动力工程影响因子模板(10篇)

导言：作为写作爱好者，不可错过为您精心挑选的10篇动力工程影响因子，它们将为您的写作提供全新的视角，我们衷心期待您的阅读，并希望这些内容能为您提供灵感和参考。

篇1

中图分类号：TM621.2 文献标识码：A 文章编号：1007-3973（2013）005-046-02

1 前言

回转式空气预热器是位于锅炉尾部烟道的低温受热面，相比于管式空气预热器，回转式空预器具有结构紧凑，节省钢材与场地，安装布置方便等优点，因而在大型电站锅炉中被广泛采用。但是由于其结构的特殊性，造成容易发生积灰，过量的积灰将造成传热恶化，增大阻力，严重时会造成受热面堵塞，使锅炉出力下降甚至造成停炉事故。

实践发现，相比于锅炉的其他受热面，回转式空气预热器的运行状况受积灰影响更为明显，而且需要进行更多的吹灰，因此及时的对回转式空气预热器受热面进行吹灰清扫操作，对维持其正常运行是非常重要的。传统的吹灰操作是按照运行规程规定，定时定量进行吹灰，同时，在必要的时候可根据运行人员凭借经验对吹灰频率进行微调。这种吹灰方式主观因素影响大，缺乏可操作性。不适当的吹灰除了会消耗大量的蒸汽，造成热量浪费外，还会损伤受热面，缩短其寿命。因此空预器受热面积灰状态监测对优化吹灰操作是非常有必要的。

监测积灰状态的核心是受热面清洁因子的计算，本文结合空预器的结构特点，建立了清洁因子计算模型，使用某燃煤电站330MW锅炉运行数据进行验证，结果显示该模型能反映空气预热器积灰状态，同时指出了现有吹灰策略存在过吹和吹灰不及时现象。

2 折算压差模型

运行经验表明，空预器吹灰前后烟气温度变化不大，利用传热特性来计算清洁因子难以反映积灰状态。回转式空预器的结构决定了，积灰后，其流通截面变小，烟气流速加快，受热面壁面粗糙度变大，流动阻力增加。因此，通过流动特性计算清洁因子是可行的。

3 模型验证和分析

某330MW燃煤电厂使用两台型号为LAP10320/2300的回转式空气预热器，每台空预器均配有两台吹灰器，一台位于烟气入口（蒸汽），一台位于烟气出口（双介质）。每台吹灰器上均配有半伸缩式吹枪，使用过热蒸汽或过热蒸汽和高压水作为吹灰介质。运行规程规定，每个运行班（6个小时）吹灰两次。

从机组历史数据库中随机抽取一天的数据对模型进行验证，选取该日期前后各5天中计算得到的最小折算压差作为空预器在清洁状态下的折算压差进行清洁因子计算。一天中清洁因子的计算结果见图1，可以发现，在清洁因子较小，即积灰比较严重的时候进行吹灰，清洁因子有较为明显的上升，之后慢慢回落。在清洁因子较大的情况下，回落速度较快，之后随着积灰增加，空预器受热面上的灰被烟气带走的速率增加，飞灰落到受热面上的速率和被带走的速率趋于一致，积灰速率变慢，清洁因子下降趋势减缓，模型计算结果基本符合预期。

研究发现，现有的吹灰策略并不经济，出现了吹灰过多和积灰严重时不及时吹灰现象。从图1可以看出，在1：25和2：54进行的两次吹灰时间间隔过短，此时受热面积灰较少，吹灰效果并不明显；8：22和13：20的两次吹灰则由于吹灰时间间隔较长，受热面上积灰较多，吹灰前后清洁因子有较大的提高，吹灰效果明显，但是空预器长时间工作在积灰严重的工况下，可能从某些方面影响了机组运行的安全性和经济性。

锅炉在运行过程中，受到各种不稳定因素的作用以及热工参数测量设备存在较大测量误差，尽管加入了取平均等滤波处理，计算清洁因子存在小范围的波动和部分异常的变化趋势仍不可避免，需要对模型进一步完善。同时在积灰监测的基础上，如何建立安全经济的吹灰规程也是需要进一步研究的问题。

4 结论

折算压差模型可以帮助运行人员直观地监测回转式空气预热器受热面的积灰状态，指导其进行安全经济的吹灰，避免过吹，造成蒸汽浪费和设备磨损或吹灰不及时，影响设备运行。

篇2

（College of Energy and Power，Shenyang Institute of Engineering，Shenyang 110136，China）

摘要： 总结了汽轮机回热系统常见故障，建立了回热系统典型故障集。在利用模糊规则建立回热系统故障征兆知识库基础上，提出了一种基于支持向量机多分类算法的回热系统故障诊断方法。最后将该方法用于某汽轮机组回热系统故障诊断中，结果表明，该模型能有效的识别回热系统故障。

Abstract： The faults of regenerative heating system are briefly summarized， the typical fault set of regenerative heating system is built. A fault diagnosis model of regenerative heating system based on multi-class support vector machines algorithm is presented. Finally， the faults in a regenerative heating system of a turbine unit are diagnosed with the aid of the presented method， the result of diagnosis shows that it is simple and practical and it can effectively identify the regenerative heating system faults.

关键词 ： 热能动力工程；回热系统；支持向量机；故障诊断

Key words： thermal power engineering；regenerative heating system；support vector machines；fault diagnosis

中图分类号：TK264.1 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2015）18-0061-03

作者简介：张瑞青（1975-），女，山西大同人，硕士，讲师，主要研究方向为电厂节能、性能监测和故障诊断。

0 引言

在现代大型火电厂中，回热系统运行情况的好坏，直接关系到汽轮机的安全经济运行，随着发电厂机组参数的提高，回热系统的运行状况对整个机组的安全性、经济性的影响更加显著，因此，回热系统的故障诊断一直倍受关注。长期以来，回热系统的故障频繁出现，严重地影响了大机组高效率低能耗优越性的正常发挥。因此，如何运用计算机技术，发现回热系统中出现的故障，并相应采取及时措施，降低故障引起的损失，提高电厂的经济性，是当前摆在我们面前的迫切任务之一。支持向量机（Support Vector Machine，SVM）是Vapnik[1]最早提出的一种统计学习方法，这种学习算法目前在大型火电厂热力设备故障诊断中得到了成功的应用[2-3]。本文将该方法用于热力系统故障诊断中，通过建立回热系统典型故障征兆知识库来准确识别电站机组回热系统典型故障。

1 支持向量机多分类算法

支持向量机算法是为解决二值分类问题而提出的一类算法，其计算原理为：假设一个两分类样本组（x1，y1），…，（xi，yi），xi∈Rd，yi∈{+1，1}，支持向量机方法是寻找一个最优超分类平面w·x+b=0将样本合理归类，使各分类与超分类平面之间距离最大（如图1所示）。图中实心点与空心点分别表示两类样本，H表示最优分类线，直线H1、H2经过平行于分类线且与之相距最近。试着在高维空间中应用该结论进行分类，则最优分类线即为最优分类面，直线H1、H2上的训练样本点就是支持向量。将最优超平面问题转化为式（1）所示的二次规划问题进行运算，就能解决该二分类问题。

为了使分类面所覆盖的范围尽量大，还要使被错误区分的样本数量尽可能小，通常是通过增加一个松弛项ξi≥0，使式（1）中的目标函数变为求下式中的φ（w，ξ）最小值：

然后引入Lagrange函数求解此优化问题。若要解决二分类问题，则建立一个二维分类器。支持向量机构造二维分类器的方法主要有两种：一种是1998年Weston[4]提出的多类算法，另一种是通过组合多个二维分类器，构造多类分类器，这类方法目前主要有Vapnik[1]提出的一对多算法和Kressel[5]提出的一对一算法以及由该算法衍生出的有向无环决策图方法（Decision Directed Acyclic Graph，DDAG）[6-7]。

有向无环决策图方法：针对N类分类问题，首先建立N（N-1）/2个SVM二维分类器，然后将这些二维分类器组合成一个带有根结点的N层DDAG，在DDAG中，每个二维分类器对应两类，分布N层结构中，顶层仅仅分布一个根结点，第二层分布着对应两个级别的两个叶结点。以此类推，第N层有N个叶结点，对应N个类别。中间共有N（N-1）/2个结点，每一个中间结点是N（N-1）/2个SVM二维分类器中的一个，且每个结点对应一个决策函数。在分类环节，先从根结点开始按设计要求分别录入分类对象，以该结点所对应的分类函数为依据展开运算，根据运算结果（0或1）确定下一步应该按什么路径进行分类，然后通过（N-1）次的判别，最后一层结点处的输出就是最终所属的类别。图2给出了一个包含四个类别的有向无环DDAG决策图。

2 回热系统故障集合和征兆知识库

2.1 回热系统故障集合

结合相关文献[8-9]对回热系统典型故障的理论进行分析，同时根据现场运行经验，将抽汽管道逆止阀卡涩、排气管道排气不畅、排气管道排气量过大、加热器管束污染（结垢）、加热器内部水侧短路、加热器内部管系泄漏、疏水不畅、疏水器故障、加热器旁路阀故障、加热器满水、除氧器排气带水、除氧器自身沸腾12个比较典型常见的回热系统故障作为故障集合，记为uj（j=1，2，…，12）。

根据现场运行经验可知，回热系统运行参数的变化情况不合常规，是典型的故障征兆。为了使诊断系统具有实用性和通用性，选取抽汽流量、加热器抽汽压力、加热器进口压力、加热器进口水温、加热器出口水温、加热器混合点前出口水温、加热器出口端差、加热器疏水水位、加热器疏水温度9个参数测点（记为xi，i=1，2，…，9）来反映回热系统的故障表现，这些异常运行参数有的必须通过运算才可获得，有的则直接从电厂的实时数据库中获得。

2.2 训练征兆知识库

根据运行系统和现场技术人员的经验积累可知，运行过程中回热系统发生的故障与参数征兆表现之间的关系并不十分明确，因此，在利用SVM进行回热系统故障诊断时，需对故障的征兆进行模糊化处理，回热系统故障征兆集xi按下列规则取值[9]：

根据上式建立回热系统典型故障的训练样本库，如表1所示。

2.3 基于DDAGSVM的回热系统多故障诊断模型

根据回热系统典型故障类型设计一个12类问题的有向无环决策图（DDAGSVM）模型，由12*（12-1）/2=132个二维分类器将其中任何两类故障分开，每个结点对应一个二维分类器。将表1所示的典型故障作为训练样本展开分析，将径向基函数视为核函数建立SVM，已“对训练样本分类的错分率最小”为判断依据进行参数寻优，分别取径向基核函数的宽度系数σ=0.1~10，惩罚因子C=10~10000，具体步骤如下。

①选择宽度系数和惩罚因子（σ，C）建立模型，并对样本进行训练，得到最优分类结果。

②在训练网络中输入典型故障样本，比照样本实际类别对输出结果进行归类分析，建立有向无环决策图（DDAGSVM）模型分类错分样本统计矩阵D=[dij]，其中di，j（i=j，i，j=1，2，…12）为正确分类数，di，j（i≠j，1，2…，12）表示将第i类典型故障分到第j类的个数，令E=∑di，j，（i≠j，i，j=1，2，…，12）为错分样本总数。

③假设错分样本总数E未达到分类精度，就要按步骤1再进行一轮分析，然后重新进行样本训练，直至模型符合分类精度或达到迭代次数才可认定为合格。

在本文所述案例中，当宽度系数和惩罚因子分别为σ=5，C=1000时，将12类回热系统故障完全正确分类。

3 实例应用

以某电站某300MW机组回热系统的某加热器故障为例。该故障发生时的主要征兆为：高加出口端差变大，加热器温升（出口水温）下降，加热器疏水水位快速上升，加热器疏水温度下降。利用上述回热系统故障参数值进行模糊化处理，得到实时征兆故障模式向量：V=[0.76，0.66，0.77，0.54，0.31，0.23，0.86，0.95，0.21]，利用本文提出的故障模型进行诊断，诊断结果为[-1，-1，-1，-1，-1，1，-1，-1，-1，-1，-1，-1]，说明是回热系统发生第6类故障，即加热器管系泄漏，与实际情况相符。

4 结论

本文采用基于支持向量机多分类方法，建立了回热系统故障诊断多故障分类模型，在总结回热系统常见故障的基础上，建立了回热系统典型故障集，通过模糊规则获得凝汽器故障征兆知识库，用有向无环决策图（DDAGSVM）算法对小样本情况下回热系统典型故障诊断进行了研究，实例计算表明，有向无环决策图（DDAGSVM）算法具有较高的诊断准确率。

参考文献：

[1]V.Vapnik. Statistical Learning Theory [M].Wiley，1998.

[2]王雷，张瑞青，盛伟，徐治皋.基于模糊规则和支持向量机的凝汽器故障诊断[J].热能动力工程，2009，24（4）：479-480.

[3]翟永杰，王东风，韩璞.基于多类支持向量机的汽轮发电机组故障诊断[J].动力工程，2005，23（5）：2694-2698.

[4]J.Weston， C.Watkins. Multi-class support vector machines. Royal Holloway College [J]. Tech Rep： CSD-TR-98-04， 1998.

[5]U.Kressel. Pairwise classification and support vector machines. In B.Scholkopf et al (Eds.)， Advances in kernel Methods-Support vector learning， Cambridge， MA， MIT Press， 1999：255-268.

[6]Hsu Chih-Wei， Lin Chih-Jen. A Comparison of Methods for Multiclass Support Vector Machines [J].IEEE Transactions on Neural Networks， 2002， 13(2)：415-425.

篇3

锅炉是一种常见的能量转换设备，在工业企业中比较常见，而且发挥着重要的作用。锅炉在运行的过程中，会释放大量的热量，其可以转化为动能，可以保证生产系统的高效运行。在对锅炉进行优化时，要保证锅炉的热效率，还要控制污染物的排放，这达到节能、降耗的效果。在锅炉燃烧优化中应用人工智能技术，可以保证优化的效果，相关工作人员利用十进制遗传算法，可以保证计算结果的准确性，还可以提高锅炉中燃料燃烧的充分性，可以提高热效率，从而保证锅炉的运行效果。

1 锅炉热效率与NOx排放的特性

锅炉在运行的过程中，会生成燃烧产物，而燃料的性质具有多变性，所以，燃烧产物也具有复杂性。NOx是锅炉最主要的排放物，具有一定污染性，在对锅炉进行燃烧优化时，提高燃料燃烧的充分性，这样才能降低污染物的排放。锅炉的热效率与设备的性能有着较大的关系，在优化的过程中，需要先对锅炉的结构以及燃烧系统进行优化。锅炉排放物会受到较多因素的影响，锅炉作业人员要了解这些因素，才能提高锅炉的热效率。锅炉运行时，还要做好通风操作，要控制风门的开度，还要保证入炉的空气量，了解燃烧氧量等因素对燃烧特性的影响。作业人员还要保证风箱与炉膛差压的标准化，配风方式对燃烧热效率有着较大的影响，燃烧器的摆动速度以及摆角也对锅炉内燃烧的充分性有着较大的影响。

利用人工智能技术对锅炉燃烧进行优化，还需要建立神经网络模型，要计算排烟氧量以及飞灰含碳量，根据这些数据，可以对排烟的温度进行调整，还要对燃料的水分进行调整，这样才能提高锅炉的热效率，才能优化锅炉热效率模型。NOx是锅炉最主要的排放物，对周围环境有着一定污染，工作人员要采用有效的措施减少排放物。锅炉燃烧特性响应模型如图1所示。

图1 锅炉NOx排放与效率特性的响应模型

2 优化问题的数学描述

本文燃烧优化的实质是在限制（或降低）NOx排放的基础上提高锅炉热效率，是一个多目标优化问题。在此采用加权因子，将多目标优化问题转化为单目标问题，进而通过权值的不同组合，获得不同的优化解，为优化决策提供支持。下面给出包括优化目标和优化约束条件的优化问题数学描述。

2.1 目标函数

（1）

ηC、ηFC分别为当前炉效率及优化后预测炉效率，%;[NOx]C、[NOx]FC分别为NOx排放物的当前值及优化后的预测值，mg/m3;a、b分别为锅炉效率项和NOx浓度项的权重。

2.2 被优化的操作参数及其约束条件

根据对锅炉热效率和对NOx排放产生的重要影响，并且是在运行中可控操作量的原则，本文选择送入锅炉的总空气量A、二次风门开度SAIR（i）（i=1，2，…，6）、燃尽风门开度SOFA（i）（i=1，2）及燃烧器摆动角Cs共10个参数作为优化变量。

考虑到总空气量与锅炉热负荷（燃料量B）有关，样本数据中总空气量与燃料量之比A/B=9.658～10.629，取总空气量的变化范围为9B～11.5B;结合样本数据，并考虑到操作习惯和安全性，分别取二次风门开度SAIR的变化范围为20%～90%，燃尽风开度SOFA（i）的变化范围为0～100%，燃烧器摆动角Cs的变化范围为0.3～0.7。

3 优化算法研究及其在燃烧优化中的应用

遗传算法（GA）是基于生物进化过程中优胜劣汰规则与群体内部染色体信息交换机制、处理复杂优化问题的一类通用性强的新方法。GA利用简单的编码技术和算法机制来模拟复杂的优化过程，它只要求优化问题是可计算的，而对目标函数和约束条件的具体形式、优化变量的类型和数目不作限制，在搜索空间中进行自适应全局并行搜索，运行过程简单而计算结果丰富，特别适合于处理复杂优化问题。

针对本文燃烧优化问题的特点，本文采用实数编码遗传优化算法（简称RGA）。

设RGA优化问题的数学描述为

minf（x（1），x（2），，x（p）） （2）

式中a（j）≤x（j）≤b（j），j=1，2，，p;x（j）为第j个优化变量;[a（j），b（j）]为x（j）的变化区间;p为优化变量的数目;f为目标函数。

RGA包括如下几个步骤：

（1）经归一化处理，完成编码与群体初始化

x（j）=a（j）+y（j）[b（j）-a（j）]（j=1，2，...，p） （3）

把变化区间为[a（j），b（j）]的第j个优化变量x（j）转化为[0，1]区间上的实数y（j）。

（2）结合目标函数f（i），计算个体适应度定义排序后第i个个体的适应度函数值为

F（i）=exp（-f（i）） （4）

（3）选择操作

定义父代个体y（j，i）的选择概率为

（5）

（4）杂交操作

根据式（5）的选择概率选择一对父代个体y（j，i1）和y（j，i2），进行如下随机线性组合产生一个子代个体为

（6）

其中，uc∈（0，1）是随机数。

（5）变异操作

对于p个随机数，RGA的变异操作为

（7）

式中u（j）（j=1～p）、um均为（0，1）上的随机数，pm（i）=1-ps（i）

（6）进化生成子代

由前面的第（3）～（5）步得到了3n个子代个体，按其适应度值由大到小排序，取最前面的n个子代个体作为新的父代群体。算法转入第（2）步，进入下一轮演化计算。

4 锅炉燃烧优化算例与分析

根据上述数学模型，取神经网络样本数据（表2）中NOx排放情况最严重的第4组工况进行优化计算。该工况下的NOx排放浓度为1085.316mg/m3，锅炉热效率为93.404%。优化结果如图2。

锅炉热效率和NOx排放浓度呈现共同增大和减小的趋势，意味着片面强调提高锅炉热效率或者控制NOx排放都是不可取的，这一特点与有关NOx排放机理的定性分析结论是一致的。上述优化计算可以提供如下选择：在保证污染排放不超标的前提下，追求尽可能高的锅炉热效率。

结束语

锅炉是一种常见的工业设备，在电厂、工厂中比较常见，可以将热能转化为其他形式的能量，可以提高企业生产系统的运行效率。锅炉在燃烧的过程中，会产物一定NOx污染物，这对大气环境以及生态环境有着不利的影响，为了解决这一问题，相关工作人员对锅炉燃烧进行了优化。利用人工智能技术，可以建立科学的数学模型，利用遗传算法，可以了解影响锅炉热效率的因素，相关工作人员要找到优化的措施，要条热效率，降低污染物，这样才能保证锅炉应用的高效性。采用人工智能技术，工作人员可以制定降低NOx排放浓度的措施。

参考文献

[1]朱玉璧，程相利，陶新建，李琢，王志军.智能控制在锅炉燃烧优化中的应用[J].中国电机工程学报，2008（11）.

[2]王培红，李磊磊，陈强，董益华.电站锅炉高效低污染燃烧优化算法研究[J].动力工程，2004（4）.

篇4

随着高职院校数的增加,高职学报数在不断增加。据笔者不完全统计,全国高职高专学报已有540余种,其中电力类高职高专院校学报仅12家。虽然大部分为具有雄厚基础和实力的刊物,在各省优秀高校学报中也占有一席之地。但学报要想成为全国高职学报中的一朵奇葩、一个亮点,需进一步强调特色,全方位提高学报的质量,正确定位,不断创新,将学报打造成具有电力学院特色的学报,才能成为精品学报、品牌学报。

1电力类高职高专学报有其自身的独特性

1.1行业性

电力类高职高专院校通常是以工科为主,工、管、文、财等学科相结合的省属普通高等学校,大多数学院隶属于地方电力公司,业务上接受教育厅指导,其办学指导思想主要是面向地方、面向电力行业,培养地方和系统内急需的应用型、技能型专门人才,直接为地区经济建设服务。因此,学报应结合学院的办刊宗旨,立足电力系统,使行业性成为学报的特色。

1.2应用性

本科高等学校学报通常把学术价值放在第一位,但高职学报应结合高职学院重实践、重基本技能和技术应用能力培养的办学宗旨在重视学术价值、不排斥高尖技术外,更多要求是应用性,需要覆盖面广,兼容各门各类层次的适用技术,以便直接为当地经济建设和当地政府决策服务。这一点无疑要成为学院学报的“重头戏”,所以“应用性”是学院学报选题和栏目编排的重点。根笔者统计,在高职学院学报2006年自科版刊发论文中,应用技术方面的论文约占总数的75%,这个比例充分证明应用技术方面的文章在高职学报中占有的份量。以我院学报为例,2006年全年刊发的128篇论文中,电力系统、动力工程及电力发展论坛、电力企业管理类论文60篇,占总数的47%;在全年刊发论文的178位作者中,省内作者高达126人。学报的行业性、地方性可见一斑。

2求是创新,打造有电力特色的品牌学报

2.1设置特色栏目

我国现代著名的出版家邹韬奋先生很重视报刊的个性和特色,他曾经说过:“没有个性和特色的刊物,生存已成问题,发展就更没有希望了”。邹先生将刊物的个性特色提高到存在与发展的高度,并将特色作为衡量刊物力度的标志。一个刊物,尤其是学术期刊,应特别重视和倡导个性特色的形成。

电力类高职学报的办刊宗旨是坚持为教学、科研服务,为电力行业的发展服务。要办出自己的特色,学报自然科学版在栏目设置上紧紧结合学院所办专业性质,突出技术应用性,要将电力工程、动力工程设为特色栏目;社会科学版将电力企业管理、电力发展论坛设为特色栏目。这些栏目是固定常设的,相应的稿源较丰富,且理论联系实际,主要反映应用研究成果,有利于形成以学科专业建设与发展为重点的学术氛围。这些栏目特色鲜明且独树一帜,读者反响热烈,论文的下载率和引用率较高。

随着国民经济的迅速发展,电力行业与其他行业的关系日益紧密,因此有关电力供应、电力价格等敏感问题越来越受到关注。电力类高职学报应考虑增加“电力市场”栏目,以适应电力发展的需要,适应社会发展的需要。据笔者调研,目前该栏目在电力院校学报栏目中尚为空白。

客观地分析,自2004年夏季的“电荒”波及到全国各行各业和人民生活后,未来的10年内电力这个原本应该提前出发的“先行官”,一定会迈开大步,奋力赶超至其他行业的前头,以保证经济的正常发展。

因此有关电力方面的各类政策性研究课题、技术类研究课题会很容易地得到资金赞助而获得批准,自然也就有相当多的论文伴随着课题的进展和完成而诞生。多发表与学报的专题化栏目选题一致、高级别课题类稿件,是扩大学报的社会影响和知名度,提高学报学术质量的有效措施。另一方面,在我国,专门设置与电力相关栏目的学报屈指可数,除几所电力学院外,只有几家综合性大学学报刊登电力行业相关技术的论文,因此,学报设置如电力系统、电力市场、电力企业管理、能源动力工程等电力类特色栏目,将为广大作者提供有选择余地的、对口的园地。

此外,所有学报目前都设有教育教学栏目,笔者认为,高职学报应专设“高职教育理论与实践”栏目,并作为特色栏目,及时将高职理论与实践研究的最新成果刊发出来,以指导各高职院校的办学实践。高职院校从师资和科研能力等各个方面跟普通高校相比是存在相距,但在高职教育领域上大有文章可做。

因为高职院校培养的是技术型人才,高职院校“双师型”的教师建制使教师的素质培养、教学方式、教育理念等方面有独特的地方,高职教育在高职学报上完全合适,也增强了高职学院特色。如果电气学院学报设置该栏目,将在高职院校中树立起一面旗子,既能对高职理论的发展作贡献,又能将作者群和读者群扩大到全国各地,可谓一举两得。

2.2发挥优势,正确定位,文理分开

目前,所有的电力类高职高专学报,虽然侧重于发表工科版论文,但事实上均为综合版,即文、理兼顾。新闻出版总署《关于进一步调整高校学报结构的通知》中明确指出:可适当发展高校专业性学术期刊[1],电力类院校学报应抓住这一机遇,抓紧策划,对现有学报进行改造,文理分开,创办社会科学版和自然科学版期刊。根据本院校学科的优势,将自科版集中报道强学科的科研成果和教学经验。文理分开后更能体现栏目特色同时缩短发表周期能对重大的吸引眼球的课题研究项目进行跟踪报道这样不仅及时将相关研究成果应用于实际工作,还能保持读者对这些课题、对学报的兴趣和热情。

在近年来的全国高职高专学报评比中,《安徽水利水电职业技术学院学报》、《浙江水利水电专科学校学报》、《山东电力高等专科学校学报》、《沈阳电力高等专科学校学报》等电力类学报均获得优秀学报的称号,充分说明电力类高职高专学报的整体实力。如果电力类学报实行文理分开的办刊模式,将会使社科版的文摘率大大增强,自科版的影响因子大大提高,从而使学报在界限分明的文科学报和理科学报评比中均能获得更好的成绩和名次。

2.3围绕特色征集稿件

电力院校学报要围绕特色征集稿件。社科版围绕高职高专教育观念改革、体制改革,教学体系、内容改革,电力企业管理、电力市场板块;自科版围绕水利工程、电力工程、能源工程、动力工程技术板块;总之,只要充分体现高职高专院校学科建设特色,能让读者了解所在领域的研究进展,关注科研动态和研究的焦点,又能提供专业的知识积累的文章,都属于学报征集的主力稿件范围。2.4建立开放型编委会

编委会是学报编辑出版工作的学术指导机构,对学报编辑出版工作起指导、监督和咨询作用。编委会的学术阵容、学术水平与学报的质量息息相关。

高职院校的学报编委会成员,大多是学校各部门负责人,虽然能胜任把握学报的办刊宗旨,使学报沿着正确的轨道发展的任务;但在学报的学术研究深度和广度、学术发展视野等方面尚需进一步加强,尤其是对与生产活动紧密联系的高新技术发展动态把握不够。根据高职学院的特点,应考虑增加编委会成员,从其他有关高校及科研院所和公司企业聘请知名的中青年学者和技术精英,组成阵容强大、学术造诣精深、学风严谨、紧随现代科技发展的学报编委会,在这样的编委会指导下,学报的水平会很快提高。

特色是质量的体现,但特色并不等于质量。学报质量的保证需要各方面的努力,其中编辑的责任重大。

编辑工作的本质是选择,而选择的核心是前沿性选择,只有立足于科学前沿,才能准确地发现并选择具有科学价值的稿件。因此,编辑首先应紧跟社会发展,紧跟科技发展,了解科学前沿动态。编辑既是杂家,也是专家,编辑应有一个主要专业方向,并融会贯通多门学科。对于高职院校的学报,学报依托行业,编辑应熟悉本行业的专业基础理论,专业发展方向,才能保证特色栏目的质量。因此,笔者认为,高职学院教师提倡是双师型的,高职学报编辑也应提倡是双师型的。编辑是教师,能胜任专业课程的教学工作,才能保证论文中基础理论的正确性。编辑是工程师、经济师、会计师……,掌握管理新理念和科技新技术,才能从众多稿件中遴选出具有最新科技含量,对生产实际有指导推广作用的好稿子。学报的特色是编辑们赋予的思想和文化内涵来体现的[3],学报上发表的每篇论文都倾注着编辑的心血。而高素质、双师型、强阵容的编辑队伍,是建设具有电气学院特色的精品学报的基本前提。

3结束语

电力类高职高专院校在发展,院校学报也在发展。根据“与时俱进”的要求,及时调整学报发展的思路,深化学报改革,突出地区和专业特色,提高编辑素质,促进学报成为全国高职高专学报的品牌学报。

[参考文献]

篇5

由于大类招生属于新生事物，部分高校实施不久，其潜在的弊端尚未显露，而按大类招生政策录取的学生的成绩往往隐含着这些信息[4]，因此，对这类学生的成绩进行统计分析，发现其潜在的问题，从而提出相应解决方案是尤为重要的。本文以较早实行大类招生的中南大学能源动力类学生成绩为研究对象，通过建立Logit对数线性模型，探讨生源地和入学年龄对学生成绩的影响，进而根据统计结果提出相关对策以进一步完善大类招生模式。

二、数据收集及处理

（一）对象

中南大学有工学、理学、医学、文学、法学和经济学等十一大学科门类，有30个二级学院和83个本科专业，是一所典型的综合性大学。中南大学能源科学与工程学院自2008年开始便实行了按能源动力类大类招生，能源动力类是培养从事动力机械和动力工程的设计、制造、运行和管理等方面的高级工程技术人才的典型工科专业。因此，以中南大学能源动力类学生成绩为研究对象建立Logit对数线性模型，分析得出的结论具有一般性，能够指导综合性大学工科专业大类招生下学生科学文化素质的培养。本文统计了中南大学能源动力类2009级185名和2010级166名本科生的成绩，涵盖了他们自入学到2012年上学期所学习的所有18门和15门基础课科目，包括工程制图、大学计算机基础、微积分、大学物理、基础英语等。限于篇幅原因，学生的各科原始成绩数据本文不予陈列。

（二）成绩评价模型及等级划分

学生成绩综合测评的方法主要有总分法、算术

[收稿日期] 2014-06-16；[修回日期] 2014-06-26

[基金项目] 中南大学开放式精品示范课堂计划项目“能源与动力工程测试技术”（2014sfkt223）

[作者简介] 孙志强（1980-），男，河南武陟人，博士，中南大学教授，主要研究方向：节能与新能源.

平均值法、加权平均法、模糊综合评判法、层次分析法、因子分析法和主成分分析法等[5，6]。总分法和算术平均值法是对单个学生所有课程成绩求出总和或平均数，作为综合考核结果来对学生进行比较和评定。这两种方法非常简单，但没有考虑课程学分的影响。模糊综合评判是对受多种因素影响的复杂的对象采用模糊数学的理论与技术进行综合评判而得到定量评价结果的方法[7]。层次分析法是一种将定性分析和定量分析相结合的系统分析方法，其首先需要将复杂的问题层次化，然后根据系统的特点和基本原则对各层的因素进行对比分析，最后以计算出的最低层相对于最高层的相对重要性次序的组合权值作为评价的依据[8]。主成分分析法是将原来的多个变量适当的组合成一些数量较少的综合指标来近似代替原来的多个变量[9]。因子分析法是将具有错综复杂关系的变量综合为数量较少的几个因子以再现原始变量和因子之间的相互关系，在某种程度上可看成是主成分分析的推广和拓展[10]。这四种方法较为复杂，面对本研究庞大的数据需要花费较长的时间，不便使用。

加权平均法不仅涵盖了课程的学分信息，而且其计算方法还简单，故本研究最终选取该方法进行综合成绩的分析。加权平均法一种考虑了课程所占权重的学生成绩综合评价方法，科目的学分越高，该科成绩在进行综合评测时所占的比重越大，其具体计算方法为：

通过计算发现，所取样本中学生加权平均成绩的最大值和最小值分别为90.66和60.77。考虑到这两数值的大小，本文最终利用成绩绩点的分界值将学生的成绩划分成优、良、中和及格四个等级：当加权平均成绩≥85时，成绩为优；当85>加权平均成绩≥78时，成绩为良；当78>加权平均成绩≥71时，成绩为中；当71>加权平均成绩≥60时，成绩为及格。

三、Logit对数线性模型

本文主要探讨生源地及入学年龄对学生成绩的影响，所研究问题的变量均为称名变量，有自变量和因变量的区别，而且还有两个自变量，因此，多变量分析方法中的Logit对数线性模型特别适合于分析此类问题。Logit对数线性模型主要用来探讨与解释因变量与自变量间的关系，通常以最大似然法进行模型估计与检验[11]。

（一）建模与自由度计算

考虑到生源地种类有31种，而2009级与2010级能源动力类学生总人数仅为351人，所以，为了满足Logit对数线性模型的使用前提必须对生源地进行分类[11]。根据表1所示的2010年高考985高校各省录取率将生源地归为三类：① 0<录取率≤1.5；② 1.5<录取率≤3；③ 3<录取率。由于大部分学生入学年龄为18或19岁，因此，将学生入学年龄分为两类：① 18岁及以下；② 19岁及以上。按前述分类后，中南大学2009级与2010级能源动力类学生成绩的统计结果如表2所示。

表1 2010年高考全国各省级行政区的985高校录取率

序号 生源地 985高校

录取率（%） 类别 序号 生源地 985高校

录取率（%） 类别 序号 生源地 985高校

录取率（%） 类别

1 上海 5.129 3 12 四川 2.417 2 23 云南 1.418 1

2 天津 4.378 3 13 福建 2.290 2 24 贵州 1.380 1

3 北京 4.069 3 14 宁夏 2.231 2 25 广西 1.259 1

4 吉林 3.814 3 15 黑龙江 2.216 2 26 河北 1.191 1

5 重庆 3.690 3 16 湖南 2.122 2 27 内蒙古 1.177 1

6 辽宁 3.527 3 17 江苏 1.933 2 28 山西 1.168 1

7 青海 3.458 3 18 山东 1.801 2 29 安徽 1.035 1

8 湖北 3.201 3 19 新疆 1.700 2 30 河南 0.987 1

9 海南 3.074 3 20 陕西 1. 687 2 31 西藏 0.979 1

10 浙江 2.790 2 21 甘肃 1.646 2

11 广东 2.742 2 22 江西 1.437 1

表2 2009级与2010级能源动力类学生成绩统计结果

类别 18岁及以下 19岁及以上

优 良 中 及格 优 良 中 及格

1类生源地 4 16 20 4 7 32 26 7

2类生源地 10 31 26 4 13 42 48 14

3类生源地 2 5 7 3 1 9 17 3

A代表生源地，B代表入学年龄，C代表成绩等级，则变量A、B、C分别有3、2和4个类别。根据对数线性模型的阶层特性（C为因变量，A与B为自变量），则可能建立的五个模型如表3所示。其中，模型1代表三个变量彼此独立，生源地和入学年龄均与成绩等级无因果关系存在；模型2-1只有生源地与成绩等级的交互作用，代表只有生源地与成绩等级间有关系存在；模型2-2表示只有入学年龄与成绩等级有关系存在；模型3表示生源地和入学年龄都与成绩等级有关系存在；模型4表示生源地和入学年龄以及这两者的交互作用都与成绩等级有关系存在。

（二）模型拟合优度检验结果与分析

在建立三维度列联表的可能模型后，计算每一个模型的似然比，并进行拟合优度检验，其结果如表3所示。其中，似然比计算公式为：

式中，eijk为各细格的期望次数；fijk为各细格的实际次数；i为变量A的类别；j为变量B的类别；k为变量C的类别。

由表3可知，模型1的似然比值为10.831，在自由度为15时，显著水平p值为0.764，并未达到0.05显著水平，因此该模型已经可以拟合表2中的实际数据。同时还可以发现，在加入了生源地与成绩等级的交互作用和入学年龄与成绩等级的交互作用后，拟合结果的显著水平分别下降至0.698和0.645，其拟合精度有所下降，故模型1是最佳拟合模型。该结果表明，学生成绩基本与生源地和入学年龄无关。

现实生活中普遍认为学生成绩与班级学风密切相关，为了确定此种观点是否正确，本文对能源动力类2010级5个班的成绩情况进行了统计，其结果如表4所示。从表中可以看出，2010级整体成绩最好和最差的班级是能动1002班和能动1001，其成绩为良以上的比例分别为70%和25.71%，相差44.29%。这与现实生活中两个班级的整体表现相吻合，据观察，能动1002班的学生普遍学习用功，到课率高，而且该班会经常组织同学集体上早自习和晚自习，学风好；而能动1001班相对来说学风稍差，学生学习不够积极主动，缺课率相比其他班级也要高一些。由此表明，学生成绩与班级学风密切相关的观点是正确的。由于学生成绩能反映学生掌握知识和各种能力的程度，是评价大类招生政策下大学生培养方案实施效果如何最有力的标志之一，因此，为了提高大学生的成绩，帮助他们更好的成长成才，学校需要将班级学风的建设摆在首位，加强对其的建设以完善大类招生政策下的大学生培养计划。

表3 可能的Logit对数线性模型及其拟合优度检验结果

模型阶层 模型 表示法 似然比 自由度 显著水平

1 lneijk=μ+αA+βB+γC {A} {B} {C} 10.831 15 0.764

2-1 lneijk=μ+αA+βB+γC +αγAC {AC} {B} 6.415 9 0.698

2-2 lneijk=μ+αA+βB+γC +βγBC {BC} {A} 9.668 12 0.645

3 lneijk=μ+αA+βB+γC+αγAC+βγBC {AC} {BC} 5.280 6 0.508

4 lneijk=μ+αA+βB+γC+αγAC+βγBC +αβγABC {ABC} 0 0 1

注：αA，生源地的主效应；βB，入学年龄的主效应；γC，成绩等级的主效应；αγAC，生源地与成绩等级的交互作用效果；βγBC，入学年龄与成绩等级的交互作用效果；αβγABC，生源地、入学年龄与成绩等级的交互作用效果。

表4 能源动力类2010级各班成绩统计结果

成绩等级

班级 优 良 中 及格

人数 所占比例（%） 人数 所占比例（%） 人数 所占比例（%） 人数 所占比例（%）

能动1001 2 5.71 7 20.00 20 57.15 6 17.14

能动1002 3 15.00 11 55.00 6 30.00 0 0.00

能动1003 2 8.70 12 52.17 9 39.13 0 0.00

能动1004 0 0.00 11 37.93 17 58.62 1 3.45

能动1005 1 3.45 12 41.38 15 51.72 1 3.45

注：所占比例是指各成绩等级的人数占班级总人数的比例。

四、结论与建议

本文通过对建立的以成绩等级为因变量、生源地与入学年龄为自变量的Logit对数线性模型进行分析发现，学生成绩与生源地及入学年龄基本无关，而与班级学风密切相关。学风好，班级学习氛围好，努力学习的人数也就多，成绩优秀的人数也越多。所以，加强班级学风建设尤为重要，是提高学生成绩最有效的途径之一。

针对目前逐渐推广并流行的高校大类招生，笔者认为可以通过以下两方面的措施来加强学风的建设。

（1）重视入学教育。综合高校工科专业的学生来自全国各地，他们的学习基础自然各不相同，在付诸相同努力后，其取得的成效也是各有差异的。有些学生在阶段性成绩出来后，他们会因为觉得自己已经很努力了但依然赶不上别人而把原因归结于自己高中的学习基础差。当他们产生这样的想法后，他们便会失去学习的冲劲，从而造成成绩的下滑。因此有必要在本科生的入学教育中强调高中的学习基础（与生源地相关）和入学年龄基本与他们大学里所取得的成绩无关，而是取决于他们在大学里的学习努力程度。

（2）设立基于班级整体成绩的奖学金名额分配机制。校级奖学金的班级名额分配不再以班级学生名额为依据，而是调整为以班级整体成绩（班级加权平均分）为基准，根据班级整体成绩排名而分配奖学金的名额。班级整体成绩能够很好的反映各班级学风的好坏，将奖学金的名额与班级整体成绩挂钩后，每一位同学的成绩都会影响集体的荣誉与利益。在这种情况下，各班级都会积极主动地制定措施来加强自身班级学风的建设，学生的自我管理往往能取得更好的效果。

参考文献：

[1] 孙华.我国高校招生政策100年述评[J].复旦教育论坛，2007，5（1）：59-64.

[2] 高桂芬.教育公平背景下的高校招生政策研究[D].北京：首都师范大学，2008.

[3] 唐苏琼.高校实施大类招生的利弊分析[J].中国高教研究，2009，24（1）：88-89.

[4] 吴兆奇，关蓬莱，吴晓明.考试成绩的Logistic回归模型研究[J].统 计与决策，2007，23（3）：21-23.

[5] 徐则中.基于变权的学生成绩综合评价[J].中国电力教育，2010，26（19）：50-52.

[6] 黄修芝.统计分析方法在成绩分析中的应用[J].统计与决策，2002，18（3）：48.

[7] 孙艳，蔡志丹.模糊综合评判法在学生考试成绩评价中的应用[J].长春理工大学学报（自然科学版），2011，34（4）：178-179.

[8] 李瑞兰.层次分析法在毕业设计（论文）成绩评定中的应用[J].长春工程学院学报（社会科学版），2011，12（4）：156-158，176.

篇6

【分类号】：TK227

一、项目概况

（一） 锅炉概况以及吹灰器运行的现状

台州电厂#9机组的锅炉是哈尔滨锅炉厂有限责任公司制造的1025t/h亚临界参数汽包炉。设计燃料为富动烟混煤，水冷壁采用全焊接的膜式水冷壁。

（二） 吹灰优化基本流程

锅炉受热面灰沉积作为燃煤电站锅炉运行中一个不可避免的实际问题，利用高温高压的蒸汽吹扫是目前普遍采用的手段。研究和开发基于机组在线监测参数，诊断炉内各受热面积灰沉积的在线监测诊断技术，并运用非线性优化理论，针对应用对象的运行特性和具体的优化目标，研究合理的吹灰策略，将直接指导运行人员对吹灰器进行操作。

二、吹灰优化系统

（一） 优化系统设计和实施介绍

针对锅炉情况和DCS控制系统，我们完成了吹灰优化方案设计、DCS逻辑组态修改、电厂试验、灰污监测和预测模型开发、优化算发开发、调试等工作，成功的实施了以吹灰效益最大为目标的锅炉在线闭环吹灰优化控制系统。吹灰优化控制系统运行于一台服务器平台上，该系统通过双向通信与DCS交换信息，获取机组运行所需要的各种参数，并将吹灰指令发到DCS，在DCS上建立了手动吹灰、定期吹灰和优化吹灰，当运行人员选择第三种工作模式时，吹灰系统受吹灰优化服务器指令控制，执行优化吹灰。

（二） 受热面污染监测与灰沉积预测模型

1、 受热面的清洁因子监测模型

受热面污染的监测是吹灰器优化运行的前提和基础，整个系统的最大性能和准确度都受制于监测模型。

该项目采用间接灰污监测的方法，以传热清洁因子CF来表示受热面清洁程度，CF越大，表明受热面越清洁。受热面的传热清洁因子监测曲线可以很好地反应出受热面的传热量、温度的变化，从而为吹灰收益分析打下基础。

2、 清洁因子的计算流程和动态模型

（1）清洁因子的计算

计算模型采用了热平衡计算原理。在锅炉整体热平衡的基础上，从省煤器出口开始，逆烟气的流程逐段进行各受热面的热平衡和传热计算。然后由传热方程得到传热系数，最后得到清洁因子。

（2） 清洁因子动态模型

建立清洁因子的模型，用以描述吹灰效果。用两种动态模型来确定CF与蒸汽温度、吹灰流量、出口烟气温度的关系。利用动态模型，研究CF变化对蒸汽温度变化和吹灰量的影响。

3、灰沉积预测模型

在锅炉运行中，灰污开始在受热面上粘结。灰污粘结的速度及其严重程度主要取决于煤中灰分的成分和含量。此外，积灰速度还与锅炉的设计、负荷、燃烧方式和运行条件等因素有关。灰沉积预测模型要对飞灰量、烟气流速和煤质进行修正。因此，需要从锅炉动态特性的角度深入分析，建立变负荷过程中的污染预测模型，弥补静态模型的不足。

（1）预测模型的试验验证

①当烟气流速很低时，随着流速增加，灰污沉积率的增长速度高于剥蚀率，热阻迅速增大；但随着流速增大到一定范围内，飞灰中大颗粒的动量迅速增加，剥蚀率增长速度远远超过了沉积率，因此在此阶段，热阻随着烟气流速的增加反而减小。因此，机组在高负荷下运行时，受热面积灰速度不因为飞灰含量的增加而增加，反而污染增长率出现一定程度下降的情况。

②根据对灰污热阻的实际监测数据，在不考虑吹灰过程的情况下，其曲线形式推导的污染增长预测模型能够反映各受热面污染增长的基本规律。模型预测到的热阻剧烈变化所对应的时刻与当时记录的吹灰操作时刻完全吻合，其变化规律符合理论分析结果，证明该模型在计算灰沉积速度上具有足够的精度。

③在优化吹灰模型建立过程中，本文通过积灰速度、单独受热面吹扫等现场试验，高温对流区的沉积常数和时间常数往往均高于低温对流区。

（三）吹灰成本及收益模型

1、 吹灰成本计算模型

吹灰成本包括：吹灰介质热能；驱动设备电能；受热面管道磨损和安全性问题；吹灰设备折旧和维修；短期汽机效率降低成本（吹灰导致主蒸汽、再热蒸汽温度降低，从而降低了汽机效率） 。

2、各受热面的吹灰收益模型

吹灰收益包括：锅炉热效率；安全性收益；调节性收益。根据前面的清洁因子变化传热计算分析和烟道阻力计算、试验分析，可以初步得到锅炉各受热面吹灰器运行的主要收益。

（四）吹灰优化方法和流程

吹灰优化方案综合考虑吹灰收益和吹灰成本，使吹灰净收益最大化。因此需要引入计算模型、最佳吹灰时间和模糊吹灰评判两种方法。

1、 最佳吹灰时间计算方法

a） 降低排烟温度

排烟温度在126℃-143℃之间时，排烟温度每升高1℃，排烟损失增加0.05%。

b） 吹灰成本和收益分析计算

c） 吹灰方案的优化方法

吹灰时间间隔T，单位时间吹灰收益G

2、 吹灰多层次模糊综合评判

1. CF是启动吹灰的前提条件。当CF

清洁因子CF的隶属度函数的构造如下。决策集V={正常、低、很低}，可以只确定4个界值，每种CF值均由试验确定。

（五） 吹灰优化的试验研究

1、 试验的准备

根据锅炉的特性，将锅炉整体分为14个可以计算的独立计算模块；为了更加精准采集参数，加装了锅炉红外温度测量系统两套，K型热电偶传感器八套。

2、试验研究及结果分析

（1）受热面吹灰相互影响分析试验

先吹扫沿烟气流程下游受热面，再吹扫上游受热面，最后吹扫炉膛。

试验数据分析发现，未吹灰时，各受热面的清洁因子随着积灰时间增长而逐渐减小；吹灰器动作时，受热面变得清洁，清洁因子迅速增大，随后再缓慢减小。因此，制定不定期的吹灰策略，动态运行吹灰器是可行的。

（2）单独受热面吹扫试验

分别单独受热面吹扫，监测受热面清洁因子的变化以及对锅炉效率、主蒸汽温度、减温水流量等参数的影响。

试验发现，随着负荷的增大，各受热面的最小清洁因子的值均有所变小，即负荷越高，受热面沾污程度越深。因此，制定优化吹灰策略时，应该考虑负荷对受热面沾污程度的影响。

（3）积灰增长速度试验

确定积灰增长速度和受热面清洁因子下限值，为灰沉积预测模型提供数据支持，并验证其准确性。

三、吹灰优化效益分析

锅炉热效率和蒸汽品质收益

优化方式的排烟温度比常规方式低8.4℃；但吹灰蒸汽耗量基本一致，故主要考虑蒸汽温度、锅炉效率及减温水量等对煤耗的影响。

参考相关数据得知煤耗能降低0.279%，假定250MW时标准煤耗为330g/kw・h，则投入优化系统后，煤耗能降低0.00279×330=0.92g/kw・h。以每年平均250MW运行5500小时计算，标煤按650元/吨计算，每年可节省82.23万人民币。同时，吹灰还有其他方面的直接或间接经济效益，如提高锅炉可用率、增加受热面管子的寿命和减少引风机电耗等等。这些不仅可以产生经济效益，还有着明显的社会效益，而且会越来越重要。

【参考文献】

篇7

（一）地区产业为主

以工科为主的大专院校要发挥地区产业的引导作用，学校在制定培养计划时，要充分考虑行业特点和区域分布,大学生择业倾向与区域产业经济需要不匹配，这是影响大学生就业的重要原因之一。以“风能动力工程”专业来说，风力发电机组的制造厂主要集中在北方的重工业城市，而风力发电场却分布在“三北”地区（东北、华北和西北）和东南沿海地区。当生源集中在某一地域情况时，对学生培养要充分考虑地区产业的特点，适当的增加或减少某一方面的知识的教授，提高学生在该地区的竞争力，这样有利于学生选择就业，并在择业竞争过程中也有一定的优势。学校在进行区域经济发展趋势分析，多与地方政府、行业协会、企业紧密联系，了解地区中对专业人才的要求，充分为地方经济培养出大批与之相适应的高素质、高技能建设人才，以多渠道、多途径实现学生顺利就业。

（二）教育服务地区

高等职业院校要及时跟踪市场需求的变化，主动适应区域、行业经济和社会发展的需要，根据学校的自身办学条件，有针对性地调整和设置专业。当前，我国正处于加快推进现代化建设的转型期，人力资源数量上的优势无法弥补质量和结构的短板，这已经严重影响了区域经济社会的发展，这就要求高职设置的专业要服务区域经济。首先，服务区域产业结构，要分析区域大类专业需求，结合高职院校办学实际特点，设置区域产业需求的专业。其次，服务区域新兴产业和重点发展产业，分析区域大类专业发展方向，有针对性地主动调整专业设置。再次，是服务区域行业的发展，要了解区域产业的行业分布与需求，分析区域内具体需求专业和人才需求数量，在确定大类专业及其发展方向的基础上，设置具体专业。最后，服务区域内主要行业的骨干企业，分析骨干企业职业岗位人才的能力和素质需求，确定专业人才培养标准。

（三）教育服务企业

培养品学兼优的学生是院校的目标也是企业的用人标准，在这点上院校与用人单位具有价值一致性。大学生专业知识结构、能力结构不能适应企业需求现象突出，高职教育要为先进制造业和现代服务业培养高技能人才[2]。企业渴望有一批懂专业、能学习、负责任、善沟通，能体现企业文化的技能人才，这就要求高职教育设置的专业要贴近企业，服务行业。一方面学校提供大众化服务，即为某一行业培养先进的、具有行业特质的、企业普遍认可的专业人才。这就要求高职院校按照行业职业标准与企业合作办学，通过专业共建、人才共育、过程共管、就业共担等手段来培育校企互认的专业人才。另一方面学校提供个性化服务，即为特定的企业培养特定的专业人才。通过实施“订单式”人才培养，校企双方对学生进行全方位教育与管理，将企业特殊的专业要求、职业素质、企业文化融入人才培养全过程。

（四）及时调整专业知识体系

高职院校在就业导向的指导下，加快了专业调整的步伐，设置区域经济建设急需的专业和课程、逐步从普通高等院校本科专业设置的固化模式中走了出来，开始根据市场需要和就业状况，调整专业设置。“就业导向”课程模式是相对于“学科导向”而言的，“学科导向”课程是以文化知识（科学、道德、艺术）为基础，按照一定的价值标准，从不同的学科或知识领域选择一定的内容，根据认知的逻辑体系组织教学的课程。“就业导向”课程以就业为目标，按照一定的职业标准选取教学内容，学校实时把握就业动向，根据工作岗位操作过程组织教学的课程、设置课程。调整课程时要及时果断，并可通过“模块课程”、“项目课程”和“工作过程系统化课程”等手段补充行业中急需的知识技能。但职业教育不应该走向极端，片面理解“就业导向”，重视学生的动手能力，忽视学生的人文教育，学生的人品受到用人单位的质疑，这与许多公共课程、基础课程，甚至一些有助于学生身心健康长远发展的课程一再被压缩或删减有着密切的关系。

二、小环境的影响

目前，各职业学院和高校学生集中在90年以后出生，这些的学生自主性强，学生对未来职业规划很明确[3]。在对进行学生日常教学时，首先要了解学生在想什么，也就是对学生进行多次摸底调查，了解在众多的因素中学生在选择工作时，把什么放在第一位，只有针对这一点学生在以后的学习中才能用功的学习，并且就业成功率更高。

（一）“自我实现”培养

在以工科为主的本专科院校，要充分结合学校的专业特点，在课程设置上应兼顾技能教育与素质教育的“双轨”模式，同时兼顾学生个人爱好和意愿。以应用性教育和素质教育为主，结合学生的个人意愿是提高学生学习的兴趣的关键所在。学生在学习的过程中感觉“自我实现”，对今后的从事职业有着充分认识，可以很好地为高等教育的课程模式提供新的思路。“自我实现”课程设置的根本目的是促进学生开发其潜能，实现其人生价值。自我实现主要包括职业价值观、自我效能和自我效能感的中介作用等三方面[4,5]。因此，“自我实现”课程以开发培训学生内在的、潜在的价值为目标，将学生的情意领域（意向、情绪、态度、品行、情感、价值观）与认知领域（智能、知识和能力）加以整合，以期实现学生智商与情商、学习与生活、个人与社会、知识与技能等方面的和谐统一[6]。“自我实现”课程模式，首先要求关注的是要充分尊重学生个体差异，根据学生特点、就业意向开发课程，在学生解决和掌握各种学习问题的过程时培养兴趣，提升素质，发展能力。其次，学生全程参与学习活动构想、设计、实施与评价，更多地发挥被受体（学生）主体性、能动性；再次，学生思维能力（问题解决能力）的发展与其操作能力（行动能力）的发展并重且相辅相成；最后，在应用“自我实现”课程模式，要避免大学生就业期望值与用人单位的偏差，正确引导学生的就业观。

（二）其他个人影响因素

学生的其他个人因素主要包括家庭原因和个人态度[7]。“风能与动力工程”专业生源主要涵盖内蒙古、辽宁、甘肃、吉林、黑龙江、四川、福建等几个省份，若学生在校期间不能找到距离家乡较近的城市和地区，往往不能选择就业。同时学生从事的专业与当地主要企事业人才需求不吻合，学生也很难就业。即使勉强就业，在1-2年甚至几个月学生就会选择离岗，这样直接影响学校在该企业的今后就业量，学校在地区企业中的印象也会产生负面影响。这样的例子在其他专业毕业生中屡见不鲜，对学校专业长期发展不利。

三、总体方案设计

在确定宏观的培养模式甚至微观的培养方案时，首先要确定总体设计方案。总体设计方案直接关系到实施效果，成为确定培养模式和制定培养方案的指导方针，所以总体方案设计在整个实施过程中处于主导地位。在考虑大环境影响因素时，主要包括：用户、市场、技术、经济、本校信息、环境、外协、政府和社会的政策方针等。而小环境影响因素包括：学生就业、个人能力、其他因素等。本方案总体设计主要通过四步骤进行。首先是资料收集，对于影响学生就业的各方面信息通过市场调研和调查问卷的方式进行，得到第一手资料。资料要求全面，这将有利于方案确定时能够及时准确把握，不偏离指导方向；其次是资料分析和整理，这一部分工作是通过对收集到的资料进行分门别类规划，并将同一类型的资料数值量化，为利用故障树分析方法做准备；再次是故障树分析。通过将量化数值公式转化为数据模型节点，利用故障树分析原理变通进行资料分析，最终得到学生在校需要掌握的知识内容，形成专业具体方案。最后，以专家团队为主体，对关键内容进行论证，最终确定培养模式和制定具体培养方案。具体设计方案如图1所示，其中节点内容说明如下：1.用户方面的信息收集：其中用户指学校周边或本区域（省、市）等方面的风电运营企业和风电设备制造企业对人才需求。2.市场方面的信息收集：主要是指在大环境下，风电市场或风电行业对毕业生的就业要求[8]。3.技术方面的信息收集。针对1和2对人才培养需要，进行相应培养方案设计，增加和删减某些课程内容。4.经济方面的信息收集。是针对本科4年学习时间和专科3年时间，合理调整培养方案时间进程，使各门知识彼此协调，并实施跟踪国家经济生产大市场的变化情况，达到最佳学习效果。5.本校的基本信息收集。本学校风动专业的师资力量及教师从事科研方面特长，进行合理配置相应课程，提高学生在知识面上的深度和广度。6.环境方面的信息收集。此方面主要包括学生对就业环境和就业区域的选择，进行相应的培养方案的修改。7.外协方面的信息收集。本方面信息收集的最根本目的就是发挥本校行业优势，发挥外协方面的能力，提高学生在就业单位的知识和技能能力，使学生能够学有所长、学有所用。8.政府和社会有关部门的政策等方面信息收集。例如2013年国家将启动15亿的可再生能源的研究资金，这将在某种程度上大大刺激风电设备研制企业的发展，也必将影响到方面1、2、3等资料，对学生知识掌握量和门类必然有间接影响。9.学生就业意愿调查。主要是指学生对以后职业的规划，学生的个人就业志愿在某种程度上直接关系到学生是否能够就业[9]。10.学生个人能力测试。个人能力主要是指专业能力、技术能力和社会能力等，通过试卷调查掌握学生对未来职业规划和想法。11.影响学生就业其他因素。在其他因素中家庭原因和个人态度到对职业规划起着主要引导作用，在制定方案时要充分考虑这一部分内容，有利提高学生的就业能力。

四、故障树分析方法

故障树分析又称失效树分析，简称FTA（FaultTreeAnalysis）。它是由美国贝尔实验室的H．A．Watson首先提出的。用以表示系统特定顶事件与其各子系统或各元件的故障事件及其它有关因素之间的逻辑关系。以故障树作为分析手段对系统的失效进行分析的方法。故障树分析是一种图形演绎方法，分析起来形象、直观。由于它将系统事件发生的各种可能因素联系起来而有利于弄清系统的事件模式、发现找出系统影响的各事件环节，提高系统顺利运行的分析精度。由于它是由特定的逻辑门和一定的事件构成的逻辑图，因此，可以用电子计算机来辅助建树，能进行定性分析和定量计算[10]。故障树分析法不仅可用于解决工程技术中的可靠性问题，而且也可用于其他的系统工程问题，本文章正是利用故障树分析的这一点，完成职业教育方案的探讨。系统产生某一事件结果都是有着各种直接和间接原因———也就是事件，在这些事件间建立逻辑关系，从而确定系统产生这一结果的各种可能组合方式或其发生概率的一种可靠性、安全性分析方法。它在工程设计阶段可以帮助寻找潜在的事故，在系统建立运行阶段可以作为预测的方法。职业教育培养模式作为一种教育系统，也可以采用故障树分析方法。采用故障树分析方法，首先要收集、规划、整理各影响职业教育的各种信息，并归结为整理为影响结果的客观因素，建立故障树。其次，建立故障树的数学模型并量化影响标准，对每一量化影响因子进行分级加权。再次，进行职业教育培养方案的定性分析，找出需要掌握的知识内容及知识点。最后，对整个培养模式及方案进行定量分析，将每一门课程所涉及的各知识点进行杂糅，并在设置教学大纲时进行一定的取舍，否则知识点过于零碎，不利于方案实施和学生的今后发展。

五、方案实施

（一）定性分析

将通过各种渠道的信息资料进行规划、分析、整理，并综合考虑影响职业教育体系的各个事件，这样才可以进行相应的故障树定性和定量分析，通过以“风能与动力工程”专业为例综合考虑，建立“风动”专业职业教育体系故障树，通过这一方法对该专业培养模式和培养方案进行分析探讨。具体故障树数学模型如下所示：

（二）建立数学模型

故障树数学模型主要包括以“与”和“或”计算。“与”计算在数学表示上以“﹒”号表示或者不书写，当若出现x1x2的结构形式时，表示x1x2所代表的两门知识课程要杂糅在一起综合进行掌握学习。“或”计算在数学表示上以“+”号形式表现，若出现的结构形式时，表示x1x2所代表的两门知识课程均要分别掌握。x1x2+x3表示由知识点x1和x2杂糅形成一门专业课，同时学习由x3知识点单独形成的专业课。这样避免出现学生的专业课程过多、学习任务过重的现象出现，同时又避免学生在以后择业时知识和技能不足，从而达到“学”与“不学”中寻找出一个平衡位置。具体计算公式为：T＝n1G1＋n2G2+n3G3+n4G4+n5G5=x1x2x3+x4x5+……（1）其中：n1n2……n5为资料分析时整理归结而得到的加权因子，以提高相应知识点所占的比重，x1x2……xn为需掌握的各种知识点及技能，G1,G2,……,Gn为各种就业方向。

（三）方案实施及实际效果

通过故障树分析设计的专业培养方案，已经在“风能与动力工程”专业081级和091级学生中初步尝试实施，并得到很好的实际效果。在培养计划中的“风电场安装与设计基础”课程集中了机械、电气、维护、安装等方面知识，而“风电机组监测与控制”课程又包含了控制、电气、运行等相关知识，通过故障树分析计算平衡各知识点在课程中所占的比重，从而达到了理想的效果。统计沈阳工程学院“风动”专业081和091级就业数据，从中可以清楚看出，无论大环境和小环境其中的影响因素权重如何变化，通过本方法分析后学生在校掌握知识和技能均能满足招聘单位对人才的要求，同时学生对工作的满意度也比较高。

篇8

0 引言

锆合金在拉应力和碘腐蚀介质共同作用下所引起的脆性断裂称为碘致应力腐蚀开裂，简称ISCC。ISCC与单纯的拉伸破坏不同，当有碘存在时，锆合金在低于它的屈服强度下即可发生破坏；它与单纯的腐蚀也不同，当有拉应力时，即使碘浓度很小，腐蚀速率也会很快[1]。

ISCC的发生过程一般分三个阶段，即孵化期（I）、初始裂纹的形成（II）、裂纹的扩展（III），韧性破裂（IV）。孵化期是ISCC的准备阶段，与锆表面保护性氧化层的弱化所需要的时间有关。在第二阶段，裂纹的形成以晶间脆性断裂为主，开裂速率一般为10-10m/s左右。之后当应力强度因子K超过KISCC，晶粒发生穿晶断裂，其速率在10-7～10-6m/s之间。K继续增大，开裂速率保持在一定值之后，当裂纹尖端真应力超过锆合金屈服强度，则发生韧性破裂，破裂速率进一步上升。锆合金开裂速率随应力强度因子K的变化关系如图1所示。

其中，Y是与试件几何形状、载荷条件、裂纹位置有关的形状系数，σ是试件所受真应力，a是裂纹深度。对于特定裂纹深a的试件，存在某真应力σC，使得超过它时，ISCC进入第（III）阶段，穿晶断裂发生，对应的K称为碘致应力腐蚀开裂的应力强度因子阈值，简称KISCC，代表材料抵抗裂纹失稳扩展的能力[2]。一旦K超过KISCC，裂纹以穿晶断裂的扩展方式发展，开裂速率急速上升[3]（图1）。

反应堆中，当芯包闭合发生PCI作用，包壳周向产生拉应力。若锆合金应力强度超过KISCC，裂纹开裂速率加快，燃料棒则有破裂的危险，因此，研究和建立的计算模型在实际工程应用和燃料包壳破裂失效的判断中有着重要的意义。

1 KISCC模型的建立

ISCC 的发生是多因素共同作用的结果，可能涉及到的因素有碘浓度、氧分压、温度、局部塑性应变、应力强度因子、应变率、应力水平和方向、晶向、织构。其中，影响KISCC最为重要的因素有以下四个：

（1）织构

（2）包壳温度

（3）快中子注量（E>0.1MeV）

（4）碘浓度

本节就以上四个重要因素展开讨论，通过数据拟合得到KISCC的四影响因子模型，并在此基础上建立计算KISCC的模型公式。

1.1 定量的选取

KISCC模型的建立主要是通过控制变量的方法，即先确定某条件下的KISCC为定量值，然后固定三个影响因素，拟合KISCC随另一影响因素的变化趋势。若数据不适合进行这样的处理时，则该定量做为归一化因子。本文中，取垂直于开裂面方向的织构为0.33，包壳温度350℃，未接受辐照，碘分压100Pa时锆合金的应力强度因子阈值13.06MPa m0.5做为定量[4-5]。

1.2 织构

800℃以下时，锆单晶是密排六方晶体，由它组成的晶粒在某些方向上的聚集排列叫做织构。图2是ISCC发生穿晶断裂的断面图[6]，准解理区由基平面组成，属于脆性断裂，而沟槽壁位于棱柱面上，属于韧性断裂。碘吸附在基平面上可使表面自由能大大降低， ISCC裂纹在基平面上的扩展加速[7]。准解理面与沟槽壁垂直，塑性变形不对基平面上的张应力起作用，所以基平面与作用力的相对取向是一个关键参数，而且织构的影响最为显著。

恒应力和断裂力学试验确证了当基平面与宏观断裂表面趋向一致时，ISCC的敏感性增加[8]。对于锆包壳管，由于芯块膨胀引起的张应力就是周向应力，最佳的织构是基轴与包壳径向平行。

织构对锆合金的KISCC有着重要的影响[9]。当基平面平行于开裂面的晶粒份额增加，即该方向上织构因子f增加时，穿晶断裂的可能性增加，KISCC值减小。

图3 是去应力态和再结晶态锆合金KISCC随织构因子的变化趋势[9]。使用13.06MPa・m1/2对KISCC进行归一化，并利用最小二乘法拟合得到两种不同退火状态下KISCC的织构影响因子：

1.3 包壳温度

温度对KISCC的影响比较复杂。温度升高，加快裂变气体释放，腐蚀环境恶化[4]，加快碘在锆合金中扩散速度，影响晶粒内部杂质的含量，残余应力的分布，合金的周向受力状态等。但从作用效果上，可将温度的影响集中在两个方面研究[4]：

1）降低材料强度而增加材料韧性，促进裂纹尖端的应力释放；

2）加快腐蚀介质碘对锆合金的腐蚀作用；

这两个方面对碘致应力腐蚀开裂的敏感性产生的影响是截然相反的。当温度升高时，一方面，由快中子和点阵原子碰撞所产生的损伤逐渐被驱除，减轻了中子辐照的硬化效应，使得裂纹尖端的应力更容易因局部塑性变形而释放，有利于缓解ISCC，提高KISCC。另一方面，环境中的碘向裂缝的传质速率加快，使裂纹尖端碘浓度增加。碘浓度增加增大碘浓度梯度，促进碘的晶界扩散，碘对晶界的弱化作用加强，裂纹在晶界上的扩展更容易。

温度升高带来的韧性增加可用力学性能回复系数[11]表示：

而碘在包壳中的扩散系数用Einstein- stokes公式[12]表示形如：

（4）式若用taylor公式展开，其二次函数就有很好的精度，而（5）为正比例函数。两种函数之间的位置关系可概括为相离，一个交点、两个交点（图4）。它们之间的位置关系反应了不同温度范围内两种作用效果的主导优势转化。当韧性增加占优势时，KISCC增加；当扩散占优势时，KISCC减小。这样，在整个温度范围内适合用三次多项式拟合KISCC的温度影响因子。

但是，表1中数据集中在300～400℃之间，并不在整个温度范围内，为了提高精度和公式的光滑度，采用二次多项式形式的e指数拟合温度影响因子：

材料受辐照后，微结构改变（沉淀相的定型化或再溶解，合金元素析出到晶界），大团点缺陷的产生使塑性变形更加困难，内层包壳还会受到反冲核的直接损伤[13]。随着中子注量增加，ISCC破裂应力逐渐提高，当中子通量在1019-1020n/cm2时，该应力达到最大值，随后则随中子通量的增加而降低[14]。

表2给出了各种不同中子注量条件下，锆合金KISCC值，单从快中子注量来比较KISCC，这两者之间并不存在直接的关系，但是从它们接受辐照后KISCC的下降幅度，即Kir/K0的比值来看，该比值随着剂量的升高而增大（表3）。

因此，考虑快中子注量影响因子形如：

由公式（8）的预测知道，当材料所接受的快中子注量为3.0068×1019n/cm2时，与未辐照时的应力强度因子阈值相等，根据罗尔定理，快中子注量在0至3.0068×1019n/cm2时，存在Kir/K0的极值（极大值）。前面提到，当中子通量在1019-1020n/cm2时，材料破裂应力有最大值，因此，该最大值对应的快中子注量的范围可缩小在1019-3.0068×1019n/cm2之间。

1.5 碘浓度

随着碘分压增加，碘浓度梯度增大，加快碘的晶界扩散，促进沿晶开裂。同时，裂纹扩展过渡到快速的穿晶断裂方式时对应的应力强度因子越低，增强锆合金发生ISCC的敏感性[5]。

由于温度波动引起碘饱和蒸汽压的变化较大，文献中多以碘分压的数量级来表示碘浓度，当碘分压为98kPa时，碘的面浓度近似为0.2mg/cm2[15]，因此，可估计碘分压P与其面浓度I2之间的换算关系为：

I2=2.0408×10-6P（9）

使用13.06MPa・m1/2对文献中数据进行归一化处理，并与换算后的碘浓度制成表4。使用乘幂的形式，对碘浓度影响因子进行最小二乘法拟合，得到关系式为：

1.6 KISCC计算模型的建立

综合上述织构、温度、快中子注量、碘浓度四个影响因子，可得出KISCC的模型：

其中：

将公式（11）的预测结果与试验数据比对（图5），被圈起来的数据点是没有被用于公式拟合的点，从图上可以看出大部分相对误差在±20%以内。

2 ISCC 开裂速率模型修正

式中，I2代表碘浓度（mg/cm2），T为包壳温度（K），σ为真应力（pa），a为裂纹深度（m）。实际上，锆合金发生ISCC穿晶断裂时，其速率为10-7～10-6m/s[10]，而由公式（12）的预测结果却趋近于10-8m/s，与实际情况不符。故对公式（12）的预测结果提高两个数量级开裂速率提高两个数量级（图6）。

另外，ISCC的裂纹生长过程主要分为晶间腐蚀，穿晶扩展，韧性撕裂。当KI超过KISCC时，裂纹生长模式转为穿晶扩展，开裂速率急速上升并在一段应力强度范围内维持某恒定速率。随着裂纹深度的继续增长，KI逐渐增大，当周向真应力σ超过屈服强度σy时，开裂模式转为韧性撕裂，此时开裂速率又是急速上升。公式（12）并不能反映上述裂纹生长模式的转变过程，使得公式的拟合与实验结果相差较远。因此，考虑为公式（12）添加修正因子：

其中，系数A和B是跟包壳材料相关的系数，理想情况状态下修正因子的添加不改变原公式数值，该修正因子为1，如图7所示的虚线。

文献[18]中，KISCC=4.8，σy=220MPa，包壳厚度L=900μm，固包壳最大所能承受的应力强度因子

将理想修正因子与（13）式的交点放于平台中点，得到A=3.15。分别取B=10， 20， 55， 110， 220 发现随着B的增大，实线在屈服强度处越来越陡峭，且当B>110时，这种陡峭趋势已经不是很明显（图7），固取B=110。结合公式（12-13）得到最终ISCC开裂速率公式：

将式（15）与实验数据[18]对比，得到图8所示结果。图中点划线为公式（12），实线为经过修正后的公式（15），星号为实验结果，虚线为文献中公式da/dt=3.9×10-7 ln（KI /4.8）。从图上可以看出，经过修正后的公式能更好的反应实验结果的变化趋势。

3 结论

本文利用文献中的试验数据，拟合KISCC的四影响因子，建立碘致应力腐蚀开裂的应力强度因子阈值模型，修正了开裂速率公式，得到结论如下：

（1）KISCC计算模型考虑到了材料织构、包壳温度、快中子注量、碘浓度、材料类型和热处理状态六个方面。经误差分析，除部分点之外，该模型的大部分相对误差在±20%之内。

（2）在快中子注量影响因子的建模过程中，采用无辐照情况下锆合金的KISCC做归一化因子，使不同实验条件下的数据有了对比和拟合的可能性。预测当快中子注量的范围在1019～3.0086×1019 n/cm2之间时，KISCC有最大值。

（3）对原ISCC开裂速率公式添加了修正因子，得到的计算结果与实验数据吻合较好。

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篇9

Modeling and simulation of SCR reaction in a power plant

Liao Li， Yang Pengzhi

Key Laboratory of Low-grade Energy Utilization Technologies and Systems， Chongqing University， Ministry of Education， Chongqing 400044， PR China

Abstract： The SCR （selective catalytic reduction） technique is an advanced way to removal NOx from the flue gases in coal-fired power plants. Based on the Langmuir adsorption-desorption model and Eley-Rideal reaction mechanism， a dynamic mathematical model is established in this paper to focus on the nitrogen monoxide concentration at the outlet of the SCR reactor . In additional， identification technique is applied to obtain the exact value of certain kinetic parameters based on the data from a power plant and the assumption that the pre-exponential factor for the DeNOx reaction KNO is a variable which is affected by the NH3/NO concentration ratio at the inlet of the SCR reactor. The SCR model is tested in static state situation and dynamic state situation in different loads in the power plant .The result of simulation suggests that： A）these parameters gained from identification and the SCR model can suit the real SCR reaction in this power plant .B） Temperature， ammonia concentration， nitrogen monoxide concentration as well as gas velocity play crucial roles in SCR reaction .C）In the power plant， the amount of ammonia supply， the control of NH3/NO concentration ratio are effective methods to ensure the nitrogen monoxide concentration at the outlet of the SCR reactor stays in an appropriate range especially in the load up process or load down process.

Keywords： SCR； modeling and simulation； identification； power plant operation

τ诟玫绯В相比于温度和进口NO的影响，NH3的增加对于脱硫效率的提高较为缓慢，如图3（b）、图6。表3也可以看出，该厂需要的供氨量也很大，氨氮比偏高，在1.4以上，尤其是在负荷变化时，需要更大的氨量，其氨气逃逸量控制在0.015PPM-0.03PPM左右，符合排放标准。在实际运行中，升降负荷时，需提前增大供氨量，保持氨氮比变化率在0.01以内。并随时监视出口NO和NH3的排放量，防止排放超标（该厂出口浓度大于200mg/m3即为超标排放）。

（4）温度与NO共同扰动

选取机组某500MW时稳定状态时的参数值。 图7中，5s时刻，进口NO浓度突然升高至962mg/m3，出口NO的浓度相应的增大至68mg/m3 。 15s时刻，突然增加进口烟气温度至385℃，催化效应增加，出口NO浓度减小，直至25s处，保持温度385℃，进口NO浓度降至924 mg/m3。此时可见出口NO浓度减小至56 mg/m3。 变化过程和趋势符合实际的变化。

六、结论

1依据Langmuir吸附层模型、E-R反应机理、建立反应器出口NO浓度变化的模型，其中未知参数采用多次辨识的方法获得，假设KNO是一个与氨氮比变化率有关的函数，通过拟合得到关系式 。仿真过程的关键是确定不同阶段的负荷时起始修正系数 ，负荷变化时根据前后时间段氨氮比变化率乘以相应 。模型能够较为真实的反应机组运行时出口NO浓度的变化趋势和相应数值，最大误差控制在25%以内。

2模型验证和仿真过程中，反应温度升高、烟气流速降低有利于催化反应的进行，入口NO浓度降低、供氨量增加亦能减小出口NO排放量。

3模型能够对该电厂的脱硝运行过程进行分析和预测，为运行中提供指导防止排放超标：1）入口NO量（通过煤质、负荷）、反应温度、供氨量的控制是保证脱硝效率的主要手段；2）从仿真试验中，该电厂催化剂在360℃-380℃之间温度的增加使得催化效率能明显提高。运行过程中，机组在550MW-660MW时，将烟气温度控制在375℃-385℃之间。400MW-550MW时，应将烟气温度控制在365-375℃。300MW-400MW时，将烟气温度控制在360℃-365℃；3）控制供氨量是运行中保证出口浓度的最主要手段。升降负荷过程中，进口NO浓度变化较大，出口浓度变化剧烈。加入的NH3反应有滞后性，负荷变化时，应提前增减供氨量。确保前后5s内氨氮比变化率控制在0.01以内，即每分钟供氨量的增减控制在30kg/h以内。

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中图分类号 TP 文献标识码 A 文章编号 1673-9671-(2012)012-0175-01

循环流化床锅炉作为燃烧适应性强、污染低、负荷调节性能好的燃煤技术，已经成为燃煤技术的主力军。随着人们对电力的需求逐渐增长，循环流化床锅炉的数量在我国呈现逐年递增的态势, 循环流化床锅炉数量的迅速增多，给其运行的自动化提出来更高的要求。循环流化床锅炉自动控制系统要调节的变量很多，有主蒸汽压力、主蒸汽温度、料床厚度、料床温度、汽包水位、一次风量、引风量、给水流量等，本文主要阐述循环流化床锅炉中的燃烧系统和汽水系统的自动控制方案。

1 循环流化床锅炉燃烧系统控制方案的设计

循环流化床锅炉燃烧控制系统的主要任务是在确保安全运行、经济燃烧以及环保的要求下，使燃料燃烧所产生的热量尽快地适应负荷的要求。循环流化床锅炉燃烧控制的难点是：①煤质煤量的变化使得燃烧控制系统不稳定甚至很难发挥作用；②负荷变化能够引起床温的显著改变；③影响燃烧效率的因素很多，例如：一、二次风配比、燃煤颗粒和床温等。针对以上难点，本文从以下几个方面进行燃烧系统设计。

1.1 氧量校正环节

为了合理燃烧和节约能源，通常采用过剩空气系数来实现低氧燃烧，过剩空气系数的理想值是1，但是由于影响循环流化床锅炉燃烧状况的因素众多，再加上各种干扰因素的频繁出现，因此在实际控制中该系数的取值范围一般为1.02～1.10。同时为了消除炉压变化引起炉子漏风、燃料热值波动、锅炉进料和出料时空气进入等干扰因素对燃烧效果的影响，在设计氧量校正环节引入排烟含氧量对过剩空气系数进行校正，从而实现氧量的闭环控制，提高了抑制干扰的能力，最终确保锅炉处于最佳燃烧状态。

1.2 负荷调节方案

由于主蒸汽压力的变化直接反映出供热负荷的改变，因此，主蒸汽压力是反映循环流化床锅炉经济、安全运行的重要参数之一。为了适应供热负荷的变化，通过调整锅炉的风量、给煤量来实现。在负荷调节方案设计时，一般采用主汽流量信号作为前馈调节，为了消除燃烧率变化引起的干扰，本文采用经过动态补偿后的能量平衡信号作为前馈补偿信号。这样就起到负荷扰动时锅炉燃烧快速响应，确保了燃烧的稳定性。

1.3 给煤调节方案

1）热量信号的组成。当主蒸汽压力不变时，通常用热量信号代替给煤量，然后再用主蒸汽流量代替热量信号。这种替代在静态情况下是合理的。但是，在动态性能下，系统的热量信号不仅包括主蒸汽压力，还包含锅炉的蓄热能量，而蓄热能量和汽包压力密切相关。因此改善循环流化床锅炉自动控制系统的动态性能，本文在设计给煤调节方案时热量信号由蒸汽流量信号和汽包压力信号两部分组成。2）负荷床温调节。由于不同的负荷，要求的锅炉床温度不同，负荷床温调节环节的主要任务是调整煤量、煤质的变化。当负荷处于稳定状态时，采用床温信号调整和补偿给煤量，确保床温信号保持在稳定的范围之内。当床温过高时，减少一点给煤量；当床温偏低时，增加一点给煤量。

1.4 风量调节方案

1）总风量调节。循环流化床锅炉总风量的调节是通过一次风量调节和二次风量的调节来实现的，其中一、二次风的分配率要根据锅炉厂的资料进行确定，在实际的控制过程中，也可根据现场的实际情况做适当的调整。2）一次风量调节。对于循环流化床锅炉而言，一次风的作用是用来保证物料处于良好的流化状态，从而维持正常的物料循环。一般情况下，一次风量要占到总风量的40%～60%之间，由于不同的锅炉该数值不一，在实际的应用过程中还要进行适当的调整。由于循环流化床锅炉的正常燃烧要求床温维持在一定的范围之内，因此，一次风量的设计还要综合考虑床温控制。3）二次风量调节。循环流化床锅炉中二次风的主要作用是协助悬浮段中微小煤炭粒子充分燃烧。二次风量调节通过控制二次风挡板的开度实现，从而确保燃料的充分燃烧。

2 循环流化床锅炉汽水系统控制方案的设计

循环流化床锅炉汽水控制的目标是在确保锅炉和汽机安全、经济运行的前提下，控制锅炉主蒸汽温度在合理范围内、锅炉给水流量能够满足蒸汽负荷的要求。根据汽水系统特性，本文从主蒸汽温度控制和汽包水位控制两个方面阐述汽水系统的控制方案设计。

2.1 主蒸汽温度控制方案的设计

1）主蒸汽温度特性分析。对于热电厂中循环流化床锅炉而言，主蒸汽温度过高会导致汽机高压缸和过热器承受过高的热应力而损坏；主蒸汽温度过低，则会降低机组的热效率，影响锅炉的经济性能。因此，主蒸汽温度控制系统是确保机组稳定运行和提高机组热效率的重要组成部分，由于影响主蒸汽温度的因素很多，例如减温水流量、进入过热器的热焓、蒸汽负荷、火焰中心位置等。在各种扰动因素的影响下，汽温调节对象的动态特性有一定的惯性和滞后特性，因此主蒸汽温度的控制也是循环流化床锅炉各个控制对象中较复杂、困难的一项。2）主蒸汽温度模糊控制器的设计。为了确保主蒸汽温度在大多数情况下维持在480℃，通常情况下主蒸汽温度控制方案采用串级PID控制器，该方案具有容易实现、结构简单等特点。但是由于主蒸汽温度的对象特性具有滞后性、非线性、不确定性、变化性等特点，再加上各种扰动因素的影响，采用串级PID控制器的控制品质得不到保证。为了提高PID控制的自适应性，本文将模糊控制引入到主蒸汽温度串级控制中，主调节器采用Fuzzy-PI复合模糊控制器，当主蒸汽温度偏差较大时，采用模糊控制和适当的PI作用能起到抑制干扰因素的作用，从而确保系统在稳定后还没有稳态误差。

2.2 汽包水位控制方案的设计

1）汽包水位特性分析。由于汽包水位间接地表现了锅炉负荷和给水之间的平衡关系，因此，汽包水位也是确保锅炉稳定、经济运行的重要参数之一。循环流化床锅炉汽包水位控制的主要任务是：①保持给水量在负荷不变时的相对稳定；②维护汽包水位在合理的范围之内。2）加权因子模糊控制器的设计。由于锅炉蒸汽负荷变化会造成的虚假水位现象，再加上汽包水位系统是一个非线性的滞后系统。为了保证锅炉汽包水位的偏差在±25 mm的范围之内，本文采用加权因子模糊控制器的设计思路，选取锅炉汽包实际水位和给定水位值之差和其变化率作为控制器的输入，自调整加权因子作为控制的输出。

3 结束语

为了实现锅炉稳定、安全、高效地运行，开发研究循环流化床锅炉自动控制技术具有重要的现实意义和经济价值。随着循环流化床锅炉的逐渐普及、计算机和人工智能技术的逐渐发展、操作人员的经验日益丰富、模糊控制和人工神经网络等智能控制方法逐步应用，循环流化床锅炉自动控制系统的设计会逐渐完善。

参考文献

[1]周俊霞,付松.循环流化床锅炉床温控制建模与仿真[J].华北电力大学学报,2003,01.