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基于深度极限学习机的燃气轮机气路故障诊断技术研究

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北京化工大学学报（自然科学版） 2024年第4期51卷 89-98页

作者：宋文强沈登海国家管网集团西部管道有限责任公司乌鲁木齐830013

为提高输气管道设备中燃气轮机的可靠性和可用性,在稳态仿真模型的基础上,形成包含现场可测量参数、健康状态参数和故障类型的故障数据库。从参数动态调整和空气质点混沌初始化两个方面对风驱动(wind driven optimization, WDO)算法进... 详细信息

为提高输气管道设备中燃气轮机的可靠性和可用性,在稳态仿真模型的基础上,形成包含现场可测量参数、健康状态参数和故障类型的故障数据库。从参数动态调整和空气质点混沌初始化两个方面对风驱动(wind driven optimization, WDO)算法进行改进,再利用改进算法(improved wind driven optimization, IWDO)对深度极限学习机(deep extreme learning machine, DELM)的超参数进行寻优,并试算不同模型结构对分类效果的影响,最终形成最优IWDO-DELM组合模型。结果表明,仿真模型的热力和水力参数准确,可以为故障数据库的生成提供基础;最优DELM的模型结构为9-81-44-1,激活函数均为Sine;IWDO-DELM模型在训练集和测试集上的故障分类准确率分别为99.12%、98.83%,优于支持向量机(support vector machine, SVM)、反向传播神经网络(back propagation, BP)、相关向量机(relevance vector machine, RVM)和极限学习机(extreme learning machine, ELM)等模型的计算结果。通过现场验证,证明了IWDO-DELM模型可有效识别燃气轮机气路上的单故障和多故障类型。研究结果可为输气管道的安全平稳运行提供实际参考。

关键词：深度极限学习机风驱动算法燃气轮机气路故障分类准确率

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热处理温度对TA15钛合金管材组织及性能的影响

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金属热处理 2024年第2期49卷 195-198页

作者：张智罗登超李旭升李倩梁佳威苏松林任伟宁王莎西部钛业有限责任公司陕西西安710201

对TA15钛合金管材试样在750~1050℃范围内进行保温1 h后空冷的热处理,利用光学显微镜、电子万能试验机及摆锤式冲击试验机,研究不同热处理温度对TA15钛合金管材组织及力学性能的影响。当热处理温度由750℃升至850℃时,αp未发生明显变... 详细信息

对TA15钛合金管材试样在750~1050℃范围内进行保温1 h后空冷的热处理,利用光学显微镜、电子万能试验机及摆锤式冲击试验机,研究不同热处理温度对TA15钛合金管材组织及力学性能的影响。当热处理温度由750℃升至850℃时,αp未发生明显变化而次生α相片层发生了明显的粗化;随热处理温度进一步升高至950℃,αp数量减少,等轴化的程度升高,次生α相至950℃完全转变为高温β相并在进一步冷却过程中重新析出β转变体;当热处理温度进一步提高至1000℃以上时,显微组织转变为典型魏氏组织。相变点以下热处理时(<1000℃),强度塑性匹配较好,随着热处理温度的升高,强度降低,塑性提高,850℃时达到强塑性的最佳匹配。随着热处理温度的升高,冲击性能呈现先升高后降低的趋势,其中900℃热处理后冲击性能最优。

关键词： TA15钛合金热处理显微组织力学性能

变频器低电压穿越引起的压缩机喘振及改进措施

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油气储运 2024年第4期43卷 439-448页

作者：蒲斌李星星杨福超孙义伟国家管网集团西部管道有限责任公司

【目的】变频器低电压穿越功能是供电波动时保持变频器连续运行的一种方式,但电驱离心式压缩机在变频器低电压穿越过程中会造成压缩机喘振。喘振对离心式压缩机的平稳运行有较大危害,需分析低电压穿越引起喘振的原因、制定改进措施,以... 详细信息

【目的】变频器低电压穿越功能是供电波动时保持变频器连续运行的一种方式,但电驱离心式压缩机在变频器低电压穿越过程中会造成压缩机喘振。喘振对离心式压缩机的平稳运行有较大危害,需分析低电压穿越引起喘振的原因、制定改进措施,以防止压缩机再次发生喘振。【方法】选取西气东输二线吐鲁番联络压气站电驱离心式压缩机为例,对变频器低电压穿越过程中压缩机转速、压力、流量、防喘振工作裕度等参数的变化情况进行分析。由于变频器低电压穿越过程中压缩机转速快速下降造成防喘振控制响应不及时,从而导致压缩机发生喘振;压缩机喘振后压力、流量剧烈波动使防喘振裕度控制失效,引起压缩机持续喘振。制定防喘振控制改进措施:增加低电压穿越时预防喘振控制措施及低电压穿越的状态判断,根据变频器低电压穿越过程中压缩机工作裕度、出口压力变化情况制定预防性打开防喘阀到指定开度的条件;增加压缩机喘振检测及保护措施,通过压缩机喘振后明显变化的出口压力、振动变化检测压缩机是否发生喘振,喘振后快速打开防喘阀摆脱喘振状态。【结果】通过改进措施的应用,解决了低电压穿越过程中的喘振问题;通过设定工作点裕度、出口压力变化阈值的方式,减少了提前打开防喘阀干预的频次,较短时间内恢复了压缩机正常运行。【结论】研究成果可有效减轻喘振危害,提升电驱离心式压缩机的运行平稳性,为电驱离心式压缩机优化防喘振控制、增加喘振检测提供参考。(图9,表1,参23)

关键词：压缩机低电压穿越喘振裕度出口压力

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基于管道应变的应力弱磁检测模型

油气储运 2024年第1期43卷 67-74页

作者：田野国家管网集团西部管道有限责任公司

【目的】金属磁记忆(Metal Magnetic Memory,MMM)应力检测技术支持非接触、在线检测,在以钢制油气管道为代表对象的铁磁性材料应力损伤检测领域具有很好的应用潜力,现有研究缺乏对磁力学关系的全面分析,需要建立一套完整的磁力学关系体... 详细信息

【目的】金属磁记忆(Metal Magnetic Memory,MMM)应力检测技术支持非接触、在线检测,在以钢制油气管道为代表对象的铁磁性材料应力损伤检测领域具有很好的应用潜力,现有研究缺乏对磁力学关系的全面分析,需要建立一套完整的磁力学关系体系,明确MMM检测信号与弹塑性阶段应力集中的对应关系。【方法】基于J-A理论,建立管道磁化强度与应变关系数值模型,计算分析管道变形过程中MMM检测信号特征,研究了应力影响下的无磁滞磁化曲线形状参数、钉扎系数对MMM信号的影响规律,并对应变与磁信号的关系开展全尺寸水压试验验证。【结果】管道在受力过程中,应变逐渐增大,磁化强度曲线在弹性变形阶段发生第1次翻转,翻转位置位于近屈服处,且随无磁滞磁化曲线形状参数的增大而提前;当管体发生塑性变形时,位错引起材料磁学特性改变,磁化强度曲线出现第2次翻转,翻转位置位于屈服点附近,且受钉扎系数影响较大,随着钉扎系数增大,翻转位置延后,翻转处应变呈2次函数减小趋势,第1次翻转与第2次翻转方向相反。【结论】利用该特征,根据磁记忆信号翻转规律与被检管道相同材料标定试验结果的相位对比分析,可判断钢制油气管道应力集中处是否发生塑性应变,实现对管道应力集中区域的快速定性检测。(图8,参30)

关键词：管道应变应力检测磁记忆磁-力学关系

油气管道工程用X80三通优化设计及增材制造技术

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油气储运 2024年第7期43卷 787-795页

作者：田野国家管网集团西部管道有限责任公司

【目的】传统热挤压三通制造工艺复杂,组织性能与质量水平不稳定,容易出现三通本体强度或韧性不满足标准要求等问题,严重制约油气管道的安全平稳运行,因此亟需对三通的性能提升与质量控制方法开展研究。【方法】通过对油气管道工程用X8... 详细信息

【目的】传统热挤压三通制造工艺复杂,组织性能与质量水平不稳定,容易出现三通本体强度或韧性不满足标准要求等问题,严重制约油气管道的安全平稳运行,因此亟需对三通的性能提升与质量控制方法开展研究。【方法】通过对油气管道工程用X80钢级、直径1219 mm等径三通的结构进行优化设计与安全性评价,改善局部应力集中的问题。采用京雷焊丝与电弧增材技术实现了等径三通的增材制造,对产品开展微观组织、力学性能、缺陷与残余应力测试,并对等径增材三通及其环焊缝进行耐压试验与往复循环压力波动试验。【结果】在控制总质量的前提下,优化改进三通结构后,设计压力下三通所受最大应力降低了38 MPa,三通主管连接区域应力降低约50%。增材制造的X80三通力学性能稳定,各部位、方向心部与表面的性能及组织均匀,强度、韧性各向异性小,无厚度效应。相控阵超声与常规超声适用于增材制造三通的缺陷检测,整体热处理可显著降低增材制造三通生产过程中的残余应力。【结论】X80增材制造三通及其连接环焊缝性能远高于同钢级热挤压三通,整体可承受的最大压力超过57.5 MPa,焊接短节爆破裂纹扩展至增材三通管件肩部后停止,具有良好的韧性与止裂能力。增材制造技术提高了三通的安全性与稳定性,为低温服役环境等特殊场景适用的三通设计与制造提供了新的思路与方法。

关键词：油气管道高强度三通增材制造 X80钢

钠基膨润土防水毯对包裹埋地管道阴极保护的影响

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腐蚀与防护 2024年第10期 111-115页

作者：李振军国家管网集团西部管道有限责任公司

针刺覆膜法钠基膨润土防水毯具有永久性的防水效果,可减少油气泄漏对环境造成的污染,常应用于穿越环境保护区的管道,但其对所包裹管道的阴极保护影响尚不明确。开展了不同包裹形式下防水毯对管道阴极保护影响的模拟试验,并进行实际应用... 详细信息

针刺覆膜法钠基膨润土防水毯具有永久性的防水效果,可减少油气泄漏对环境造成的污染,常应用于穿越环境保护区的管道,但其对所包裹管道的阴极保护影响尚不明确。开展了不同包裹形式下防水毯对管道阴极保护影响的模拟试验,并进行实际应用与效果检测,根据检测结果,分析了防水毯对其包裹管道阴极保护屏蔽的关键影响因素。结果表明:防水毯面电阻率很高,为9.1×10～5Ω·m2,绝缘性强;防渗垫开口结构不存在阴极保护屏蔽,可为防水毯包裹埋地管道阴极保护提供参考。

关键词：钠基膨润土防水毯埋地管道阴极保护

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煤矸石浆体充填技术应用与展望

煤炭科学技术 2024年第4期52卷 93-104页

作者：朱磊古文哲袁超峰刘成勇潘浩宋天奇盛奉天中煤能源研究院有限责任公司陕西西安710054 中煤西安设计工程有限责任公司陕西西安710054 中国矿业大学(北京)能源与矿业学院北京100083 中煤(鄂尔多斯市)能源科技有限责任公司内蒙古鄂尔多斯017000

为实现煤矸石原位、绿色和规模化处置,煤矸石浆体充填技术作为新兴充填技术近年来得到了快速发展与应用。论文系统回顾和总结了煤矸石浆体充填技术框架提出、浆体充填理论体系形成、工程示范应用及技术迭代创新等不同阶段下浆体充填标... 详细信息

为实现煤矸石原位、绿色和规模化处置,煤矸石浆体充填技术作为新兴充填技术近年来得到了快速发展与应用。论文系统回顾和总结了煤矸石浆体充填技术框架提出、浆体充填理论体系形成、工程示范应用及技术迭代创新等不同阶段下浆体充填标志性成果与关键工艺技术,形成了高位注浆、低位灌浆和邻位注浆3种充填方式,建立了煤矸石浆体采空区垮落带流动的“介入理论”和浆体管道输送的“三度一场”理论,成功开展了国内外首套煤矸石井下浆体充填和地面制浆+井下邻位注浆充填示范工程;阐述了煤矸石浆体充填技术体系,围绕煤矸石浆体充填过程中的煤矸石破碎、成品矸石粉料加水制浆、制备浆体泵送和井下目标区域充填等工艺流程,探讨了煤矸石高效分级破碎、浆体精准制备、浆体管道输送和末端充填等关键技术核心问题,分析了破碎设备、筛分设备、计量设备、搅拌设备和泵送设备等关键设备技术原理与应用场景;以张家峁煤矿小空间、多设备、高能力的煤矸石浆体充填需求为工程背景,创新研发设计了煤矸石浆体充填地面制浆、管道输送、井下充填和智能控制等不同系统的布置,年充填矸石量可达55.4万t,形成了煤矸石浆体充填工程示范,实现了矿井矸石零排放和绿色处置,树立了良好的地区示范效应;未来煤矸石浆体充填技术将围绕设备小型轻量化、系统高度集成化、技术迭代创新化等方向进一步研究发展,为构建煤矿绿色开采技术体系、实现国家“双碳”目标提供技术支撑。

关键词：煤矸石浆体充填煤矸石高级分级破碎绿色开采 “双碳”目标

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工作面顶板超前预裂应力阻隔护巷机理

中国矿业大学学报 2024年第2期53卷 264-276页

作者：杨敬轩张瑞卢硕孙兴平陈建本中国矿业大学矿业工程学院江苏徐州221116 淮南矿业(集团)有限责任公司顾桥煤矿安徽淮南232033

为了改善顾桥煤矿大采深和工作面采动影响引起的煤岩高应力环境,保证工作面停采后系统巷道的安全留设,以矿井1311(1)工作面停采后的系统巷道保护为目标,采用理论分析和现场实践实测方法,探索工作面顶板超前预裂应力阻隔护巷机理.研究表... 详细信息

为了改善顾桥煤矿大采深和工作面采动影响引起的煤岩高应力环境,保证工作面停采后系统巷道的安全留设,以矿井1311(1)工作面停采后的系统巷道保护为目标,采用理论分析和现场实践实测方法,探索工作面顶板超前预裂应力阻隔护巷机理.研究表明:覆岩悬板作用是停采工作面煤岩高应力显现的主要力源组成;通过建立停采工作面覆岩结构力学模型,采用等效应力指标较好地反映了煤层高应力承载特征,揭示了悬板作用下的覆岩应力传递机制,明确覆岩悬板是诱发煤岩高应力的敏感因素,煤层开采扰动范围内的悬板必须及时切断,阻断高应力传载路径;通过合理确定覆岩控制目标层高度,提出利用工作面顺槽联巷爆破切顶阻断高应力传递的卸压思路,给出了重型药柱深孔爆破工艺参数,顶板平面致裂及卸压效果显著.

关键词：顶板预裂切顶卸压应力阻隔爆破切顶等效应力

西部黄金行业的“领头羊”——内蒙古包头鑫达黄金矿业有限责任公司绿色矿山创建纪实

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西部资源 2012年第5期 17-19页

作者：和琼杨鹏宇李伟《西部资源》编辑部

说到包头，很多人只知道它是“草原钢城”，是内蒙古最大的工业城市，是我因重要的钢铁企业，机械制造业的重镇，然而在这里，还盛开着中国矿山冶炼行业的另一朵奇葩——内蒙古包头鑫达黄金矿业有限责任公司。它是内蒙古西部黄金行业的... 详细信息

说到包头，很多人只知道它是“草原钢城”，是内蒙古最大的工业城市，是我因重要的钢铁企业，机械制造业的重镇，然而在这里，还盛开着中国矿山冶炼行业的另一朵奇葩——内蒙古包头鑫达黄金矿业有限责任公司。它是内蒙古西部黄金行业的领头羊，也是中国黄金集团下属企业中的佼佼者。

关键词：内蒙古西部黄金矿业冶炼行业绿色矿山包头责任钢铁企业羊