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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
中远红外波段光场局域化和剪裁
提出采用规则几何纳米结构和掺杂来实现光场在纳米尺度上的精确局域化和调控，实现了单层石墨烯规则几何纳米结构剪裁中红外电磁场在单原子二维平面的局域分布、波长与强度调控。通过构建单层石墨烯规则几何纳米结构，利用边界对表面等离激元波的反射，形成多重干涉效应，实现了对10.7 μm入射波的光场局域化，并且通过纳米结构的几何形状调控其空间分布，结果以封面文章发表在Light: Science & Applications 2017, 6, e17057上。另外，通过对单层石墨烯进行硝酸根化学掺杂，实现了单层石墨烯表面等离激元强度提高了约2倍、波长由150 nm提高到了280 nm还发现了二维层状范德华α-MoO3晶体的中红外双曲声子极化激元效应，将声子极化激元体系推广至半导体。二维层状α-MoO3晶体具有丰富的光学声子模式，该研究揭示了它们能够与中红外电磁场进行有效地耦合激发声子极化激元，从而实现二维平面上高度的电磁场局域。另外，该研究利用α-MoO3晶体较大的层间间距，通过金属离子插层的方法，实现了对其声子极化激元的传播调制以及“关闭”
中山大学
2021-04-13
配流冷却机构及具有该配流冷却机构的斜盘压缩机
本发明公开了一种配流冷却机构，包括依次相连接的进气阀片、 阀板、出气阀片、导流片及冷媒片。所述进气阀片开设有第一通槽、 第二通槽、第三通槽及第四通槽，所述第一通槽、所述第三通槽、所 述第二通槽及所述第四通槽绕所述进气阀片的中心轴均匀排布;所述 第一通槽、所述第二通槽、所述第三通槽及所述第四通槽内分别设置 有一级进气舌簧片、二级进气舌簧片、三级进气舌簧片及四级进气舌 簧片，所述一级进气舌簧片、所述二级进气舌簧片、所述三级进气舌簧片及所述四级进气舌簧片分别通过弹性变形或者恢复弹性变形，以 控制进入斜盘压
华中科技大学
2021-04-14
冷冻高速离心机,台式冷冻离心机,高速冷冻离心机
产品详细介绍
珠海黑马医学仪器有限公司
2021-08-23
浸没循环撞击流反应器
本实用新型的目的是克服上述装置的不足，提供一种能够创造良好的微观混合条件、使反应及反应-沉淀和结晶等过程有效地进行，保证物料有足够的停留时间、能适应各种反应体系要求，可以间歇、也可以连续操作，并能提供反应所需换热等条件的反应技术装备。 除具备传统搅拌反应釜的一切功能外，本反应器还具有极佳的微观混合性质和全混流—无混合流串联循环的特殊流动结构，适合于在分子尺度上进行的液相或以液体为连续相的过程，特别是化学反应—沉淀法制取超细粉体；撞击流面附近产生波动现象还有利于促进动力学，消除微观混合不良对过程速度的限制。在沉淀法制白炭黑、纳米TiO2、纳米铜粉等所有制备工艺实验中，该反应器都显示出优越性能—制得产品比传统搅拌反应釜产品更细、分布更窄；该反应器中结晶成长速度比比传统装置中更快。是搅拌反应釜理想的更新换代产品。已完成不同规格工业反应器的机械设计。
武汉工程大学
2021-04-11
立式循环撞击流反应器
对于在液相和液固相体系中进行的反应以及反应-沉淀和结晶等过程，反应器中的混合状况，尤其是分子尺度上的混合即微观混合有重要影响。工业上广泛用于这类过程的传统装置是搅拌槽反应器(简记为STR)。这种反应器通常是在一个高度与直径大致相等的容器中，依靠转动的单层或多层搅拌桨带动流体旋转运动，使流团之间和液固相之间产生相对运动，从而发生混合。由于这种方式产生的流团间和液－固相间相对运动不够剧烈，混合、尤其是微观混合状况不理想，因而液相和液固相中进行的上述过程效率不够高；同时，旋转引起的离心力使得搅拌桨输入的机械能大部分消耗在流体与器壁碰撞上，能量利用率也不高。化学工程研究室伍沅研发了一种“浸没循环撞击流反应器”，已获得专利(ZL00 2 30326.4)。该反应器具有下列重要特性和优点： (1)全混流－无混合流串联循环的特殊流动结构； (2)撞击流微观混合强烈； (3)通过循环的安排，可以根据需要任意设置反应时间，适应大多数反应体系的要求； (4)可以间歇、也可以连续操作； (5)可以提供换热条件。 它在制取超细粉体等应用中已显示出优越的性能；还具有动力消耗低的优点。然而，该反应器在工业应用方面也存在一定的局限性。主要问题是反应器侧壁形状有相当大的一部分平面，受力情况比较苛刻。当用于在加压或真空下进行的过程时，器壁势必做得很厚，大大增加设备重量、材料消耗和投资。本实用新型的目的是克服上述不足，通过改变结构、提供一种既能保持浸没循环撞击流反应器的优点和性能，又便于设计和制造成能在受压条件下工作的反应技术装备。它是浸没循环撞击流反应器(ZL00230326.4)的改进型。由卧式改为立式圆筒形结构，消除了所有平面壁，从而更容易制造加压反应器。其它性质和功能与前者相同。 销售专利售反应器，也可转让专利权或入股联合经营企业。
武汉工程大学
2021-04-11
关于自旋超流基态的研究
研究小组首先利用激光分子束外延技术生长了具有原子级别平整度的反铁磁Cr2O3薄膜，是电荷的绝缘体。采用非局域自旋输运的技术，用热方法在铂电极和Cr2O3薄膜界面注入自旋流、产生自旋压，在另外一个铂电极处利用铂的自旋霍尔效应测量自旋流的输运（图A）。实验数据显示在低温下自旋输信号出现饱和现象，对应着自旋导的饱和，也就是零自旋阻效应；即自旋超流基态的最重要基本性质之一（图B）。在此基础上，该研究小组又系统研究了不同自旋输运距离下自旋超流的输运现象，证明了自旋在该自旋超流基态可以进行长距离的输运，并且其随输运距离的关系与自旋超流态输运理论预言一致（图C）。该工作是是自旋超导态领域研究的一项重大突破，势必推动自旋超导态的快速发展，为研究基于自旋玻色子的玻色爱因斯坦凝聚的基础物理研究提供了实验平台，并为新型量子自旋器件，如自旋流约瑟夫森结等，奠定了实验基础。图：自旋超流基态的重要实验证据。（A）非局域自旋输运测量示意图。用热方法在左边铂电极和Cr2O3薄膜界面注入自旋流，在右边铂电极处利用铂的自旋霍尔效应测量自旋流的输运。（B）自低温下自旋输信号出现饱和现象，反映出自旋超流基态的零自旋阻效应。（C）自旋信号随其随输运距离的关系与自旋超流态输运理论预言一致。
北京大学
2021-04-11
新型高效潜水推流曝气机
该装置工作原理不同于已有产品，具有推流和曝气双重作用，利用叶轮的高速旋转，在叶轮前端形成一定负压吸入空气，形成汽水混合物后在叶轮的强大推力下喷出，采用旋转蜗壳喷水装置，涡壳在水流反作用力下可以做 360 度旋转，极大地提高曝气面积。该装置的特点是：使用独特的高效无堵塞推流曝气叶轮，提高了效率；采用水力自旋转蜗壳喷水装置，提高了服务面积；结构紧凑，安装维护方便。
扬州大学
2021-04-14
挑流-射流联合消能系统
挑流-射流联合消能系统利用下泄的高速水流冲击溢流堰上叶轮转动，通过变速器加速发电机旋转发电，为置于水垫塘中的增压泵供电，增压泵的矩形出水口向上喷射出的面状水流与溢流坝面挑射后下泄的面状水流在空中碰撞消能，冲击叶轮过程进行底坎消能，在完成底坎消能和对冲消能后，余能将在水垫塘得到进一下的消减。
安徽理工大学
2021-04-13
1000fpsCMOS高速相机系统
一、主要功能和应用领域 高速相机可在触发后1000μs（1000fps）时间内完成曝光、读出及远程传输，远控距离2km，图像有效像素数800×800；在图像数据未完成传输发生异常中断时，远端接收到的数据有效且可组成部分图像。该系统可广泛用于各种恶劣环境、人工无法到达或无法现场实施操作的情况下，实现实时图像的高速采集与同步远程传输。 二、特色及先进性 完全具有自主知识产权，目前还未见国内外有同样产品生产的报道。 三、系统技术指标： 器件传感器：LUX13HS；工作温度：0？C—45？C；图像阵列： 800×800；像元大小：13.7um*13.7um；图像数据位数：10位； 固定背景噪声：1%；动态范围：光动态范围不低于300；器件光量子效率：不低于20%@550nm；像素坏点数量：不大于0.01%；像素次点数量：不大于0.1%；光学耦合方式：图像传感器使用纤维面板/光锥输入窗；触发输入接口：两路信号触发，逻辑关系为“或”，即两路中任何一路信号达到触发阈可确保触发：触发阈：+4V，使用前沿触发方式，脉宽大于10ns；触发时间抖动：小于100ns。“回避时间”：在0~500μs范围内由终端软件设置，时间精度100ns； “积分时间”：在5μs~100s范围内由终端软件设置，时间精度100ns；“固有延时”：相机固有延时小于100ns，即在“回避时间”设置为0条件下，相机从接收触发信号至开始曝光的时间间隔小于100ns； “读出时间”：不大于1000μs；信号传输：光纤，传输距离大于2Km，即时传输，终端存储。 三、能为产业解决的关键问题和实施后可取得的效果 随着人类科学技术的发展，在对地下、地面、空中、海洋的许多探索与资源开发处理的需求日益增加，前端的图像数据的高速采集与同步远程传输已经凸显出了越来越重要的地位，所以本系统的应用范围可以涵盖海、陆、空、天。 本产品可以实现产业化。作为系统，其单体价值较高，目前本系统一套价格为人民币35万元
电子科技大学
2021-04-10