效实现到位报信,成功实现ø153 mm高位定向钻孔内ø95 mm筛管的全孔段护孔,2个钻孔的筛管水力输送试验深度分别达到501、522 m,工作面回采120 d累计抽采瓦斯纯量分别为139945、176139 m^(3)。钻孔内水力输送对接筛管护孔技术为高位定向长钻孔全孔段大直径筛管护孔提供了可实现的技术解决方案,有助于保障高位定向长钻孔的瓦斯抽采效果,为煤矿井下“以孔代巷”的瓦斯治理模式革新提供技术支撑。

关键词：高位定向钻孔筛管护孔水力输送以孔代巷瓦斯抽采

基于超融合架构服务器在某巨型水电站水调自动化系统中的应用

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水电能源科学 2024年

作者：万刚杨剑宗伟王丁向龙国网电力科学研究院/南京南瑞集团公司

为解决传统水调自动化系统硬件设备冗余、资源综合利用率低、系统性能低下及管理维护复杂等问题,设计了一种采用超融合架构的水调自动化系统,并阐述了服务器虚拟化、网络虚拟化、存储虚拟化及安全虚拟化的实现方法。性能测试结果表明,... 详细信息

为解决传统水调自动化系统硬件设备冗余、资源综合利用率低、系统性能低下及管理维护复杂等问题,设计了一种采用超融合架构的水调自动化系统,并阐述了服务器虚拟化、网络虚拟化、存储虚拟化及安全虚拟化的实现方法。性能测试结果表明,超融合服务器能够满足水调自动化系统的需求,提高了系统的灵活性和可靠性,提升了水电站的运行效率和安全性。

关键词：超融合服务器水调自动化系统虚拟化安全性

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多雷达多层级自适应协同处理技术

现代雷达 2024年第09期 56-63页

作者：刘光宏吕文超宋扬韩阔业葛建军中国电子科技集团公司信息科学研究院(智能科技研究院)

针对空间上分散部署的多雷达，在目标多元、动态变化的博弈对抗场景下，多雷达协同处理方式与目标/环境/资源动态自适应匹配的问题，设计了一种多雷达多层级自适应协同处理框架，包括信号级、特征级、点迹级和航迹级等4个层级。以工程... 详细信息

针对空间上分散部署的多雷达，在目标多元、动态变化的博弈对抗场景下，多雷达协同处理方式与目标/环境/资源动态自适应匹配的问题，设计了一种多雷达多层级自适应协同处理框架，包括信号级、特征级、点迹级和航迹级等4个层级。以工程化应用为目标，建立了基于统一空间栅格的多雷达信号级联合检测模型，以时空配准、融合多雷达信号。设计了基于特征级的分布式检测模型，以压缩传输数据量，实现融合检测。综合分析了不同层级协同处理技术的费效比，给出了典型应用场景下协同处理方式的自适应选择原则。通过仿真实验和典型试验系统，对文中提出技术的有效性进行验证，结果表明，该技术可以动态适应目标、环境的变化，提升多雷达协同探测的效能。

关键词：协同探测信号处理分布式雷达信息融合