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锅炉炉膛温度场声学可视化技术
成果介绍
成果名称：锅炉炉膛温度场声学可视化技术
成果参与单位：华北电力大学
成果完成人：沈国清
炉内温度场的分布是反映燃烧过程的重要参数，直接影响到锅炉的安全性和经济性。炉膛温度作为反应炉膛内部燃烧情况最直接、最及时、最重要的参数，是燃煤锅炉安全高效环保运行最主要的控制参数，是垃圾焚烧炉二噁英排放最主要的控制手段，是SNCR优化最直接的运行依据，是钢铁、冶炼等工艺环节提高成品率最关键的控制参数。
由于炉膛处于高温、高尘、超大空间、湍流等复杂恶劣的测量环境，接触式测量技术不断出现结焦、温度漂移、短时间内烧毁等问题，更换频繁、维护工作量大。常规接触式测量技术难以在炉膛高温测量上持久应用，以致炉膛温度测量难以实现连续准确实时监测，燃烧调整赖以依靠的炉膛温度参数处于“缺失”状态，炉膛燃烧成为了运行调整的“黑匣子”。现有的垃圾焚烧炉脱硝普遍采用SNCR脱硝工艺，没有精确的温度窗口检测手段，喷氨调节无温度场分布数据依据，脱硝效率低，氨逃逸量高。
温度场声学可视化技术作为一种非接触式测量方法，对测量环境要求不苛刻，能直观、及时的反应炉内温度场分布，实现炉内高温、多尘、湍流等恶劣环境下的实时在线测量，也可以为喷氨调整提供最直接的温度窗数据，提高脱硝效率，减少氨逃逸量。
创新点
能够给出实时的二维温度场信息，包括区域温度图、等温线图和三维温度立体图，运行稳定可靠。便于运行人员及时判断温度分布和火焰中心是否偏移，防止水冷壁局部过热超温。通过使用该技术，为机组的燃烧优化调整提供了参考，降低煤耗，节省燃料成本；延长面命，节省换管费用；减少锅炉NOx排放，节省脱硝成本。
市场前景
自主研发的声学测温系统性能价格比优于国外同类系统。系统价格仅为国外同类产品的一半，系统的测量精度、温度场分辨率、稳定性等性能指标均优于采用国外产品和技术。在系统软硬件升级、备品备件供应、售后服务与人员培训等方面具有明显的优势与市场竞争力。
应用案例
获奖情况
华北电力大学
2023-07-13
高温高压自然循环干熄焦余热锅炉
干熄焦技术是近年来黑色冶金焦化行业迅速发展的节能与环保新型技术，具有较好的社会效益和经济效益，各国有关企业都竞相采用。干熄焦余热锅炉作为干熄焦装置系统中重要的余热回收装置，起到了熄焦工艺中节能减排等关键作用。可回收利用红焦显热的83％左右，使炼焦过程的热效率提高10个百分点以上。可降低红焦与水接触（湿法熄焦）产生大量的酚、氧化物和硫化物等有害物质，阻止环境污染等重要作用。同时，干熄焦技术可省去因湿法熄焦每吨红焦而需耗水0.5吨，节约了大量的水资源。干法熄焦改善了焦炭的物理、化学和机械性能，由于焦炭质量的提高，炼铁生产中矿焦比降低了2％～2.5%，生产效率提高1%～2%。干熄焦技术具有节能、环保、提高焦炭质量的三重效益。 推广应用干熄焦技术是实现焦化、冶金工业节能降耗和环境保护的重要措施。随着干熄焦焦炉的大型化发展，对余热锅炉提出了新的要求，高参数、大容量将是干熄焦余热锅炉发展的必然趋势。我们开发的干熄焦余热锅炉如图 该干熄焦锅炉，在其性能指标上完全达到日本新日铁公司同类产品水平。 ①适当地提高了锅炉的烟气流速，有利于提高锅炉的换热效果，采用对第二级过热器上的前四排管子采用超声速喷涂Ni－Cr合金技术，其防磨性能比日本干熄焦锅炉更为可靠。 ②为锅炉设计了专用的炉墙的密封结构，其设计比日本干熄焦锅炉更为合理。 ③为了避免锅炉热膨胀性，锅炉本体采用悬吊形式，其结构比日本干熄焦锅炉更为科学。 ④采用全水平式蒸发器结构，其结构紧凑，安装维护简便。
上海理工大学
2021-04-13
HDE8031-2-2-0-600智能锅炉液位计
产品详细介绍 HDE8031-2-2-0-600智能锅炉液位计 HDE8031/2系列智能锅炉液位计 HDE8031/2系列智能锅炉汽包液位计，是基于电容测量原理的液位计。它采用断层扫描技术，通过测量分析测量筒内的液态、气态介质的介电常数、补偿温度、压力等变化带来的影响。经过微处理器运算处理后输出符合工业标准的4-20mA电流信号，也可输出RS485数字信号供给使用。。 HDE8031主要应用于火力发电站、炼钢厂钢厂等亚临界压力锅炉汽包上。 HDE8032主要用于余热发电等高温、中压锅炉汽包上。 锅炉液位计主要技术指标： ●工作电压：最大：28V 最小：20V ●电 流 环：两线制4.00mA ～ 20.00mA（±2.5%）●防爆等级：ExiaIICT6 ●防爆参数：Ui=30V,Ii=100mA,Pi=0.75W,Ci=100pF,Li=10uH ●工作压力：HDE8031 20MPa max HDE8032 6.5MPa max ●测量范围：1500mm ●测量周期：0.1秒 ●环境温度：-40℃～65℃ ●介质温度：HDE8031 600℃ max HDE8032 450℃ max ●防护等级: IP65 联系人：崔经理 手机：13598007836 电话：0371-53735520 QQ:1043256882 邮箱：hongdaerck@126.com 网址：www.hdekj.com
郑州宏达尔测控科技有限公司
2021-08-23
智能无人系统的控制理论与方法
智能无人系统能自主的完成复杂任务，具有自主性、智能性、协同性等特征，覆盖了智能机器人、智能无人机、无人驾驶、群体智能等领域，是人工智能的主要研究方向之一。贺威教授团队长期致力于智能无人系统的控制理论与方法研究。本次申请吴文俊人工智能自然科学奖项的项目成果研究历时六年，针对柔性无人系统的高精度控制、具有多约束条件的智能控制和不确定系统的自适应控制三个方面展开了深入地研究与探索，提出了智能无人系统基于偏微分方程的建模方法和边界控制方法、基于神经网络的智能控制方法以及基于状态和输出反馈的自适应控制方法，推动了智能无人系统控制理论与方法的发展。本项目的20篇主要代表性论文均发表在IEEE汇刊及Automatica等本学科著名期刊上，SCI他引1705次，其中15篇入选ESI高被引论文。8篇代表性论文，SCI他引923次，全部入选ESI高被引论文，其中4篇SCI他引超100次，单篇最高SCI他引318次。
北京科技大学
2021-04-10
智能无人系统的控制理论与方法
智能无人系统能自主的完成复杂任务，具有自主性、智能性、协同性等特征，覆盖了智能机器人、智能无人机、无人驾驶、群体智能等领域，是人工智能的主要研究方向之一。贺威教授团队长期致力于智能无人系统的控制理论与方法研究。本次申请吴文俊人工智能自然科学奖项的项目成果研究历时六年，针对柔性无人系统的高精度控制、具有多约束条件的智能控制和不确定系统的自适应控制三个方面展开了深入地研究与探索，提出了智能无人系统基于偏微分方程的建模方法和边界控制方法、基于神经网络的智能控制方法以及基于状态和输出反馈的自适应控制方法，推动了智能无人系统控制理论与方法的发展。本项目的20篇主要代表性论文均发表在IEEE汇刊及Automatica等本学科著名期刊上，SCI他引1705次，其中15篇入选ESI高被引论文。8篇代表性论文，SCI他引923次，全部入选ESI高被引论文，其中4篇SCI他引超100次，单篇最高SCI他引318次。
北京科技大学
2021-04-10
一种张力控制方法及装置
本专利涉及工业领域中转矩或张力控制系统，尤其是一种采用永磁同步伺服电机来控制系统张力的控制方法及装置，属于工业技术领域。 本发明是通过以下技术方案实现的： 采用变频器控制异步电动机来驱动收卷辊，并拖动开卷辊运行，其特征在于采用永磁同步伺服电机来控制开卷辊，通过控制该永磁同步伺服电机的转矩来实现系统张力控制，同时将所述永磁同步伺服电机因收卷辊的驱动电机拖动运行而产生的电能回馈给电网。 本发明相对于现有技术具有以下优点： 1、采用永磁同步伺服电机来控制开卷辊，通过控制该永磁同步伺服电机的转矩来实现张力控制，负载转矩和系统张力的控制精度。 2、将永磁同步伺服电机因被收卷辊的驱动电机拖动运行而产生的电能回馈给电网，实现了节能，也省掉了现有技术中的冷却系统，降低了装置成本。 3、本发明将永磁同步伺服电机因被收卷辊的驱动电机拖动运行而产生的电能回馈给电网，通过测量电网电压的相位，可完成逆变电流的有功和无功分量的分解，可以实现预期的功率因数。
南京工程学院
2021-04-13
一种芯片拾放控制方法
本发明提供了一种芯片拾放控制方法, 芯片以第一速度 V1 下降到速度切换位置,对其直接减速至第二速度 V2,再以第二速度 V2 下降至芯片待拾取或贴装处，完成芯片拾取或贴装，芯片在下将过程中从高速直接转至低速,减小了减速过程的冲击力，有效完成芯片拾取或贴装。
华中科技大学
2021-04-14
一种层流冷却温度控制方法
本发明公开了一种层流冷却温度控制方法，具体为：首先，通过建立子目标温度模型，并结合 GPC-PID 方法，获得子目标 PID 控制器参数，包括比例系数 kP，积分系数 kI 和微分系数 kD，从而完成子目标 PID 控制器的确定；然后，通过确定的子目标 PID 控制器对层流冷却温度进行控制。本发明通过建立子目标温度模型将钢板层流冷却全过程温度的控制，转化为多段曲线拟合的形式，分段进行控制。基于本发明对钢板层流冷却温度
华中科技大学
2021-04-14
电供暖智能控制系统
技术成熟度：技术突破
本成套设备，以电供暖的各个电暖气为控制对象，以建筑内不同房间不同区域的取暖温度为控制参数，自下而上，组成了由单片机现场控制器（控制室单独使用PLC控制器）、PLC中间层算法控制器、工控机为上位机构成监控界面的DCS控制系统，从而实现分散控制集中管理的控制系统。此系统的目的在于替换传统水暖系统，利用合理科学的软件算法，实现节能、环保、减排的效果。设备兼具教学、实验、科研及实用的功能。
成果技术特点：本套装置由四个单片机组成现场控制器，一个PLC组成的控制室控制器，与中间层面的S7-300PLC控制系统，以及顶层监控层的工控机装置，统一安装到了一个整体的平台上。此平台便于实地集中实验、研究，也有利于集中编程与项目演示。
图1 设备实物图
图2 为智能控制系统电脑操作界面
吉林建筑科技学院
2025-05-19
永磁同步电机无差拍直接转矩控制系统及控制方法
本发明公开了一种永磁同步电机无差拍直接转矩控制系统及控制方法，解决了永磁同步电机采用传统矢量控制或直接转矩控制分别带来的转矩响应较慢和转矩纹波较大的问题。本发明方法根据永磁同步电机电压、电流、磁链、电磁转矩的关系，在离散状态下利用数值积分原理构造了一种状态观测器，同时引入ＰＩ调节器消除观测误差，实现了对下一控制周期系统状态的准确预测，基于该观测器建立永磁同步电机无差拍直接转矩控制系统，在保持转矩响应快的同时减小了转矩纹波，提高了永磁同步电机运行性能。
东南大学
2021-04-11