电喷摩托车发动机的燃烧优化研究
电喷摩托车发动机的燃烧优化研究
胡春明 刘 娜 李 伟
(天津大学天津内燃机研究所 天津 300072)
摘 要:介绍了电喷摩托车发动机燃烧过程优化的必要性以及自主研发的测试标定系统。电喷系统是实现发动
机燃烧优化的有效技术平台;通过电喷发动机燃烧过程的优化标定,可以使电喷发动机的动力性、经济性和排放性能等综合能力得到充分应用和发挥。关键词:燃烧优化 电喷系统 发动机 摩托车中国分类号:TK413.84 文献标识码:A 文章编号:1671-0630-(2006)04-0057-05
The I nvesti ga ti on on Co m busti on O pti m i za ti on
of M otorcycle Eng i n e w ith E M S
Hu Chunm i n g,L i u Na,L iW e i
Tianjin I nternal Combusti on Engine Research I nstitute of Tianjin University (Tianjin300072)
Abstract:This paper intr oduces the necessity of combusti on op ti m izati on for mot orcycle engine with E MS,as well as the
self -devel oped measuring and calibrating syste m.Engine Manage ment Syste m (E MS )is the effective technical p lat 2for m t o realize the combusti on op ti m izati on of the mot orcycle engine .By op ti m ized calibrati on of E MS engine combusti on p r ocess,the comp rehensive s pecificati ons on power,econo my and e m issi ons of the mot orcycle engine can be achieved in the research .
Keyword:Combusti on Op ti m izati on,E MS,Engine,Mot orcycle
引言
摩托车发动机电喷系统的控制参数对发动机的综合性能如动力性、经济性以及排放特性的影响较大。为了获得电喷摩托车发动机良好的综合性能,需要对其电喷系统的控制参数进行准确的标定,使电喷发动机按照最优的控制参数运行。由于电喷发动机的控制参数与其综合性能之间存在着复杂的内在联系,所以电喷发动机的参数标定除了从控制参数的角度研究发
动机性能指标与控制参数之间的关系外[1]
,一种重要的技术途径是从电喷发动机燃烧状况的分析来控制空
燃比和点火正时。发动机气缸燃烧压力峰值及其对应的曲轴相位角可以全面地反映燃烧状况,可用来精确标定空燃比和点火提前角
[2-3]
。
1 电喷摩托车发动机燃烧过程测试标
定系统的开发
1.1 电喷摩托车发动机燃烧过程测试标定系统的硬
件设计
电喷摩托车发动机燃烧过程测试标定系统主要由高速N I PC I 总线数据采集卡(DAQ 卡)、MOXA 智能
作者简介:胡春明(1967-),男,博士,副研究员,中国汽车工程学会摩托车分会秘书长,天津市内燃机学会秘书长。主要研究方向为内燃机电控
技术及LPG/CNG 燃气技术的应用研究。
第35卷 第4期2006年8月小型内燃机与摩托车
S MALL I N TERNAL COMBUSTI O N ENGI N E AND MOT ORCYCLE Vol .35No .4
Aug .2006
多串口卡、火花塞式缸压传感器、电荷放大器、光电编
码器、线性空燃比传感器(La mbda 计)、五组分气体排放分析仪、空气流量计、进气歧管压力传感器(MAP 传感器)及工业控制计算机等组成。整个系统以计算机为核心,通过DAQ 卡和多串口卡同步采集电喷汽油机的控制参数、状态参数和环境参数,执行数据采集、数据处理、燃烧分析、实验控制以及数据管理等功能。硬件系统如图1所示
。
图1 系统硬件平台结构
1.2 电喷摩托车发动机燃烧过程测试标定系统的软
件设计与实现
系统总体要求测控软件具备以下功能:以实时多参数采集为主,实现对所测得的影响燃烧边界条件的各种参数进行同步保存、分析、动态绘图、监控等工作;能根据测试结果对ECU 进行控制,并能实时和离线分析燃烧特征参数,求取燃烧压力升高率、放热率等。过程可视化,操作简便,具备升级及功能扩展。
根据系统设计的总体要求,研发的燃烧分析系统主要有参数设定及初始化、ECU 的控制与发动机监测、数据采集及管理和燃烧分析等4大功能。
1)参数设置及初始化
实现对整个系统的基本控制(如实验、数据采集的起止、是否保存数据、数据回放等)及相应的系统设置(包括数据采集方式、系统增益、采样数等)。
2)ECU 控制
在线实时监测和控制调整发动机ECU 点火时刻、喷油脉宽等控制参数,同时监视发动机的各项指标,通过测功系统传给上位机。
3)数据采集与管理
根据设定的采样循环数,实现高速缸压信号及其它参数的数据采集、保存、回放、监控等功能。
4)燃烧分析
燃烧分析与标定是本系统重要功能之一。可以进行实时或离线燃烧数据分析,包括“示功图分析”、“燃烧过程特征参数计算”以及“循环变动分析”等。“示功图分析”主要是对采集到的气缸压力示功图进行均化、光顺处理,然后计算压力升高率、放热率、燃烧质量分数MF B 、最大爆发压力p max 及其对应的曲轴转角等。“燃烧特征参数分析”主要是根据示功图计算燃烧的相关特征参数,包括缸内燃烧温度、EGR 率等。“燃烧循环变动分析”主要依据压力参数,用最大爆发压力p max 及其变化、最大爆发压力对应的曲轴转角的变化、平均
指示压力变动参数COV i m ep (Coefficient of Variati on )等指标来表征评价燃烧的循环变动情况。
图2a 所示为系统的主界面,可以显示记录电控发动机的状态参数和电控参数,实现对电控单元ECU 关键参数的监测和修改,完成La mbda 计读数和测功机结果的实时显示;图2b 所示为电控发动机燃烧过程中燃烧综合信息如缸内压力值、压力升高率、示功图、循环变动等的测量、分析、计算和存储等,并实时监控发动机的各项指标,如进排气温度、缸头温度、排放值等
。
图2 电喷摩托车发动机燃烧过程测试标定系统
8
5 小 型 内 燃 机 与 摩 托 车 第35卷
2 电喷摩托车发动机燃烧过程的标定
试验研究
2.1 不同点火提前角下电喷摩托车发动机燃烧特性
研究
图3所示为3500r/m in 、30%开度工况条件下, 发动机在不同点火提前角的燃烧压 图3 点火提前角对燃烧影响(3500r/m in 、30%开度, 力曲线以及相关的燃烧特性曲线。从图3中分析可以得出,随着点火提前角的加大,最大燃烧压力逐渐增加,其对应的相位角也提前,在点火提前角为50℃A 时,最大燃烧压力对应的相位角已提前到发动机上止点前。分析燃烧特性曲线还可以看出,燃烧压力升高率dp /d φ也得到增强。LPG 燃气的放热率增加,发动机的热效率得到提高,累计质量放热率增加。这主要是因为LPG 火焰传播速度慢,需要长的燃烧持续期,而增大的点火提前角有利于LPG 燃气完全燃烧和放热。但点火提前角过大虽然使LPG 燃气充分燃烧,提高了最大燃烧压力和发动机的热效率。但是,由于大部分燃烧过程已提前到发动机上止点前,发动机在压缩冲程末期,这样会消耗掉发动机的有效对外功率输出。通过燃烧过程的点火正时的分析与标定,可以确定电喷发动机的最佳点火特性。 2.2 不同点火能量下电喷摩托车发动机燃烧特性研究 图4所示为高能点火线圈和普通点火线圈在电喷LPG 发动机3500r/m in 、30%开度下的燃烧特性曲线。 高能点火线圈通过线圈匝数比的优化,获得较高的次级放电电压,使点火能量增加。分析图4中曲线可以看出,采用高能点火线圈易于点燃LPG 燃气,促进火核的形成和火焰传播,可以提高燃烧压力升高率,使LPG 燃烧更加迅速,这一点从LPG 燃烧放热率的对比中可以证实。由于LPG 燃烧初期易于点燃以及燃烧迅速,使最大燃烧压力对应的相位角提前,LPG 燃烧放热率增加,提高发动机的热效率。 2.3 不同空燃比下电喷摩托车发动机燃烧特性研究 图5是不同空燃比对燃烧的影响。从图5数据显示,随着过量空气系数 3 电喷摩托车发动机的爆震控制研究 爆震是汽油机运行过程中出现的一种异常燃烧现象。汽油发动机的正常燃烧是指由火花塞点燃混合 气,燃烧火焰以火花为中心,迅速向四周传播,将燃烧室内的混合气全部引燃的燃烧过程。爆震则是指在混合气被点燃后,火焰向外层扩散传播时,由于受到热辐 9 5第4期胡春明等:电喷摩托车发动机的燃烧优化研究 (3500r/m in、30%开度,< at =1(40℃ A)) 图4 点火能量对燃烧影响 射和压力波的冲击,火焰中心外层燃油被压缩,温度急剧升高,在火焰前锋未到达前便自动着火燃烧,于是产生了2个或数个火焰中心,它们相互抵撞,撞击燃烧室壁产生尖锐的金属敲击声的现象。 电喷发动机燃烧过程的示功图标定分析可以清晰地反映发动机缸内爆震现象的产生。据此测量与分析爆震,精度和灵敏度高,测量结果可以反映出爆震的强度等级,且能在不同的发动机之间进行比较,对于多缸发动机能对各缸的爆震强度进行分别测量, 对测量结 (3500r/m in、30%开度、40℃A) 图5 不同空燃比对燃烧的影响 果的分析处理可获得有关爆震燃烧过程的更多信息。图6所示为电喷发动机在正常燃烧及产生爆震时的缸压曲线[4]。由于发动机的缸压变化率是表征发动机爆震的特征数,所以通过对电喷发动机爆震燃烧过程的参数采集以及缸压变化率的波动分析可以进一步研究发动机爆震的产生及其控制策略。 产生爆震的原因很多,包括混合气过浓、点火提前 06 小 型 内 燃 机 与 摩 托 车 第35卷 图6 正常燃烧与爆震时缸压变化率图谱 角过早等。发动机发出最大转矩的点火时刻往往在开始发生爆震点火时刻(爆震界限)附近。对无爆震控制的点火系统,为了防止爆震的产生,其点火时刻的设定远离爆震界限,这势必会降低发动机的效率,增加燃油消耗。具有爆震控制功能的点火系统能使点火时刻与爆震界限之间保持较小的余量,这样既可控制爆震的发生,又能更有效地得到发动机的输出功率。电喷发动机的燃烧分析可以有效地实现对发动机爆震过程的控制与标定。 对于爆震信号的处理过程如图7所示。来自传感器的信号含有各种频率的电压信号,首先必须通过滤波电路,将爆震信号与其它振动信号分离,只允许特定范围频率的爆震信号通过滤波电路,再将此信号的最大值与爆震强度基准值进行比较,如大于基准值表示发生爆震 。 图7 爆震信号的处理过程 ECU 对爆震信号的采集与处理需要高运算速度、高实时性的微处理器来完成。德国英飞凌公司开发的AUDO -NG 产品家族中的32位闪存微控制器-T C1796和TC1766基于英飞凌Tri Core 处理器架构,在 单一芯片中集成了微控制器、微处理器和数字信号处理器(DSP ),可以实现发动机的爆震控制。其中,T C1766与T C1796的时钟频率分别高达80MHz 及150MHz,分别带有1.5MB 及2MB 的嵌入式闪存,大大 提高了信号采集及运算处理速度。其高速模/数转化器可以无需外部滤波器就能进行发动机爆震信号的分离 [4] 。灵活的多主机中断系统、多个中断优先级、快速 中断响应等功能使T C1766及T C1796能够实时、并行处理包括爆震控制的多重任务 [5] 。 4 结束语 自主开发的电喷摩托车发动机燃烧过程测试标定系统通过分析发动机燃烧状况来优化电喷系统控制参数。通过标定试验可知,空燃比、点火正时的控制及点火能量的提高对于电喷发动机的燃烧优化都起到重要的作用。利用高性能微处理器可以实现电喷发动机对于爆震的控制,同时更有效地得到发动机的最大输出功率。通过电喷发动机燃烧过程的优化标定,可以使电喷发动机的动力性、经济性和排放性能等综合能力得到充分应用和发挥。 参考文献 1 姜述刚,黄海燕,朱辉,等.电控车用汽油机的标定系统和 标定试验[J ].汽车技术,1999(2):20～22 2 夏广文,张云龙,韩韶辉,等.汽油机电控系统标定试验方 法的研究[J ].内燃机工程,2002,23(4):82～85 3 Palj oo Y Seungbu m P and Myoungbo S .Cl osed -l oop Contr ol of Spark Advance and A ir -Fuel Rati o in SI Engines using Cylinder Pressure[C ].S AE000933 4 Moha med Anas,R.J.Paling .Real -ti m e Combusti on Knock Pr ocessing U sing a Single I nstructi on Multi p le Data Aut omo 2tive PowerPC Syste m -on -a -Chi p.Contr ol Conference,2004.5th A sian,Volu me 1 5 App licati on Note,“Engine knock detecti on using TC1796”, I nfineon AG 6 Technol ogy Media,"英飞凌面向汽车系统的130纳米嵌入 式闪存微控制器实现量产",www .infineon .com (收稿日期:2006-07-13) 1 6第4期胡春明等:电喷摩托车发动机的燃烧优化研究 #2 炉优化调整 机组稳定运行已有3个多月，但在调试结束后我厂#2机组在3月份前在满负荷时床温在960℃左右，总风量大，风机电流大，厂用电率居高不下，一直困扰着我们。通过三个月的分析、调整，近期床温整体回落，总结出主要原因有以下两点： 一、煤颗粒度的差异。前一段时间负荷300MW时床温高炉膛差压在,下部压力，近期炉膛差压在，下部压力,这说明锅炉外循环更好了，分离器能捕捉更多的物料返回炉膛，同时也减少了飞灰含碳量，否则小于1mm的煤粒份额太多分离器使分离效率下降,小于1mm 细颗粒太多就烧成煤粉炉的样子，从而导致高床温细颗粒全给飞灰含碳量做贡献了，大于10mm煤粒太多就烧成鼓泡床了，导致水冷壁磨损加剧爆管、冷渣器不下渣和燃烧恶化等一系列问题，所以控制好入炉煤粒度（1—9mm)是保证燃烧的前提，当煤颗粒度不合适时只能通过加大风量使床温下降，在煤颗粒度不合适时加负荷一定要先把风量加起来，否则负荷在300MW时床温会上升到接近980℃，甚至会因床温高被迫在高负荷时解床温高MFT保护，如果处理不当造成结焦造成非停。所以循环流化床锅炉控制煤粒度是决定是否把锅炉烧成真正循环流化床最为重要的因素，可以说粒度问题解决了，锅炉90%的问题都解决了，国内目前最好的煤破碎系统为三级筛分两级破碎。 二、优化燃烧调整。3月份以来#2炉床温虽然整体下降，但仍不够理想，由于我厂AGC投入运行中加减负荷频繁，所以在负荷变 化时锅炉床温变化幅度较大，在最大出力和最小出力时床温相差接近200℃，不断的调整风煤配比使其达到最优燃烧工况，保证床温维持在850℃-900℃。负荷150MW时使总风量维持32万NM3/h左右,一次流化风量21万NM3/h,二次风量11万NM3/h左右，同时关小下二次风小风门（开度20%左右,减小密相区燃烧，提高床温）和开大上二次小风门（开度40%左右，增强稀相区燃烧，提高循环倍率），可使床温维持850℃左右，正常运行中低负荷时一次风量保证最小临界流化风量的前提下尽可能低可使床温维持高一点，以保证最佳炉内脱硫脱硝温度。负荷300MW时总风量维持62万NM3/h左右，一次风量27万NM3/h左右,二次风量35万NM3/h左右，同时开大下二次小风门（开度80%左右，增强密相区扰动，降低床温），关小上二次小风门（开度60%左右，使稀相区进入缺氧燃烧状态），因为东锅厂设计原因，二次上下小风门相同开度情况下上二次风是下二次风风量的三倍，所以加减负荷时根据负荷及时调整二次小风门开度对床温影响较大。高负荷时在床温不高的情况下尽量减小一次风，以达到减少磨损的目的，二次风用来维持总风量，高负荷时床温尽量接近900℃，以达到最佳炉内脱硫脱硝温度，同时加负荷时停止部分或全部冷渣器，床压高一点增强蓄热量可降低床温，减负荷相反，稳定负荷后3台左右冷渣器可保证床压稳定。 在优化燃烧调整基本成熟的基础上，配合锅炉主管薛红军进行全负荷低氧量燃烧运行,全负荷使床温尽量靠近900℃。根据#2炉目前脱硝系统运行情况，负荷150MW时根据氧量及时减减小二次风， 【基础知识】 1.化学是一门以为基础的学科，许多重大发现和研究成果都是通过________得到的。通过________以及对________________的观察，记录和分析等，可以发现和验证________________，学习________________的方法并获得________________。 2．观察主要指用眼、鼻、耳、手等方式或借助仪器了解实验。 3.火焰分层，从内到外是、、。 4.点燃前，切一小块石蜡，把它放入水中，蜡烛，说明蜡烛的密度 ，且。 5.蜡烛燃烧生成了和。 6.蜡烛熄灭后的白烟是，可以点燃。 7.在实验探究中： 一要关注物质的，如颜色、气味、状态、硬度、密度、熔点、沸点等； 二要关注物质的，如石蜡燃烧时是否熔化等； 三要关注物质的及其，如发光、放热、有气体生成等。 8．科学探究的方法主要包括提出、做出猜想或、制定、进行（实验步骤）、收集证据（包括观察到的现象、测定到的数据或其他资料）、分析、解释与结论。 9.用元素名称或符号填空 H________ B________ O________ N________ Ne________ Na________ 镁________ 铝________ 硅________ 磷________ 硫________ 氯________ 【巩固练习】 10.蜡烛在空气中燃烧生成了（） A.水 B.二氧化碳 C.水和二氧化碳 D.大量灰烬 11.下列有关蜡烛的叙述，错误的是（） A.蜡烛燃烧时，火焰分为三层 B.蜡烛浮在水面，说明它的密度比水大 C.蜡烛在空气中燃烧有明亮的火焰，稍有黑烟，放出热量 D.蜡烛燃烧后的产物是水和二氧化塘 12.有关化学实验下列叙述不正确的是（） A.化学实验要勤于动手 B.化学实验要善于观察 C.化学实验要少做少看 D.化学实验要互相协作 13.古代在炼丹术和炼金术为化学发展为一门科学做出了一定的贡献。下列有关炼丹术和炼 金术的说法中没有科学道理的是（） A.“点石成金”使“贱金属”变为“贵金属”，追求“长生不老” B.发明了很多化学实验工具 锅炉燃烧优化调整方案 为提高锅炉效率，降低辅机耗电率，保持煤粉“经济细度”的要求，力争机械不完全燃烧损失和制粉系统能耗之和最小；保证锅炉设备安全、各经济指标综合最优和环保参数达标排放，制定以下燃烧优化调整方案： 1、优先运行A、B、C、D层煤粉燃烧器，低负荷时运行 B、C、D层煤粉燃烧器，负荷增加时，根据需要依次投入E、F层煤粉燃烧器，运行中应平均分配各层燃烧器出力（可通过各分离器出口风粉温度、压力是否一致判断，通过调整各容量风门偏置维持各容量风门后磨煤机入口风压一致来实现），各层煤粉燃烧器出力应在24～28t/h（根据单只燃烧器设计热负荷，19.65MJ/kg热值对应出力6.1t/h，17.5 MJ/kg 热值对应出力 6.85t/h）,单侧运行的磨煤机出力不得超过30t/h（通过节流单侧运行磨煤机热风调节门，维持单侧运行磨煤机总风压偏低正常双侧运行磨煤机0.7～1.0kPa，调整容量风门偏置来实现），在此原则基础上，及时减少煤粉燃烧器运行层数或对角停运燃烧器，一方面，可发挥低氮燃烧器自身的稳定能力，另一方面，较高的煤粉浓度有利于在低氧环境中，集中煤粉挥发分中的含氮基团将NO还原为N2，此外，运行下层燃烧器增加了煤粉到燃尽区（富氧区）的停留时间，可充分利用含氮基团将NO还原为N2，从而降低SCR 入口NOx。 2、锅炉氧量保持：（1）供热期，负荷150～180MW氧量 3.0～5.0%；负荷180～210MW氧量 2.5～ 4.0%；负荷大于210MW氧量2.0～3.2%。（2）非供热期，负荷150～200MW氧量3.2～ 5.5%；负荷200～250MW氧量2.7～4.0%；负荷大于250MW氧量2.0～3.5%。（3）正常情况下，锅炉氧量按不低于2.5%保持，不能超出以上规定区间；环保参数超限，异常处理时，氧量最低不低于1.5%,异常处理结束后应及时恢复正常氧量。通过以上原则保证锅炉不出现高、低温硫腐蚀、受热面壁温超限、空预器差压增大，同时为降低飞灰含碳量、再热器减温水量、排烟温度、引送风机耗电率提供保障。 3、运行中保持二次风与炉膛差压不低于0.3kPa，掺烧贫瘦煤较多时，周界风风门开度在锅炉蒸发量500t/h以下可关至10%（周界风量太大时，相当于二次风过早混入一次风，因而对着火不利），大负荷时周界风风门开度不超过35%，除保持托底二次风至少70%以上开度，其余二次风采用倒塔配风方式。 4、燃尽风量占总风量的20～30%（燃尽风量之和与锅炉总风量的比值）,低负荷压低限，优先使用下层燃尽风，锅炉蒸发量600t/h以下最多使用两层燃尽风（燃尽风使用原则：锅炉蒸发量430t/h以上燃尽风A层开50～80%；锅炉蒸发量500t/h以上燃尽风B层逐渐开启至全开；锅炉蒸发 摩托车振动舒适性分析与改进 徐中明1 张志飞1 周 坤2 罗春其2 苏周成1 1.重庆大学机械传动国家重点实验室,重庆,400030 2.重庆建设摩托车股份有限公司,重庆,400050 摘要:从车体动态特性分析入手分析研究摩托车振动舒适性。以某125摩托车为例,采用仿真和试验相结合的方法分析摩托车车架、车架挂发动机的模态特性,建立了一种有效的简化了的车架挂发动机有限元模型。分析了发动机对车体动特性的影响,以及车体动特性与激励的匹配关系。针对该车架提出了改进方案,模态分析表明车体结构模态特性得到了改善。整车平顺性道路试验结果表明改进后的车架较好地改善了整车振动舒适性。 关键词:摩托车;车体;模态分析;振动舒适性 中图分类号:U 483 文章编号:1004 132X(2007)24 3009 05 Analysis and Improvement of Motorcycle Vibration Comfort Xu Zho ng ming 1Zhang Zhifei 1 Zhou Kun 2 Luo Chunqi 2 Su Zho ucheng 1 1.State Key Laboratory of M echanical Tr ansm issio n,Chongqing University,Chongqing,400030 2.Chongqing Jianshe M otorcycle Co.Ltd,Chongqing,400050 Abstract :Vibration comfort of motor cycle w as analyzed and improved from the v iew of dy nam ic character istic o f motor cycle body.The modal analyses of a certain 125CC m otorcy cle frame w ith and w ithout engine w ere carried out through experimental method and finite elem ent metho d.Results show that the simplified finite element m odel o f frame w ith engine is accurate.T he effect of eng ine on modal characteristic of body and the matching o f body w ith the ex citations fro m engine and road w ere analyzed.An improved pro ject w as presented to improve mo dal characteristics of the mo to rcy cle body,and w as validated by ex perimental mo dal analy sis and r oad test of riding comfort,w hich show that the ride quality is effectively im pro ved by amended body. Key words :motorcycle;bo dy;modal analysis;v ibration co mfort 收稿日期:2006 10 23 基金项目:国家重点科技攻关项目(2004BA434C -4);教育部留学回国人员科研启动基金资助项目(2004-527) 0 引言 摩托车的振动舒适性已成为评价摩托车的一个重要指标。目前对如何评价摩托车振动舒适性,还没有国家标准可供参考。缪文泉等[1]进行了平顺性道路和台架试验,但只测量了座位处垂直振动,也没有明确振动分析频率范围。顾乾坤[2] 开展了一些研究工作,但没有明确应该以哪些部位的振动来评价摩托车的整车振动舒适性。文献[3-5]在深入研究振动评价研究成果的基础上,通过大量试验提出了摩托车平顺性评价方法,能很好地评价摩托车整车振动舒适性,并得到了实际应用。 摩托车振动舒适性的好坏受到许多因素的影 响,如悬架系统参数、车轮跳动量、坐垫处刚度、车体结构动态特性、发动机激励、路面激励以及它们之间的相互匹配关系。摩托车车架作为摩托车的骨架,承受着行驶过程中的动载荷和静载荷,并通过前后减振器和坐垫将发动机和路面激励传递到驾驶员,其动态特性是影响舒适性的重要因素。而发动机由于具有较大的质量和体积,对车架结构动特性具有较大影响。 国内对摩托车车架的动态特性进行了大量的分析研究[6,7] ,但多针对车架,忽略了发动机的影响。有部分研究针对摩托车整车动态特性进行分析[8] ,但由于整车的非线性影响因素较多,其实用性和可靠性有待验证。有研究人员对车架挂发动机进行了仿真分析和改进研究[9],还有研究以改善振动为目标对车架、悬架参数进行优化[10],但缺乏检验,也未结合整车振动进行研究。 本文从车体结构动特性的角度研究振动舒适 3009 摩托车发动机基础知识 按排量大小分： ●50ml及以下：助力车 ●50ml-250ml: 小排量摩托车 ●250ml以上：大中排量摩托车 按发动机类型分： ●四冲程摩托车 ●二冲程摩托车 按车身结构分： ●跨骑式摩托车 ●踏板式摩托车 ●摩托车发动机气缸的数量 ●常见发动机气缸数量有单缸、双缸、三缸、四缸、六缸。 ●我们平常所接触到的发动机多数是单缸。 排量大(通常超过150ml)的发动机才采用多缸布置 发动机分类 发动机按工作原理分类 二冲程发动机曲 轴 一 个 回 转 ， 完 成 一 个 做 功 循 环 燃 料 与 润 滑 油 预 先 混 合 ， 同 时 进 入 气 缸 ， 燃 料 燃 烧 做 功 ， 润 滑 油 顺 缸 壁 流 淌 润 滑 ， 多 余 的 随 废 气 排 出 无 配 气 机 构 ， 结 构 紧 凑 ， 重 量 轻 ； 启 动 速 度 快 ， 噪 音 大 ， 污 染 大 ， 燃 油 经 济 性 不 好 四冲程发动机 曲 轴 两 个 回 转 ， 完 成 一 个 做 功 循 环 独 立 供 油 系 统 ， 润 滑 油 循 环 使 用 二冲程的使用范围：助动自行车、二冲程摩托车、凿岩机、割草机、小型发电机、链锯、雪撬、船用舷外桨机及小型农林耕作机械 ?摩托车发动机大体上由下列几部分组成 ? 1.机体:包含气缸头.气缸体.气缸垫.曲轴箱等;它的作用是支承和安装发动机的其它 零部件,承受发动机工作时产生的各种冲击力和扭矩. ? 2.曲轴连杆机构:曲轴,活塞.活塞环.活塞销等,它的主要作用是将活塞的往复直线运动 变为曲轴的旋转运动,从而输出功率并带动有关附件工作. ? 3.配气机构:凸轮轴组合.气门.气门弹簧.锁夹.摇臂.摇臂轴等,其作用是及时地将可燃 混合气吸入燃烧室,并及时将废气排出,以保证发动机正常运转工作. ? 4.燃料供给系统:化油器.燃油开关等,主要作用是按照发动机的不同工况,供给发动机 空气与汽油比例适当.足够的可燃混合气. 课题1 物质的变化和性质练习题 姓名： [夯实基础题] 1.青色的生虾煮熟后颜色会变成红色。一些同学认为这种红色物质可能就像酸碱指示剂一样，遇到酸或碱会发生颜色的变化。就这些同学的“看法”而言，应该属于科学探究中的( ) A 观察 B 实验 C 假设 D 结论 2.小红同学在化学实验课上建议，用碘水可将淀粉溶液与食盐溶液区分开来，这个环节属于科学探究中的( ) A 提出建议 B 交流评价 C 设计实验 D 作出结论 3.点燃蜡烛时，对实验现象描述错误的是( ) A先熔化后燃烧 B火焰分为三层，最外层最亮 C生成水和二氧化碳 D罩在火焰上的烧杯内壁出现水杯 4.通过观察蜡烛的燃烧以及对燃烧产物的实验探究，得出的结论是( ) ①火焰温度最高处是外焰②蜡烛燃烧能生成二氧化碳 ③蜡烛燃烧能发光发热④燃烧发生了化学变化 A只有①②③ B只有②③④ C只有④ D①②③④ 5.关于蜡烛性质的叙述，不正确的是( ) A蜡烛燃烧时只发生化学变化 B在常温下，蜡烛呈固态，不溶于水，密度比水小 C蜡烛燃烧后生成的气体可以使澄清石灰水变浑浊 D蜡烛的焰心温度最低 [整合提高题] 6.实验室里有一瓶标签残缺的盐酸。为了能立即确定它是否为浓盐酸，你认为下列做法合理的是( ) A 猜想假设 B 查阅资料 C 进行实验 D 交流讨论 7.小军同学在做家庭小实验时，向热的大米粥中加碘酒，发现未变蓝色。面对“异常现象”，他采取的做法错误的是( ) A向老师请教 B查找有关资料，探究原因 C反复实验，并观察是否有相同现象 D认为自己做错了，继续做其他实验 8.蜡烛的主要成分是石蜡，刚熄灭时，烛芯会冒出一缕白烟，燃着的木条只碰到白烟，便能使蜡烛复燃，此白烟可能是( ) A 氮气 B 水蒸气 C 二氧化碳 D 石蜡的固体小颗粒 9.在做蜡烛及其燃烧实验的探究活动中，小明发现罩在火焰上方的烧杯内壁被熏黑了。他的下列做法不正确的是( ) A反复实验，并观察是否有相同的现象 B认为与本次实验无关，不予理睬 基于声波测温的电站锅炉燃烧优化控制系统 项目建议书 华北电力大学 一目前电站锅炉燃烧系统存在的问题 1.1 共性问题 1.1.1 两对矛盾需要解决 ①锅炉效率()与污染排放(NOx)之间的矛盾 当我们追求高的锅炉效率的时候，势必要使煤粉在炉充分燃烧。要达到这一目的，则需要提高炉燃烧温度以及使用较高的过量空气系数，而这两方面都会增加污染的排放。反之，则锅炉效率较低。炉的高温燃烧还会带来水冷壁结渣等事故的发生。因此需要在两者之间做出最佳的折中选择。 ②锅炉排烟热损失()和机械未完全燃烧热损失()之间的矛盾 对于锅炉效率影响最大的两项热损失—排烟热损失()和机械未完全燃烧热损失()—而言，也存在类似的矛盾。提高炉燃烧温度以及使用较高的过量空气系数，可以降低机械未完全燃烧热损失()，但是排烟热损失()则会随之增加。因此也需要在两者之间做出最佳的折中选择。 1.1.2 四个优化问题需要解决 ①锅炉效率()与污染排放(NOx)的联合优化 通过寻找最佳的二次风门和燃尽风门组合，建立良好的炉燃烧空气动力场，可以达到锅炉效率()与污染排放(NOx)的共赢。 ②锅炉排烟热损失()和机械未完全燃烧热损失()的联合优化 通过寻找最佳的烟气含氧量(O2)设定值，可以达到锅炉排烟热损失()和机械未完全燃烧热损失()的共赢。 ③汽温控制方案的优化 联合调节燃烧器和喷水，尽量使用燃烧器摆角等方式来调节汽温而减少减温水的使用量，可以较大幅度的提高机组热效率。 ④防止炉结渣的优化 这可以通过以下方法实现：一是寻找最佳的煤粉和二次风门、燃尽风门的组合，调整均衡燃烧，防治火焰偏斜；二是调节炉膛出口温度目标值；三是组织合理的吹灰优化。 1.1.3 炉膛三个参数的测量需要解决 某125型摩托车振动原因分析及对策 摘要：通过对某125型摩托车骑行时速60公里时的振动现象分析，找到原因并采取相应的解决措施。 关键词：振动、原因分析、对策 1 引言 在摩托车新产品研制过程中，经常会遇到整车振动的现象，从方向把、坐垫、脚踏等 传来的振动让骑乘者有发麻的感觉，很不舒服。同时, 整车的振动将影响到车体部件的强 度及耐久性, 影响到电气装置的可靠性，为此，必须分析原因，找出震源并采取相应的措 施解决这一问题。 2 某125型摩托车振动原因分析及对策 振动现象及原因分析 众所周知，摩托车都有一个共振点，不同厂家不同型号的摩托车共振点不同，在共振 点上，整车的振动明显，会让骑乘者明显感到手脚发麻。因此，所有型号的摩托车都要考 虑如何避免共振点出现在骑乘者常用的骑行时速范围内，以确保骑乘者的舒适感。 我们的摩托车产品技术研发人员在开发某125型摩托车的过程中，对样车进行试车时发 现，当骑行时速达60公里时整车振动较大，手脚明显感到发麻，而这一时速恰恰是骑乘者 常用的骑行速度，因此，为了保障 绝大多数骑乘者的舒适感，必须从 技术上解决这一问题。 为了解决这一技术问题，我们 的研发人员对可能存在的震源逐一 进行排查，终于发现震源主要来自 车架的结构刚度不足。为此，研发 人员共同研讨、论证，最终一致决 定对车架上的某些结构设计进行技 术改进，提高车架整体刚度，增强 其抗震性。 解决振动现象的对策 图1 某125型摩托车车架为了解决摩托车骑行时速60公 里时出现的振动问题，我们结合多年的研发经验，通过采用排查方法，发现是由车架的结 构刚度不足所致，为此，我们对车架的结构进行改进，如加厚车架焊管壁厚、增加加强板 等（见图1）。具体措施有：1）将车架前部焊管1、2、3、4的管壁厚由 mm 加厚至，由经验 锅炉燃烧调整总结-标准化文件发布号：（9556-EUATWK-MWUB-WUNN-INNUL-DDQTY-KII #2 炉优化调整 机组稳定运行已有3个多月，但在调试结束后我厂#2机组在3月份前在满负荷时床温在960℃左右，总风量大，风机电流大，厂用电率居高不下，一直困扰着我们。通过三个月的分析、调整，近期床温整体回落，总结出主要原因有以下两点： 一、煤颗粒度的差异。前一段时间负荷300MW时床温高炉膛差压在1.5KPa,下部压力2.6KPa，近期炉膛差压在2.1KPa，下部压力3.6KPa,这说明锅炉外循环更好了，分离器能捕捉更多的物料返回炉膛，同时也减少了飞灰含碳量，否则小于1mm的煤粒份额太多分离器使分离效率下降,小于1mm细颗粒太多就烧成煤粉炉的样子，从而导致高床温细颗粒全给飞灰含碳量做贡献了，大于10mm煤粒太多就烧成鼓泡床了，导致水冷壁磨损加剧爆管、冷渣器不下渣和燃烧恶化等一系列问题，所以控制好入炉煤粒度（1—9mm)是保证燃烧的前提，当煤颗粒度不合适时只能通过加大风量使床温下降，在煤颗粒度不合适时加负荷一定要先把风量加起来，否则负荷在300MW时床温会上升到接近980℃，甚至会因床温高被迫在高负荷时解床温高MFT保护，如果处理不当造成结焦造成非停。所以循环流化床锅炉控制煤粒度是决定是否把锅炉烧成真正循环流化床最为重要的因素，可以说粒度问题解决了，锅炉90%的问题都解决了，国内目前最好的煤破碎系统为三级筛分两级破碎。 二、优化燃烧调整。3月份以来#2炉床温虽然整体下降，但仍不够理想，由于我厂AGC投入运行中加减负荷频繁，所以在负荷变 化时锅炉床温变化幅度较大，在最大出力和最小出力时床温相差接近200℃，不断的调整风煤配比使其达到最优燃烧工况，保证床温维持在850℃-900℃。负荷150MW时使总风量维持32万NM3/h左右,一次流化风量21万NM3/h,二次风量11万NM3/h左右，同时关小下二次风小风门（开度20%左右,减小密相区燃烧，提高床温）和开大上二次小风门（开度40%左右，增强稀相区燃烧，提高循环倍率），可使床温维持850℃左右，正常运行中低负荷时一次风量保证最小临界流化风量的前提下尽可能低可使床温维持高一点，以保证最佳炉内脱硫脱硝温度。负荷300MW时总风量维持62万NM3/h左右，一次风量27万NM3/h左右,二次风量35万NM3/h左右，同时开大下二次小风门（开度80%左右，增强密相区扰动，降低床温），关小上二次小风门（开度60%左右，使稀相区进入缺氧燃烧状态），因为东锅厂设计原因，二次上下小风门相同开度情况下上二次风是下二次风风量的三倍，所以加减负荷时根据负荷及时调整二次小风门开度对床温影响较大。高负荷时在床温不高的情况下尽量减小一次风，以达到减少磨损的目的，二次风用来维持总风量，高负荷时床温尽量接近900℃，以达到最佳炉内脱硫脱硝温度，同时加负荷时停止部分或全部冷渣器，床压高一点增强蓄热量可降低床温，减负荷相反，稳定负荷后3台左右冷渣器可保证床压稳定。 在优化燃烧调整基本成熟的基础上，配合锅炉主管薛红军进行全负荷低氧量燃烧运行,全负荷使床温尽量靠近900℃。根据#2炉目前脱硝系统运行情况，负荷150MW时根据氧量及时减减小二次 化学探究实验一对《蜡烛及其燃烧》的探究 探究活动名称：对《蜡烛及其燃烧》的探究 探究活动目的：探究（1）石蜡的各种性质；（2）石蜡在点燃前后的变化； （3）对蜡烛在点燃前、点燃时和熄灭后的三个阶段进行细致的观察，学会完整地观察物质 的变化过程及其现象。通过分析，得出真实可靠的结论。 实验用品(主要仪器及药品)：小刀、烧杯或水槽(盛水)、火柴、干燥（干冷）的烧杯、蜡烛、澄清石灰水。 实验结论：（1）石蜡具有如下性质：白色蜡状固体，质软（硬度小），不溶于水，密度比水小，熔点低---物理性质； 石蜡燃烧能产生水和能使澄清石灰水变浑浊的二氧化碳 ---- 化学性质。 （2）石蜡受热时发生如下变化：先发生熔化----物理变化；然后发生燃烧，有火焰，发光，放热， 有新物质二氧化碳和水蒸气生成 ---- 化学变化。在化学变化过程中同时发生物理变化。 （3）石蜡与助燃的氧气在点燃的条件下发生燃烧，有火焰和放热现象，最终有水和二氧化碳生成。 点燃 石蜡 + 氧气 ----→水 + 二氧化碳 问题和讨论：（不要记笔记，只要跟着老师一起来思考和讨论） 1．蜡烛为何能燃烧？蜡烛在什么条件下才能燃烧？像该物质燃烧后产生新物质的变化是化学变化还是物理变化？ 2．石蜡具有哪些物理性质？哪些化学性质？★用什么方法证明石蜡比木材软？ ★ 3．点燃蜡烛，观察其火焰可分为哪几层？其中哪层最明亮？哪层最暗？哪层温度最高？哪层温度最低？ ★4．如何用实验探究蜡烛燃烧的产物？进一步说明石蜡中一定含有哪些元素？可能含有哪些元素? ★5．仔细观察，可看到烧杯底或白瓷板上有一层黑色的物质（炭黑C）。这是石蜡不完全燃烧（有机物在不充足 的氧气或空气中燃烧）的结果，进一步说明石蜡中一定含有什么元素？ ▲6．熄灭蜡烛，有何现象？再用火柴点燃刚熄灭时的白烟，又有何现象？ ▲7. 如何设计实验证明蜡烛受热后产生的是石蜡蒸气或白烟是石蜡蒸汽冷凝形成的石蜡固体小颗粒？ ▲8. 如何设计实验证明焰心物质是可燃性气体（CO）？ ▲ 9. 蜡烛在充足的空气或氧气中发生的是完全燃烧，会生成什么气体？如何证明？ 若发生不完全燃烧，还可能会生成什么气体？如何证明？ ★10. 若实验中没有水珠出现，分析可能的原因是什么？ 若实验中没有变浑浊出现，分析可能的原因又是什么？ 拓展：对木条（木片、纸张、酒精、沼气、天然气、液化石油气、秸秆、塑料等有机物）及其燃烧进行 探究实验的设计。 基本题: 1. 某同学对蜡烛(主要成分是石蜡)及其燃烧进行了如下探究。请填写下列空格： ★（1）取一支蜡烛，用小刀切下一小块，把它放入水中，蜡烛浮在水面上。 结论：。 ★（2）点燃蜡烛，观察到蜡烛火焰分为外焰、内焰、焰心三层。把一根火柴 梗放在蜡烛的火焰中(如图所示)约ls后取出，可以看到火柴梗处最 先碳化。 结论：蜡烛火焰的温度最高，温度最低。 ★（3）再将一只干燥（冷）的烧杯罩在蜡烛火焰上方，烧杯内壁出现水雾。 片刻后 取出烧杯，迅速向烧杯内倒入少量澄清的石灰水，振荡，澄清石灰水变浑浊。 结论：蜡烛燃烧后可生成和；从而证明石蜡中一定含有和 元素。 （4）图中烛芯中凹下的部分是固态、液态还是气态？ ★（6）用坩埚钳夹一根短导管斜插入焰心，在导管口处有冒出，在导管口放一燃着的火柴，可观察到的现象是。 ★（7）用一块白瓷板放在蜡烛火焰的内焰中，有色的物质生成，进一步证明石蜡中一定含有元素。 （8）写出该反应的文字表达式为。 提高题: 2．设计实验探究“蜡烛刚熄灭时产生的白烟是什么?” 问题：蜡烛刚熄灭时，总会有一缕白烟冒出，它的成分是什么呢?有人提出了如下假设： 锅炉燃烧优化调整方案 萨拉齐电厂的2×300MW CFB锅炉是采用哈尔滨锅炉股份有限公司具有自主知识产权的CFB锅炉技术设计和制造的，锅炉型号HG-1065/17.6-L.MG，是亚临界参数、一次中间再热自然循环汽包炉、紧身封闭、平衡通风、固态排渣、全钢架悬吊结构的循环流化床锅炉，燃用混合煤质，锅炉以最大连续负荷(即BMCR工况)为设计参数，锅炉的最大连续蒸发量为1065t/h。循环物料的分离采用高温绝热旋风分离器，锅炉采用支吊结合的固定方式，受热面采用全悬吊方式，空气预热器、分离器采用支撑结构；锅炉启动采用床下和床上联合点火启动方式。 萨拉齐电厂锅炉主要技术参数： 一、优化燃烧调整机构 为了积极响应公司号召，使我厂锅炉燃烧优化调整工作有序进行，做到调整后锅炉更加安全、经济运行，我厂成立了锅炉优化燃烧调整小组： 1、组织机构： 组长: 杨彦卿 副组长：冀树芳、贺建平 成员：刘玉俊、蔚志刚、李京荣、范海水、谷威、孔凡林、薛文祥、于斌 2、工作职责： 1）负责制定锅炉优化燃烧调整的工作计划； 2）负责编制锅炉优化燃烧调整方案及锅炉运行中问题的检查汇总； 3）负责组织实施锅炉优化燃烧调整工作，保证锅炉长周期连续稳定运行。 二、优化燃烧调整工作内容： 1、入炉煤粒度调整： 1）CFB锅炉对入炉煤粒径分布要求很高，合理的粒径分布是影响锅炉燃烧安全稳定和经济的最重要因素之一，入炉煤粒径对锅炉的影响有以下几点：a）入炉煤细粒径比例较少，粗颗粒比例多，阻力相应增加锅炉流化所需一次风量增大，细颗粒逃逸出炉内的几率增高，锅炉飞灰含碳量上升；b）入炉煤细颗粒比例多，粗颗粒比例少，在相同的一次风量下锅炉床层上移，床温升高， 摩托车发动机技术及工作原理 （一）摩托车发动机工作原理概述 1．四冲程发动机工作原理（如图1所示） （1）第一行程-进气行程 活塞在上止点前某一规定曲柄转角时，进气门开启，可燃混合气被吸入汽缸。当活塞由上止点向下止点运动，排气阀则在上止点某一规定的曲轴转角时关闭，同 时活塞上方的汽容积增大，使汽缸形成真空度，可燃混合气继续通过进气门吸入。当活塞行至下止点后某一规定曲柄转角时，进气门关闭。此时，进气工作过程结束。 （2）第二行程-压缩行程 活塞由下止点向上止点运动，当进气工作过程终了时，进气门和排气门都处于关闭状态，此时汽缸内的可燃混台气形台被压缩。 （3）第三行程-翻烧膨胀作功行程 在压缩行程，当活塞向上行至上止点前某－规定曲柄转角时，火花塞电极间发出火花，将被压缩的可燃混合气点燃。燃烧着的可燃混合旬吏汽缸内的温度和压力急剧升高，活塞则在此高温高压气压的作用下，再由上止点向下止点运动，且通过连杆驱使曲轴旋转而做有用功。 （4）第四行程-排气行程 在燃烧膨胀行程，当活塞行至下止点前某一规定曲轴转角时，扫汽阀开启，废气即通过排气门开始排出。曲轴仍继续旋转，并推动活塞再由下止点向上止点运动，将废气推出汽缸。此排气过程直到活塞行至上止点后某一规定曲轴转角，扫汽门被关闭时终止。 2．四冲程发动机优缺点 （1）优点 进气、压缩、膨胀（爆发）、排气各过程各自单独进行，因此工作可靠效率高，稳定性好。低速至高速的转速范围大（500-1000r/min以上）。不存在二冲程发动机那样的窜气回流损失，燃油消耗率低。低速运转平稳，依靠闰渭系润滑，不易过热。进气就压缩过程时间长，容积效率及平均有效压力高。热负荷比二冲程发动机小。不用担心变形和烧蚀问题。扫漫大，可设计成大功率发动机。 （2）缺点 气门配气机构复杂，零部件多，保养困难；机械噪声大；由于曲轴旋转二圈爆发1次，所以旋转平衡不稳定。 对蜡烛及其燃烧的实验探究 一、教学目标 1.知识与能力 （1）了解在日常生活中存在着许多有探究价值的问题，并可以通过实验等手段解决这些问题。 （2）了解化学是一门以实验为基础的自然科学。培养观察、记录、描述和分析的能力，以及合作、交流和评价的能力。 2、过程与方法 （1）本课题主要以学生的探究实验为主，因此采用探究式教学方法比较合适。（2）在教学过程中，引导、指导和辅助学生，将学习的主动权留给学生，学生在实验学习中深刻理解化学是以实验为基础的。 3、情感、态度与价值观 培养学生学生求实的探索精神，培养学生以实验探究猜想的化学素养。 二、学情分析 本节课安排在物质的变化和性质的学习之后，充分运用对于物质变化和性质的知识学习本节课内容。并且依然以实验作为课堂引入，学生充分感受化学是一门以实验为基础的科学。 三、教学重难点 重点：对蜡烛燃烧实验的现象及结论表述、对蜡烛燃烧产物的检验 难点：运用物质的变化和性质的知识，对蜡烛产物的检验 四、教学方法：实验探究法、讲授教学法 教学准备：打火机、蜡烛1根、小刀1把、短木条一根、澄清石灰水、玻璃棒2个 五、教学过程设计 【课程导入】以生日蛋糕和生日蛋糕上面的蜡烛引入 板书：对蜡烛及其燃烧的探究 课前引入小知识：二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊 【课程引导】引导学生对蜡烛的物理性质进行探讨 讲述：在点燃蜡烛前，请大家开动脑筋，运用各种手段仔细观察蜡烛的组成、形状、颜色、气味、质地、密度等，并做好详细的记录。（提示学生用水作为参照物来研究蜡烛的密度） 【引导学生回答】 （1）蜡烛由什么组成？ 蜡烛是石蜡和棉线做的灯芯组成的； （2）蜡烛的颜色、状态、气味、形状？ 一般蜡烛为圆柱形、乳白色、固体；特殊的蜡烛，如生日蜡烛，有多种颜色和形状，但那是添加染料后形成的；蜡烛一般都具有轻微的气味。 （3）如何探知蜡烛的硬度？密度？水溶性？ （如果用小刀切下一块蜡烛放入水中，会发现蜡烛浮在水面上，说明蜡烛的密谋比水小。） 【板书】一、蜡烛物理性质 【课题小结1】对蜡烛的物理性质进行系统总结 【实验探讨】 1、对学生的回答表示充分的肯定，让学生结合蜡烛的这些性质，点燃蜡烛，观察燃烧着的蜡烛有哪些变化。 （1）燃烧着的蜡烛有没有声音？形状有没有什么改变？ [蜡烛点燃后，可以持续安静地燃烧，不会发出响声音，且蜡烛在燃烧过程中缓慢地变短。] （2）蜡烛的火焰有什么特点？ [蜡烛的火焰在轻微地闪烁，在火焰的上方有黑烟生成。 When the lives of employees or national property are endangered, production activities are stopped to rectify and eliminate dangerous factors. （安全管理） 单位：___________________ 姓名：___________________ 日期：___________________ 提高电站锅炉燃烧效率的优化技 术(标准版) 提高电站锅炉燃烧效率的优化技术(标准版)导语：生产有了安全保障，才能持续、稳定发展。生产活动中事故层出不穷，生产势必陷于混乱、甚至瘫痪状态。当生产与安全发生矛盾、危及职工生命或国家财产时，生产活动停下来整治、消除危险因素以后，生产形势会变得更好。"安全第一" 的提法，决非把安全摆到生产之上;忽视安全自然是一种错误。 燃料在锅炉的炉膛中燃烧释放热能，经过金属壁面传热使锅炉中的水转化成具有一定压力和温度的过热蒸汽，随后把蒸汽送入汽轮机，由汽轮驱动进行发电。燃烧优化技术能够有效提高锅炉燃烧的效率并减少污染。本文重点分析能够提高电站锅炉燃烧效率的优化技术。 电站锅炉燃烧优化技术发展 我国经济发展逐渐从粗放型转入集约型，对电站锅炉的燃烧不仅要追求经济效益还要实现安全性及环保性。目前，我国电站锅炉燃烧优化技术取得了长足的进步但还存在一些比较严重的问题。为了保证电能的及时供应，燃煤机组及燃煤技术得到迅速的发展，但电站锅炉的自动化水平仍然非常低。20世纪70年代测量技术的改进有效促进煤炭燃烧效率的提高。氧化锆氧量计大大提高了锅炉燃烧后释放的烟气内氧气含量检测的准确性，在我国各个电站得到普遍应用，另外风速监测技术也是诞生在20世纪70年代的优化技术。 我国在20世纪80年代进行了技术改进，平均煤炭消耗大大降低， 探究蜡烛实验报告-实验报告 探究实验名称：对蜡烛及其燃烧的探究 探究实验目的：对蜡烛在点燃前、点燃时和熄灭后的三个阶段进行细致的观察，学会完整地观察物质的变化过程及其现象。 实验用品：一支新蜡烛、火柴、一支干净烧杯、水、水槽、澄清的石灰水、一把小刀。 实验步骤与方法： 1．观察蜡烛的颜色、形状、状态、硬度；嗅其气味。 现象：蜡烛是白色、较软的圆柱状固体，无气味，由白色的棉线和石蜡组成。 2．用小刀切下一块石蜡，放入水槽，观察其在水中的现象。 现象：石蜡漂浮在水面上，不溶于水。 结论：石蜡是一种密度比水小，不溶于水的固体。 3．点燃蜡烛，观察其变化及其火焰和其各层温度的比较。 现象：石蜡受热时熔化、蜡烛燃烧时发光、冒黑烟、放热。 烛焰分三层：外焰、内焰、焰心，外焰温度最高，焰心最低。 结论：石蜡受热会熔化，燃烧时形成炭黑。 物理实验报告·化学实验报告·生物实验报告·实验报告格式·实验报告模板 4．干燥的烧杯罩在烛焰上方，观察烧杯壁上的现象片刻，取下 烧杯，倒入少量石灰水。振荡，观察其现象。 现象：干燥的烧杯壁上出现了许多小水珠。取下烧杯后迅速倒入澄清石灰水，振荡，石灰水变得浑浊。 结论：蜡烛燃烧时产生了水和能使石灰水变浑浊的二氧化碳两种物质。 5．熄灭蜡烛，观察其现象，用火柴点燃刚熄灭时的白烟，观察有什么现象发生。 现象：熔化的石蜡逐渐凝固，白色棉线烛心变黑，易碎。用火柴点燃刚熄灭时的白烟，蜡烛会重新燃烧。 结论：石蜡遇冷凝固，燃烧时产生炭黑，棉线炭化，白烟由细小的石蜡颗粒构成，有可燃性。 实验结论： 蜡烛在空气中能够燃烧，在燃烧过程中和过程后能产生许多新的物质。 问题和建议： 蜡烛为什么能够燃烧？蜡烛在什么样的条件下才能燃烧？像这样物质燃烧后产生新物质的变化是化学变化还是物理变化？ 民营科技 2011年第8期2MYKJ 科技论坛锅炉燃烧调整及优化运行 孙志华刘红郭亮邢立云 （内蒙古乌海市海勃湾发电厂，内蒙古乌海016034） 锅炉的运行参数主要是过热蒸汽压力，过热蒸汽和再热蒸汽温度，饱和水位和锅炉蒸发量等，其运行过程则表现为一个复杂的参数变化过程。在实际情况下，锅炉运行工况经常是不稳定的。各种各样的原因都会引起工况变化，而最后则表现为运行参数的变化。例如当单元机组汽机所需要的蒸汽流量变动时在其他条件未变的情况下，锅炉汽压、汽温、水位都随着改变。此时，必须对锅炉的燃料量、风量、给水量等作相应的调整，才能使锅炉的蒸汽量与汽机负荷相适应，使运行的参数保持在额定值或规定的范围内。另一方面，即使在外界负荷不变的情况下，锅炉机组内部某一工况或因素的改变，同样会引起运行参数的变动，因而也需要对锅炉机组进行必要的调整工作。 1对锅炉机组运行的总要求是安全、经济，这是通过对锅炉进行监视和调整来达到的 具体讲，对运行锅炉进行监视和调整的主要任务是： 1.1保证蒸汽品质，保持正常的过热汽压，过热和再热汽温； 1.2保证蒸汽产量（即蒸发量）以满足外界负荷的需要； 1.3维持汽包的正常水位； 1.4及时进行正确的调整操作，消除各种异常，障碍和隐形事故，保持锅炉机组的正常运行。 1.5维持燃料经济燃烧，尽力减少各种热损失，提高锅炉效率。 为了完成上述任务，锅炉人员必须充分的了解各种因素对锅炉工作的影响，掌握锅炉的变化规律和实际操作技能，这是正确调节的必要条件。 2锅炉运行参数最佳值的确定方法 目前电厂运行人员习惯于把设计参数作为最佳值进行调整，往往不能达到最佳的运行效果。尤其是在低负荷工况下，锅炉运行的安全性、经济性均较差。其原因主要有三个方面：一是设计参数仅对单一设备而言，未能充分考虑系统组合；二是设备在制造、安装过程中存在一定的偏差，未能达到设计要求；三是设计参数本身取用不合理。所以应该从实际系统出发，通过试验分析、比较，为运行人员提供锅炉在不同负荷下的最佳运行方式及参数控制，这些运行方式建立在现有的设备基础上，通过运行调整可以达到或基本达到，与原设计工况相比具有合理性、准确性和可操作性。锅炉运行参数最佳值应是在不同的工况下使锅炉在实际运行时煤耗达到最小值时所对应的运行方式下的各参数。它必须通过优化调整试验才能获得。所以，需进行优化试验，确定锅炉的最佳经济运行方式及最佳运行参数。 3确定锅炉最佳运行方式及最佳运行参数值的优化试验方法优化试验方法是通过对锅炉进行性能摸底试验，全面优化调整，寻找最佳方式及相应最佳运行基准值。它包括性能摸底试验、优化调整试验两部分。 3.1锅炉性能摸底试验：收集锅炉的基本情况等的相关资料，进行锅炉典型工况下的试验，通过性能计算和能耗分析，寻找引起锅炉煤耗偏高的主要原因，从而确定锅炉优化对象。也就是要找到影响锅炉经济性的主要问题，了解锅炉设备性能有待改进的地方。 3．2锅炉优化调整试验：根据锅炉优化调整试验的结果，在现场设备消缺的基础上确定优化目标，进行锅炉优化调整试验，寻找锅炉在调峰范围内合理的运行操作方式。通过试验得出在不同负荷下锅炉主辅设备的最佳运行方式。 4影响锅炉优化运行的因素 锅炉优化运行是指输入锅炉机组燃料的热量被最大有效利用，使得锅炉各项热损失达到最小。通过对各项热损失的分析，找出锅炉的优化运行的方法，并找出提高锅炉运行经济性的途径。 只有通过热平衡才能确定锅炉机组的效率，根据热平衡结果就可以判断锅炉机组的设计和运行情况，研究锅炉机组的热平衡目的在于定量计算与分析各项能量的大小，找出引起热量损失的原因，提出减少损失的措施，提高锅炉效率，降低发电成本。5优化运行的途径 5.1加强煤质管理。 随着电厂进入商业化运营，煤质的管理显得越来越重要。灰分增加．就意味着热值减少，燃料量、电耗、金属单耗、受热面磨损都增加，燃烧的完全性与稳定性也受到很大影响，也会导致排烟热损失相对增加。所以管理好燃料是提高经济性、提高企业效益、提高上网竞争能力的关键环节之一。 5.2增加监视系统。 锅炉的一、二次风速以及炉膛断面热负荷、燃烧器区域热负荷、壁面热负荷等均根据燃用的煤质设计，这是由于燃烧、传热等过程不仅复杂，且影响因素的随机性也较太。目前在设计过程中，除了计算外，一般按推荐值选取。锅炉在运行过程中，能够定量掌握有关影响系统稳定与经济运行的诸因素是十分重要的。例如，一次风速的大小对整个系统的影响非常大，它不仅影响燃烧的稳定性，而且还涉及到锅炉的经济性。而目前运行人员在运行调整过程中，除对最终参数控制得比较严格外，对其过程变化却无法掌握。也就是说，没有一个好的监视系统。运行人员就无章可循，处于带有一定经验性的、盲目的操作状态。如果，一台200MW机组如果做好优化运行，每年能带来几十万元的效益，这并不夸张。所以提高燃烧系统优化运行的程度，它的经济效益和社会效益也同样不可低估。 6锅炉的燃烧调整 锅炉燃烧工况的好坏对锅炉机组和整个发电厂运行的经济性和安全性有很大的影响。燃烧调节的任务是：适应外界负荷的要求，在满足必须的蒸汽量和合格的蒸汽量的前提下，保证锅炉运行的安全性和经济性。对于一般固态排渣煤粉炉，进行燃烧调节的目的可具体归纳为以下几方面：保证正常稳定的汽压、汽温和蒸发量。着火稳定、燃烧中心适当，火焰分布均匀，不烧损燃烧器、过热器等设备，避免结渣。使机组运行保证最高的经济性。减少燃烧污染物的排放。 燃烧过程的经济性要求保持合理的风煤配合，一、二次风配合和送吸风配合，此外还要保持适当的炉膛温度。合理的风粉配合就是要保持最佳的过量空气系数；合理的一、二次风配合就是要保证着火迅速、燃烧安全；合理的送、引风配合就是要保持适当的炉膛负压、减少漏风。当运行工况改变时，这些配合比例调节恰当，就可以减少燃烧损失，提高锅炉效率。 锅炉运行中经常碰到的工况改变是负荷变化，当锅炉负荷变化时，必须及时调节送入炉内的燃料量和风量，使燃烧工况相应改变。在高负荷运行时，由于炉膛温度高，着火与混合条件比较好，故燃烧一般是稳定的，但这时排烟损失比较大。为了提高锅炉效率，可以根据煤质等具体条件，考虑适当降低过量空气系数运行，使排烟热损失降低。在低负荷运行时，由于燃烧减弱，投入的燃烧器数量少，故炉膛温度较低，火焰充满程度差，使燃烧不稳定，经济性也较差。低负荷时可以适当降低炉膛负压运行，以减少漏风，使炉膛温度相对有所提高。这样不但能稳定燃烧，也能减少不完全燃烧热损失，但这时必须注意安全，防止炉膛正压导致灭火伤人。由上所述可知，当运行工况改变时，燃烧调节的正确与否，对锅炉运行的安全性和经济性都有直接的影响。 结束语 锅炉的燃烧调整、优化运行是节能降耗、提高能源利用率的有效措施。它可以降低机组供电煤耗，降低发电成本，对电力企业参与电力市场竞争具有十分重要的作用。 参考文献 [1]岑可法，周昊，池作和.大型电站锅炉安全及优化运行技术[M].第二版. 北京：中国电力出版社，2003. [2]黄新元.电站锅炉运行与燃烧调整[M].第二版.北京:中国电力出版社， 2003. [3]樊泉桂.锅炉原理[M].第一版.北京:中国电力出版社，2004. 摘要：锅炉燃烧调整是运行中的主要内容之一。目前，我国大部分电厂都存在混煤燃烧现象，对锅炉燃烧调整及优化运行需求十分迫切。因此开展锅炉燃烧调整研究，以指导优化运行具有非常重要的现实意义。 关键词：锅炉；燃烧调整；优化运行锅炉燃烧调整总结
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