有机热载体锅炉在线监测技术研究

本文针对有机热载体锅炉在用检验及油品化验的周期性,无法保证锅炉炉管内壁油品结焦而导致锅炉炉管爆管的危险。通过对炉管管束外壁壁温的计算分析,利用铠装测温仪检测炉管管壁壁温,实现锅炉在线监测。     

综采工作面系统巷道布置对声场分布特性的影响

研究综采工作面系统不同巷道布置的声场分布及噪声积聚规律对矿井噪声防治及个体防护具有重要意义。利用有限元法和射线声学法分别建立综采工作面系统的声场仿真模型，经与现场试验巷道实测结果对比，验证了模型可靠性，进而分析了不同巷道布置类型、采场空间宽度、拐弯角度等参数影响下的声场分布特性。结果表明：近声源区、拐弯巷道及分岔巷道分支起始端口的左右两侧为声能量积聚区域，拐弯角与分岔角对近场声压级无明显影响；在L形巷道结构中各巷道宽度一致时，其内部低频噪声的声压级衰减速率最快，而高频噪声传播不受宽度变化的影响；拐弯巷道及分岔巷道分支内部的声压级衰减幅度随着角度的增大而增大，二者声场分布相似，分岔巷道中声压级衰减速率更快。     

乙烯裂解炉炉管变形及开裂原因分析

某石化公司乙烯装置一炉管发生泄露,造成装置非计划停车,经切割取样后发现炉管不同部位发生蠕胀变形及开裂,该炉管服役5年,还未达到设计寿命。本文通过对比分析炉管变形区及非变形区宏观形貌、金相组织、微观形貌及裂纹、面扫描能谱分析以及腐蚀产物XRD分析等,对其变形及开裂原因进行研究。结果表明,炉管内表面渗碳严重,基体中大量碳铬化合物析出导致基体软化,晶界脆化,高温持久强度降低,炉管内壁结焦会引起局部过热,由于热膨胀系数不同造成蠕胀变形,同时装置频繁开停车产生的热疲劳,促进裂纹的形成与扩展,最终导致开裂。     

低频导波技术在炉管检测中的应用

炉管的两种主要失效形式是开裂和腐蚀减薄。本文通过人工缺陷样管检测实验和现场实验研究探索磁致伸缩超声导波技术在炉管检测中的可行性。结果表明:炉管结焦对导波传播影响很小,应用磁致伸缩超声导波技术检测时,无须对炉管内表面进行处理;磁致伸缩超声导波技术可以准确检出炉管开裂和腐蚀减薄类缺陷,并可进行轴向定位。磁致伸缩超声导波技术应用可使炉管检测更快速和有效。     

基于GSDM-S的高温炉管腐蚀状态在线检测技术

为预测炉管的剩余寿命,研究高温炉管炉管壁和结焦厚度的在线检测技术,在单探头γ射线数字化扫描自动检测技术(GSDM-S)的基础上,开发基于GSDM-S的检测系统,并进行检测系统测试试验,以测试GSDM-S检测系统的精度。结果表明:用GSDM-S检测系统可在线检测炉管管壁和结焦厚度,检测误差好于±0.5 mm,满足GSDM-S检测系统装置设计要求;用基于GSDM-S的技术测得的壁厚结果与用超声方法得到的结果一致。     

红外光声装置检测SF6分解组分光声池参数计算与分析

SF_6电气设备中特征分解组分可表征设备潜伏性故障,现有方法存在不足之处,红外光声光谱法检测特征分解物灵敏度高,光声池参数选定尤为重要。选择圆柱形光声池,采用Matlab软件对其声场分布的简正模式进行了仿真计算,并讨论了光声池几个关键影响因素对光声信号的影响,确定选择纵向光声池,对一阶纵向光声池的共振频率、品质因素、池常数与谐振腔尺寸之间的关系进行仿真计算,获得了优选的光声池谐振腔参数。建立二维谐振腔模型计算,发现声场模式与一阶纵向分布相同,并进一步获得与谐振腔参数匹配的微音器位置和缓冲室参数。采用有限元分析软件对光声池整体进行仿真验证,结果表明,光声池内的声场分布情况与之前的理论分析及仿真一致,计算结果可靠。本文计算结果为研制光声检测装置奠定了坚实的基础。     

车辆声学当量折算系数研究

为在公路交通噪声预测时能同时考虑不同车型和同种车型车辆辐射噪声特性不同对预测结果的影响,提出了车辆声学当量折算系数的计算方法。以单车辐射噪声声压级模型为基础,利用噪声求和公式推导出具有任意速度的任意车型间的声学当量折算系数计算公式;对速度调查结果分析发现,自由流行驶状态下各种车型车辆速度均服从正态分布,利用此特点提出了速度离散化方法;以小型车为折算车型、小型车平均速度为折算速度,利用声学当量折算系数公式计算了哈双高速每种车型不同速度组车辆折算成具有平均速度的小型车当量数。通过该方法将具有不同速度的不同车型车辆折算成一定当量数的具有同一速度的小型车,总交通量被折算成辐射噪声水平相同的小型车当量交通量。     

基于劳动者轨迹的噪声暴露测量方法

为解决职业性噪声暴露测量过程质量控制难、测量不确定度较大的问题，本研究提出一种基于声场分布和劳动者实时定位技术的新型测量方法，通过对噪声作业场所声场分布测量和劳动者轨迹获得噪声暴露值，在解决质量控制缺失的基础上，可消除部分测量不确定度因素，从而最大限度地保证测量结果的可靠性。开发了相应测试装置，结合实际场所测试结果对测量不确定度进行评估。研究结果表明：本测量方法可有效地支持职业性噪声暴露测量，在不确定度控制方面相比现有方法具有优越性，同时该测量方法也为劳动者噪声暴露的日常持续监测提供了技术保障。     

内壁氧化膜超声波检测技术在火力发电行业的应用

介绍了受热面管内壁氧化膜超声波检测技术的基本原理和仪器设备,该技术可对受热面管内壁氧化膜厚度进行快速、准确测量,适用于批量检测。在此基础上,进一步对该项技术在管壁金属层厚度测量、内壁氧化膜动态监测、当量温度计算以及炉管寿命预测方面的具体应用进行了较为详细地阐述和分析。通过检测内壁氧化膜厚度,对高温受热面管的安全状况进行评价、预测其剩余寿命,对于电站锅炉的安全经济运行、指导检验检修方面具有重要作用,在火力发电行业具有良好的应用前景。     

加热炉管漏磁内检测系统研制

加热炉作为石化装置的关键设备之一,保证其炉管正常使用对整套装置的安全运行具有重要意义。然而,由于炉管被弯头封闭为一体,且部分被封装在炉墙内部,不宜在外部进行检测,目前缺乏对炉管进行有效的检测手段。基于此,本文提出将漏磁内检测技术应用于炉管检测,设计了一套漏磁内检测系统,并对其性能进行测试。测试结果表明该内检测系统可检出φ6mm通孔信号,为加热炉管检测提供了一种有效方法。     

高速列车受电弓变截面弓杆及车体仿生表面声学特性仿真研究

高速列车气动噪声主要由结构诱导涡旋及结构表面的流体压力梯度变化形成,针对这2种噪声产生机制,结合DES分离涡模拟方法及Lighthill声比拟理论,计算了受电弓变截面弓杆及仿生表面织构2种气动降噪方式的声学特性,计算结果表明:通过本体结构及表面优化均可有效降低高速列车气动噪声;弓杆截面型式的改变会影响周边压力场的分布特性,进而改变结构自身表面声功率特性,实现降噪的效果;仿生表面织构通过在结构阵列面上形成二次涡群来降低结构表面气动噪声;倒角式横杆、椭圆形臂杆及菱形凹坑表面声学特性优于其他结构型式。     

冬季烟塔合一烟气排放特性及其改善措施研究

针对烟塔合一冷却塔(Natural Draft Dry Cooling Tower,NDDCT)在冬季关闭冷却塔百叶窗时存在烟气排放困难的现象,以及导致冷却塔内污染物浓度大幅升高、进而增加冷却塔内壁腐蚀风险的问题,提出了增加烟囱高度的改善措施,并开展了风洞试验。基于计算流体力学(Computational Fluid Dynamics,CFD)方法建立了烟塔合一数值模型以获得冷却塔内部流场和污染物浓度场的分布特性,模拟对比了春季工况和冬季工况条件下烟塔合一冷却塔内部及出口位置的流场和烟气扩散特性。结果表明,由于百叶窗关闭导致冷却塔的通气量和换热量大幅度下降,冷却塔内部的流场变得杂乱无章,污染物质量分数大大增加。与春季相比,冬季冷却塔内壁污染物最大质量分数增加了1.5倍。随烟囱高度增加,烟气可以凭借其初始动能抵御冷却塔内的湍流冲出塔外,冷却塔内部的烟气扩散情况逐渐改善。定性风洞试验结果较好地验证了数值模拟结果,验证了该方法的可行性。虽然增加烟囱高度会增加施工初期的投资,但该方案能有效降低冷却塔的腐蚀风险,不但节省了后期防腐的投资,而且降低了安全风险。从长远来看,该措施利大于弊。     

试样放置角度与外加辐射强度对可碳化固体表面火蔓延的影响

选取了尺寸为400mm×90mm×3mm质地较为均匀的白木作为研究对象,对不同试样放置角度和不同外加辐射强度作用下的火焰高度、火蔓延速率和失重速率等火蔓延参数进行了测量,以研究试样放置角度和辐射强度对可炭化固体表面火蔓延的作用规律。研究发现,试样表面的火蔓延速率随辐射强度的增加而增加。当角度在负角度范围内时,角度的变化对火蔓延速率的影响不大,当角度在正角度范围内时,火蔓延速率随着角度的增加而迅速上升。试样失重速率随着辐射强度以及试样放置角度的增加而增加。火焰高度会随着外加辐射强度的增加而增加,并与试样失重速率的0.4次方呈正比关系。     

超声驻波场中狭窄通道内游离油滴破碎数值模拟

为探讨超声驻波作用下狭窄通道内游离油滴的变形及运动状态，基于压力声学与水平集两相流耦合物理场建立油滴变形破碎过程的数学模型，利用COMSOL Multiphysics模拟研究驻波声场中不同位置处游离油滴的变形破碎过程，进而讨论声压幅值、频率对油滴破碎行为的影响。结果显示：相较位于波节及波腹处的单个油滴，处于波节和波腹中间位置(y=27 mm)的油滴破碎速度最快，10 ms时已破碎形成多个微小油滴，且破碎所需的临界声压最小(0.9 MPa),同时油滴破碎速度会随着入射波声压幅值的增大而增大。通道内有沙粒影响时，沙粒会对声波产生不规则反射，形成声能量耗散衰减，且波节位置发生偏移，油滴总体破碎速度减慢。此外，超声频率增大会使驻波节点增多，同时超声衰减增大，不利于油滴的破碎。     

高层建筑管道井内烟气运动大涡模拟

采用火灾过程的场模拟理论,以大涡模拟为基础,分析了火灾烟气流动过程的动力学特征;为了验证大涡模拟数值方法的准确性,针对Mercier和Jaluria竖井内的实验工况进行了模拟研究,其模拟结果与试验结果吻合较好,表明大涡模拟可以较好地预测竖井内烟气流动情况;通过设定不同的火灾场景,对不同火源功率和不同几何尺寸条件下管道井内烟气的流动过程进行了数值模拟,其结果给出了不同的几何尺寸和火源功率对管道井内所形成“烟囱效应”的影响情况。笔者的模拟和研究表明:大涡模拟可较准确地预测高层建筑管道井内烟气的流动状态,对高层建筑的防火设计具有指导性作用。     

呼吸式幕墙火灾特性的数值模拟研究

针对呼吸式幕墙存在的消防问题,利用计算流体力学方法对其火灾特性进行了数值模拟,研究了窗槛墙高度、防火挑檐宽度、热通道宽度、外幕墙破碎和室外风速等因素对幕墙通道内烟气流动特性的影响,得出了各因素对烟气蔓延速度、烟羽流温度、幕墙附近温度的影响规律.分析发现,增设防火挑檐、加宽幕墙热通道可降低烟气对上层幕墙的影响,而在0.8 m高的基础上再增加窗槛墙高度并不能起到更好的防火效果;外幕墙破碎后,可将大部分烟气排出到外界空间,对上层幕墙的影响会减弱;室外风速会加速烟气的蔓延,但可降低烟气温度.最后对幕墙的防火对策提出了建议.     

浅谈有机热载体炉的危险因素及对策

近年来,有机热载体炉的应用范围越来越广。然而有机热载体在高温运行状态下容易因氧化或过热而变质,如不及时处理,很容易在锅炉受热面上炭化结焦,造成传热系统的隐患,其不仅影响传热,浪费燃料,而且易烧损炉管,导致爆管或产生裂缝引发泄露,严重影响锅炉的安全经济运行。此文对有机热载体炉在制造安装使用中存在的影响锅炉安全运行的危险因素进行了分析并提出了相应对策。     

城市不同类型高架快速路噪声影响

参照《城市快速路设计规程》(CJJ 129—2009)并用Cadna/A软件对3种类型的城市高架快速路进行声场模拟;对高架类型、道路限速、预测点噪声值三者进行方差分析并评判高架类型对预测点噪声值的影响程度。结果表明,高架声影区只对高度低于高架且与高架距离较近的预测点影响较大,地面道路对1~2层预测点的噪声值影响较大;双层分离式在1~8层表现出更强的噪声污染性,噪声最大值出现在第6层附近,单层分离式及整体式产生的噪声最大值所在楼层数随建筑物与高架之间距离的增大而升高,单层分离式对各楼层的噪声污染程度都较小。高架类型、道路限速对噪声值的影响显著,道路交通量的大小可以改变高架类型及道路限速对于预测点噪声的效应量大小。     

主变室设计对户内式变电站噪声排放影响研究

通过Soundplan软件建模,分析比较了户内式变电站的主变室设计中,不同通风散热设计方式和吸声材料的隔声降噪效果。研究结果表明,采用通风方式三效果最好,可降低噪声10.5~16.6 dB(A),采用声学材料(50 mm)效果最好,可降低噪声9.8~10.4 dB(A)。     

基于声辐射控制的高速铁路低频降噪技术研究

降低声源强度和提升声学材料吸/隔声性能是当前高速铁路噪声控制的主要技术路线。针对高速铁路既有降噪基础设施抑制低频噪声有限的现状,探讨了基于声辐射控制的高速铁路低频降噪技术。通过分析薄膜型复合结构的声振耦合特性,研究了薄膜型声学超材料的声学性能及关键影响参数,并利用声学超材料的相位控制能力,以控制轮轨区域噪声为例,对桥面板进行了声学设计,验证了声辐射控制技术降低铁路噪声的有效性,为后续相关研究提供了新思路。