摘要：利用有限元分析软件ANSYS对CPC高速钢轧辊连续铸造温度场进行数值模拟。通过优化设计运算,得到能够满足熔合条件的加热设备的功率等参数。模拟结果表明,外层金属的凝固顺序是由下至上、由内层和外部同时向中心凝固的;辊芯熔合界面附近的外层金属先后经历了凝固、熔化、再凝固的过程。

摘要：当前环境法规日益严格,炼厂为提高产品质量需要深化加氢处理深度,但会显著增加氢气消耗。此外,当加氢装置处理量调整以及原油切换引起杂质含量波动时,加氢装置工况将会产生偏移,若不及时对新工况下的氢气使用进行优化,可能导致产品质量下降或造成氢气浪费。针对于此,提出耦合加氢装置优化的多周期氢网络集成方法。该方法第一阶段通过使用加氢精制装置操作参数优化模型获得不同场景下各装置的最佳操作参数,第二阶段综合多个优化后的操作场景集成氢网络。通过实例计算表明,基于所提出的优化方法能获得满足不同场景下的加氢精制装置的加氢需求、以更低的成本获得合格产品的氢气网络运行策略。

摘要：车载牵引变压器是动车组单体最重的电气设备,其轻量化有助于动车组节能降耗与运输效率提升。现有车载牵引变压器均为油浸式,干式变压器是其轻量化的主要方案,但目前干式变压器采用的环氧树脂绝缘易开裂、散热无法满足要求。为此,以具有良好力学性能的硅橡胶为基体材料,首先通过温升分析研究绝缘材料热导率需求,然后制备样品开展实验,以电学性能和力学性能为约束条件研究绝缘材料导热性能改进方法,进而研究车载牵引变压器轻量化设计方法,最后依据研制的绝缘材料与轻量化设计方法,设计并研制了一台容量为250 kVA的小型轻量化车载牵引变压器样机。结果表明:制备的高导热硅橡胶复合绝缘材料性能满足干式车载变压器对绝缘和力学性能的要求;研制的小型变压器样机质量为780 kg,相比同容量油浸式车载牵引变压器质量减少了46.2%,经试验测试得在额定条件下样机的热点温度值为167.68℃,满足车载牵引变压器运行需求。

摘要：采用一种针对有机化合物提出的类语言分子描述符对哈佛清洁能源项目数据库(CEPDB)中29000个有机太阳能电池供体分子进行描述,分子将基于最近邻子图理论被分解成片段(词),并利用广度优先搜索算法将片段排列成一定的序列(句子),在每个片段的信息被嵌入一个数值向量后,每个分子可表示为一个信息矩阵。在此基础上,通过一个深层神经网络提取嵌入信息,并与对应材料的光电转换效率(PCE)关联,获得了决定系数(R2)为0.97、均方误差(MSE)为0.16的预测结果。与现有方法的比较表明该方法在精度上具有竞争力。在建模过程中引入注意力机制,识别出了几个对PCE值具有决定性意义的分子片段,可为有机光伏材料的逆向设计提供指导信息。

摘要：铁芯损耗计算是节能型变压器优化设计阶段重点关注的内容。现有的分析方法往往只考虑了铁芯内涡流本身的去磁效应,而未顾及各个层级边界磁通密度分级的情况。对于大型卷铁芯,这种差异带来的电磁计算误差不可忽略。因此,需要增加对各级硅钢片边界磁通密度不均匀分布性质的讨论,以更好地服务于损耗计算。考虑了硅钢片晶粒取向、绝缘涂层的导磁性能,严格按照卷铁芯卷片分级构建了磁路网络,通过合理的近似方案得到了不同层级边界磁通密度的解析表达式,结合卷片数各异的有限元分析明确了截面边界磁通密度非均匀分布的演变规律,以此为标准,验证了所提分级磁路模型的有效性。最后,将磁路模型引入到实际节能型自耦变压器铁芯损耗的计算,对经典公式包含的磁通密度参数进行修正,并与空载损耗的测量值进行了对比,结果表明,参数优化后的损耗公式具有更高的计算精度,平均误差低于5%。

摘要：己烷异构体中双支链异构体的分离可以提高汽油的辛烷值从而减少发动机的爆震现象。针对传统的蒸馏方法耗能高和新型吸附剂金属有机框架成本高、工作能力低、稳定性差的缺点,采用高通量计算筛选方法研究了688种共价有机框架(COFs)对己烷异构体的分离性能。首先计算了所有COF的几何结构描述符,通过限制孔径(PLD)6.2~15A的范围筛选出209个可容纳所有己烷异构体的COF,再利用巨正则Monte Carlo(GCMC)方法模拟433 K下上述COF对己烷异构体的吸附解吸过程。对再生能力R>80%且吸附性能分值(APS)最高的COF进行排序,筛选出具有最高APS值的COF-DL2292-fold,APS值为23.36 mol/kg,R为99.38%。分析了6个几何结构描述符与APS的相关性,发现对于COF来说较高的孔隙率(VF)、较高的孔隙体积(PV)、较低的密度(ρ)可提高COF的APS值。最后基于PV、VF、ρ利用决策树算法设计出高APS值COF的筛选路径,研究工作对今后设计用于己烷异构体吸附分离的COF具有一定的指导意义。

摘要：当前炼油企业氢气需求持续增长,导致炼厂成本及生产过程温室气体排放增加,炼油企业通过增设轻烃回收单元对氢气和轻烃组分进行回收利用,能有效缓解这一现状。因此,在氢气网络优化中有必要考虑轻烃回收单元。本研究提出了一种集成轻烃回收单元的氢气网络多目标数学规划模型,对轻烃回收单元采用代理模型建模方法,解决了直接嵌入严格机理模型可能导致的高计算成本问题,以总年度费用最小为优化目标,同时将系统的环境影响也纳入优化目标。实例计算表明,所提出的方法能够有效降低氢气网络的年度费用及温室气体排放,并揭示了集成轻烃回收单元的氢气网络经济性能与环境影响之间的权衡关系,为工业应用提供了一定的理论基础。

摘要：新能源的快速发展为电力和化工行业带来了机遇和挑战,一方面,由于可再生能源电力消纳问题导致大量的弃水、弃光等能源浪费;另一方面,以绿氢为原料替代碳基化石能源合成氨,可以极大地减少化工行业的碳排放。因此,利用水力、光伏等可再生能源电解水制氢,为合成氨提供绿色原料,可显著提升可再生能源消纳能力,降低能耗与碳排放,服务国家“碳达峰、碳中和”目标。然而,可再生能源电力电量的波动性难以适配传统合成氨生产过程对平稳性的要求,大规模可再生能源电解水制氢合成氨的设计与运行依然存在诸多挑战,亟需开展系统性研究,以突破适应可再生能源波动特性的大规模电解水制氢合成氨系统的集成与调控关键技术。对此,本文首先讨论了可再生能源电解水制氢合成氨的工艺过程及拓扑结构,包括电解水制氢工段、压缩缓冲工段、化工合成氨工段,进而探讨该系统建设的关键技术体系,包括可再生能源波动条件下的合成氨多稳态工艺优化和柔性调控技术、考虑“电-热-质”耦合的大规模电解水制氢系统的模块化集成和集群动态控制技术、计及可再生能源波动性与化工多稳态特性的“源—网—氢—氨”的全系统协同控制技术、计及电、氢、氨等要素的全方位安全防护与市场运营机制。具体内容有:针对适用于柔性生产的合成氨工艺优化及多工段协同调控技术,在考虑氢储供量与催化剂性能下,综合合成塔、压缩机、气体分离、换热网络等子系统构建合成氨高保真代理模型;提出可再生能源供给和市场需求波动下,充分考虑操作安全性和过程经济性的电解水制氢合成氨各子系统的适配方案与协同控制技术。针对大规模电解水制氢系统模块化集成和集群动态控制技术,基于奇异摄动和代理模型技术研究集群系统多时间尺度时域仿真方法,构建电解集群系统多物理耦合状态空间模型;综合考虑模块启停组合调度、模块间功率分配调度及模块自身灵活调节,计及安全运行区间及电热气接口特性约束,以提高氢产量、提升能量利用效率、改善水光电源消纳和跟踪电网调峰调频指令为目标,构建集群系统多目标分层调度与控制模型。针对氢能参与电网平衡调节的全系统协同控制技术,提出水光互补发电、制氢、储氢、合成氨、储氨多工段间稳态运行特性的多工段间灵活运行方法,以及电解水制氢合成氨系统柔性动态协同控制方法;构建静态等值和参数聚合等方法降维和等值制氢合成氨系统仿真模型,提出源网氢氨协同提升系统安全稳定性的优化控制方法和技术指标;结合电网调频和调峰特性,研究电解水制氢合成氨系统参与电力辅助服务的策略。建设大规模可再生能源电解水制氢合成氨系统,有望提高可再生能源本地消纳率和并网调度友好性,降低化工碳排放,具有显著社会效益和战略意义。

摘要：为了确保特高压工程跨电网、跨区域电能计量的准确可靠,促使发电、输电及用电三方的利益得到明确和保证,解决特高压交流电网中电容式电压互感器(CVT)误差特性的现场校准试验难题,研制了一种特高压标准电压互感器一体化装置。基于工频电压加法原理,采用特殊的罐式结构紧凑化设计思路,将特高压电压互感器标准电压互感器设计成上下两级GIS单元,缩小了装置的体积和重量,以适应特高压互感器现场校验车的装载。通过理论计算确定罐体尺寸及材料,使用电磁场仿真软件对隔离互感器进行3D建模及优化设计。样机的测试结果表明,特高压电压互感器一体化标准电压互感器装置的工频耐受电压为630 kV,准确度等级0.05级,满足特高压现场试验需求。

摘要：新三农产生的土地流转问题形成了大规模的土地,需要农机跨区域作业服务。而跨区域作业问题中,带时间窗的农机调度问题是需要解决的普遍问题。本研究首先构建了农机调度模型,然后设计了初始种群的2级多段编码生成方案,提出了单个染色体指定位置交叉SCCASP(Single Chromosome Crossover At Specific Position)的交叉算法,最后通过大量在一定范围内的随机数据进行的模拟实验比较了基于遗传算法的农机调度ASBOGA(Agricultural Scheduling Based On Genetic Algorithm)和基于优先级的农机调度ASBONP(Agricultural Scheduling Based On Nearest Priority)算法,实验结果表明:当农田数量变化时,ASBOGA比ASBONP的平均费用降低了7.87%;当农机数量变化时,ASBOGA比ASBONP的平均费用降低了11.20%;即ASBOGA优于ASBONP。