余小东[1]2000年在《国家扭矩基准系统的研究与制造》文中研究指明国家扭矩基准系统是扭矩计量中最重要的部分，是扭矩计量的根据和源头所在。国家扭矩基准系统主要由1kN·m和5kN·m两台扭矩基准机组成，对扭矩基准系统的研究与制造就主要集中在扭矩基准机上。文中首先对系统进行了仔细分析和认真研究，论证了系统各部分继续使用的可能性，指出要保证系统测试的重复性和精度，必须要恢复机械精度，同时实现流程管理，将测试过程流程化、自动化，使测试过程只与机器有关，从而使测试过程唯一化，最大程度的减少人为误差；随后，将整体研制工作分成电控和机械两部分进行详细论述。 电控系统的研制是本次工作的重点和难点，其关键在于寻求一种合适的控制体系，在实现流程管理的前提下，既能准确、快速地实现信号处理、动作控制和系统监测，又要工作稳定、操作简便。文中详细介绍了研制的以PLC为核心的电控系统的工作原理、功能特点、硬件结构以及模块化的软件体系。机械部分的研制工作分为恢复和制造两大类。恢复是指对扭矩机进行整体调整和保养，使机械系统工作稳定、可靠、准确。制造主要是制造三维工作平台和专用挠性联轴器。文中对机械部分研制的论述主要集中在三维工作平台和专用挠性联轴器的制造上。 国家扭矩基准系统的研制工作，已全部完成，中国计量科学院对该系统给予了高度的评价，认为该系统代表了我国扭矩计量的的最高水平。系统目前已进入正常使用阶段。
潘耀庭[2]2009年在《2MW风电机轮毂加工数控机床夹具及分度转台的设计与研究》文中研究指明当前由于能源紧缺、环境污染等问题给人类社会带来许多影响,已成为人类生存和发展必需解决的紧迫问题。随着各国工业化进程的加快,地球上不可再生能源消耗加剧,其产生的废气、废水、废渣等已经造成了环境污染,生态失衡的恶劣影响。因此,清洁、可再生能源的开发利用已成为世人所瞩目的研究课题。风力发电作为一种可再生、清洁能源日益受到各国的重视。就全球风电产业来说,欧美如德国、西班牙、美国、丹麦等国家处于风电产业发展的领先地位,他们既是世界上主要的风能市场也是风电设备的供应商。虽然,我国目前正在大力提高风电设备国产化的装备能力,但是,国内的风电设备大多数依赖进口的局面尚未得到根本改变。并且,为数不多的几家风电设备制造企业,也全都是采用昂贵的大型加工中心来加工风电设备,生产成本高、生产效率低。兰州理工大学受天水星火机床有限责任公司的委托,研究设计一套风力发电机轮毂加工的专用数控机床,试图实现低成本、高效率的生产风力发电设备,本课题所设计的内容则是该套设备的一部分。本文介绍了用于加工大型风力发电机轮毂的自动化专用夹具以及与其配合实现分度回转的工作台。重点阐述了夹具的结构设计、工作原理以及可转位工作台的改造过程。具体包括如下内容:(1)数控分度转台。利用星火机床厂现有产品立车工作台进行改造,使其具有数控、分度、定位、回转等功能,成为能够满足风电机轮毂加工要求的数控分度转台。(2)专用自动化夹具。由于风力发电机轮毂是一个结构复杂、体积庞大的专用部件,在现有的夹具中是很难找到对其有效的夹具。而本课题根据其结构及外形特征设计了一种在加工风力发电机轮毂过程中能够对其实施有效夹紧,并且可以提高加工工效的专用夹具。文中详细的阐述了其各个部分的结构设计及具体的工作过程。(3)夹具受力分析。文中先后计算出了车削力与钻削力,并对其产生的影响进行比较,得出了风电机轮毂在加工过程中所受到的最大外力及扭矩。基于这些数据,确定主压紧液压缸的型类及型号,并研究设计夹具与之相关的结构,保证了轮毂加工的稳定、高效。(4)夹具的精度分析。本文对所设计的夹具进行了位置及回转转角等方面的精度分析与计算,通过对他们的验算,可以保证风电机轮毂的加工精度。(5)夹具零部件的有限元分析。由于这种大型夹具缺少可借鉴资料,文中对夹具的重要部件中心柱进行了有限元分析验证。由于中心柱受的是拉力,所以通过有限元分析软件ANSYS对其进行模拟分析与计算,确定夹具在受力状态下依然能够保证风电机轮毂的加工精度与工作的稳定性。通过各方论证证明,本课题设计的自动化夹具能够满足加工精度的要求,并且定位装夹方便,提高了生产效率。该套设备已在试制中。本课题在设计研究过程中,发现仍有许多方面需要进一步的深入研究,希望本课题的设计对风电设备国产化、规模化能起到一些参考价值的作用。
曾令斌[3]2013年在《机械功能原理对称的概念及其应用知识体系的研究》文中研究说明对称广泛存在于机械系统中,时空对称存在于零部件、组件、整机乃至系列的各个层面,效用对称存在于应用不同手段实现相同功能的各类产品中。研究机械对称,尤其是与方案多解性相关的机械效用对称,可在概念设计中用于拓展求解思路,提高系统性能,满足设计约束,缩短设计周期,并提高产品的市场竞争力。在综合分析了各领域对称的研究现状后,本文针对当前机械对称研究存在的问题,对机械功能原理对称的概念及其应用知识进行了深入研究。主要研究内容及成果体现在如下四个方面：一.机械功能原理对称概念体系的建立在分析了跨学科领域对称和机械对称的研究现状后,提出了机械功能原理对称的概念和层次结构体系。根据对称基准不同将机械对称分为时空对称和效用对称两大类。效用对称用于描述多个方案实现相同设计需求的等效性。根据对称操作不同将效用对称进一步分为置换、分解和组合对称,在此基础上分别研究了功能效用对称、原理效用对称的涵义并进一步分类,从而建立起机械功能原理效用对称体系的树状层次结构。根据对称主体不同将时空对称分为功能时空对称、原理时空对称,分析由对称主体、组元和基准组成的对称要素,建立起机械功能原理时空对称的概念和层次结构体系；构建功能原理时空对称实例模型,据此分析整理时空对称实例,并录入数据库得到功能原理时空对称实例库；基于实例库,挖掘整理关联知识并分析提炼出若干功能原理时空对称的应用知识。二.机械功能效用对称应用知识体系的研究以机械功能效用对称概念体系为基础,构建功能效用对称实例模型,搜集整理400余个功能效用对称实例并录入数据库,应用计算机辅助知识挖掘系统进行知识挖掘得到大量设计需求、功能结构与功能对称操作之间的关联知识,进而提炼得到具有“简化系统结构”、“提高能量转换效率”、“提高人机友好性”、“加快起动过程”等效用的26条设计准则及2条设计原理；进而建立“产品性能需求—功能方案缺点—功能效用对称设计准则/原理”关联模型。基于上述功能效用对称的实例知识、关联知识及设计准则／原理,提出应用功能效用对称知识辅助机械功能创新的设计流程。三.机械原理效用对称应用知识体系的研究以机械原理效用对称概念体系为基础,构建原理效用对称实例模型,搜集整理200余个原理效用对称实例,并录入数据库。应用计算机辅助知识挖掘系统进行知识挖掘得到大量设计需求与原理对称操作之间的关联知识,进而提炼得到若干用于“扩大作用范围”、“提高人机友好性”、“提高工作效率”、“提高测量精度”和“消减有害副作用”等36余条设计准则和2条设计原理；进而建立“产品性能需求—原理方案缺点—原理效用对称设计准则/原理”关联模型。基于上述的原理效用对称实例知识、关联知识及设计原理/准则,提出了应用原理效用对称知识辅助机械原理创新的设计流程。四.机械功能原理对称辅助创新设计平台的建立以前述的机械功能原理对称概念体系及归纳总结的应用知识为基础,开发了由实例管理模块、知识管理模块、知识挖掘模块和知识应用模块组成的机械功能原理对称辅助创新设计平台原型；结合两个应用相关知识发明的专利“一种能自动停止加热的电磁炉用水壶”和“一种能抵消附加磁扭矩的磁力冲击钻”,介绍应用该平台进行功能设计和原理设计的设计流程及主要操作界面。
王倩[4]2012年在《参考式扭矩标准机的研制》文中研究说明扭矩标准装置在国民经济建设中，起到量值传递和量值溯源的作用，是扭矩计量检定工作的依据。从某种程度上讲，扭矩标准装置的技术水平反映了一个国家和地区的扭矩测量水平。长期以来，静重式扭矩标准装置以其原理简单，结构形式易于实现，相对准确度较高等特点，一直作为扭矩量值在各国国家基准和各级标准的复现形式。但随着工业化步伐的加快，世界各工业发达国家为了满足不同层次、不同场合的扭矩测量要求，相继探讨出许多扭矩测试新技术，研制、生产出很多新式扭矩测量仪来。与之相对应，单一的静重式扭矩标准机已无法满足各类扭矩测量仪的溯源要求，因此研制一种适应范围更广的扭矩标准装置类型成为摆在扭矩计量面前急需解决的问题。课题在总结国内外各类扭矩标准装置结构和原理的基础上，结合多年来扭矩计量工作中所遇各类扭矩测量仪的实际检测需求，在国内首次提出了研制参考式扭矩标准装置。采用准确度等级达到0.03级的标准扭矩传感器作为扭矩量值溯源的主体，保证整机的测量不确定度优于0.1%；采用结构刚性较高的龙门机架作为承载原件，减小机构变形对测量结果的影响；采用图像对中技术，将实物长度尺寸转变为电脑像素，提高了测量系统的同轴度，减小了初始同轴度对测量结果的影响；采用具有一定线性纠偏和角纠偏能力挠性联轴器来保证测量过程中测量系统同轴度的一致性，减小了测量过程中同轴度变化对测量结果的影响；采用NI高速采集卡，保证测量系统对采集频率的要求，以提高标准装置的控制能力。通过课题的研究，研制出具有工作效率高，适应范围广的新型扭矩标准装置，填补了我国在此领域的空白。采用分部件法进行不确定度评定和整机的测量结果的比对，验证本标准装置可以达到准确度等级0.1级的水平。
李德珍[5]2009年在《五轴车铣技术及其在曲轴加工中的应用》文中认为本论文对五轴车铣技术的研究及其在曲轴加工中的应用进行了研究,阐述了五轴车铣技术是一种现代设计技术、控制技术和应用技术组成的技术链,并对上述技术分别进行了论述。论文在分析曲轴车铣工艺的基础上,对五轴车铣中心的总体方案和布局进行了规划。结构设计方面,通过传统机械结构与现代设计方法结合,对Cf轴、B轴和动力主轴等关键部件的结构进行研究,并通过先进软件对X、Y轴驱动特性进行计算分析,采用有限元分析方法对主要支承零部件进行受力变形分析;加工制造工艺方面,对用于B轴锁紧的三齿盘加工工艺和动力主轴传动系统中的伞齿轮装配工艺进行研究,并形成一套切实可行的工艺方法;控制和应用技术方面,创新地采用在线测量系统对曲轴进行角向定位并取得成功;同时对CAD/CAM应用技术进行论述。通过将结构设计、计算分析、关键零部件的加工与装配工艺、先进控制技术、在线检测技术、CAD/CAM技术以及车铣刀具技术集成的方法,使本论文研究项目取得成功,在五轴车铣中心上用车铣工艺加工出的曲轴各项指标均达到或超过要求,精度和表面粗糙度完全可以代替粗磨加工,使我国在此领域的研究达到国际先进水平。
梁亚斌[6]2016年在《大跨斜拉桥的局部损伤监测和环境因素影响分离》文中指出本文针对大跨斜拉桥结构在日常结构检测和健康监测过程中所涉及的几项关键技术问题进行了讨论和研究,包括(1)斜拉桥销铰式(耳板式)索梁连接锚固系统中销栓-销孔的受力监测研究;(2)钢-混凝土组合梁斜拉桥中组合梁结构不同材料界面滑移损伤的监测研究；(3)斜拉桥日常结构检测和健康监测过程中如何分离变化的环境因素与运营条件对监测识别结果的影响的相关研究。具体的研究内容如下：(1)基于压电传感器技术的斜拉桥销铰式索梁连接锚固系统中销栓-销孔的受力监测研究根据接触力学相关理论,推导和建立了销铰连接结构销栓-销孔接触面积与所受外部作用力之间的关系模型,通过销栓-销孔的数值仿真算例验证了关系模型的正确性。随后,基于这个关系模型,结合压电传感器技术,提出了小波包能量、时间反演分析和压电阻抗分析三种销铰结构的受力监测方法。通过一个实验室销铰连接试件的加载试验验证了三种方法的适用性和有效性,非常适合斜拉桥工程索梁连接部分在线实时的健康监测和损伤诊断。(2)基于压电阻抗技术的斜拉桥钢-混凝土组合梁不同材料界面的滑移监测研究研究分析了钢-混凝土组合结构在外力作用下钢材与混凝土之间接触面发生相对滑移对主体压电阻抗(导纳)信号的影响,提出了RMSD滑移监测指数,通过监测组合结构机电阻抗函数的变化即可识别出结构机械特性的改变,即组合结构滑移的发生,对一个实验室钢-混凝土组合试验构件的轴向加载试验验证了所提滑移监测方法的有效性。同时,通过对比不同位置处采集导纳信号的变化,即可对滑移损伤位置做出估计,从而为实际斜拉桥组合梁结构滑移损伤的在线实时监测提供了一种新的思路。(3)基于结构连续位移曲率组合的桥梁损伤识别和环境因素影响分离方法的研究针对斜拉桥等桥梁结构日常检测中环境因素变化对结构监测识别结果的影响,利用结构任意相邻三个节点间静位移曲率关系的线性组合不随环境温度变化而变化的特点,提出了结构连续位移曲率组合的损伤识别方法,根据结构各单元间静位移曲率线性组合关系的改变与损伤单元位置的对应关系,即可准确地定位结构损伤。通过一个简支钢梁在不同温度影响下的仿真试验,验证了所提方法可以有效地分离环境温度的影响而识别出结构真实的健康状况。(4)基于频率协整的桥梁损伤识别和环境因素影响分离方法的研究引入计量经济学中的协整概念,提出了频率协整的结构损伤识别方法,利用结构频率之间较强的相关性来构建协整关系,将由此得到的协整余量作为最终的损伤识别参数,利用协整变换去除环境因素干扰,得到了结构真实的健康状况,通过协整余量是否发生跳跃进一步判别损伤的发生。之后,利用预应力混凝土梁和钢桁架桥数值仿真算例验证了所提方法的有效性,具有较强的噪声鲁棒性。通过天津永和斜拉桥为期八个月的监测数据分析,验证了频率协整在实际斜拉桥工程中环境因素影响分离和损伤识别效果。
邢作选[7]2014年在《某企业TGDI发动机制造关键工艺研究》文中研究表明TGDI发动机作为最新发动机，其应用日益广泛，而TGDI发动机缸体、缸盖、曲轴以及装试等关键制造工艺，是保证产品质量关键所在。本文提出基于某企业现有发动机产品缸体、缸盖、曲轴以及装试制造工艺的适用于TGDI发动机的关键制造工艺。首先介绍某企业现有产品和TGDI产品的差异、现有产品实现的制造关键工艺。在分析了现有产品制造工艺的基础上，提出了TGDI发动机缸体、缸盖、曲轴以及装试制造关键工艺难点，从TGDI发动机缸体、缸盖、曲轴关键部位的加工精度保证、清洁度、拧紧、试漏等关键工序工艺措施进行阐述，优化TGDI发动机缸体、缸盖、曲轴及装试制造关键工艺措施，有效保证产品质量，提升生产线的柔性。在考虑充分利用某企业现有的工艺资源的基础上，通过分析现有机型与TGDI缸体、缸盖、曲轴产品粗基准、精基准以及过度基准，提出现有机型与TGDI缸体、缸盖共线生产方案，加工中心夹具采用KPCS快速更换系统，可以快速、准确的完成产品切换。曲轴线考虑投资较大、现有生产线产能较高，提针对TGDI曲轴的现有曲轴线改造方案，通过改造夹具、刀具和数控程序实现共线生产。论文详细阐述了TGDI发动机制造关键工艺以及现有产品与TGDI发动机共线生产的设计思想和实现措施。论文最后给出TGDI发动机缸体、缸盖、曲轴以及装试线关键制造工艺方案，并结合现有产品特点，给出实现现有产品与TGDI共线生产的解决方案。
郑黎明[8]2012年在《发动机连杆裂解加工关键技术研究与装备开发》文中进行了进一步梳理与传统的连杆体与连杆盖接合面的机械加工方式相比，裂解连杆采用了可控断裂方式完成连杆体与连杆盖接合面的加工，进而简化了接合面和螺栓孔的加工工艺。它具有产品质量好、生产成本低、加工效率高、节省加工设备投资、材料利用率高等优点。对于提高发动机性能、降低汽车制造成本、提高我国汽车产品竞争力具有重要意义。因此，它极具市场竞争力和发展潜力，已成为连杆制造行业的发展方向。裂解工艺的关键技术是连杆裂解新技术的核心，而精密高效的裂解装备则是连杆裂解新技术的应用基础。目前，国内外连杆裂解加工过程中的某些关键技术仍处于探索阶段，同时我国尚无具有自主知识产权的连杆裂解加工成套装备。因此进行连杆裂解加工关键技术研究、开发精密高效的连杆裂解加工成套装备具有重要的现实意义。本文得到了国家科技攻关项目“发动机连杆裂解技术装备研究开发”和博士点基金项目“剖分类零件断裂加工力学行为与缺陷控制”等项目的联合资助。论文以研究裂解加工关键技术，开发精密高效的连杆裂解加工装备，推动连杆裂解成套设备产业化为目标，着重对以下几个方面进行了研究：1.研究了机械拉削、线切割和脉冲激光三种裂解槽加工方法，进行了三种裂解槽加工试样的拉伸试验，确定脉冲激光加工裂解槽的低载荷和低缺口敏感度因子优势，并给出了脉冲激光裂解槽的加工工艺要求。在垂直切割条件下，对连杆典型材料C70S6脉冲激光切槽过程进行了数值模拟和物理切割实验，获得了不同激光加工参数下的裂解槽模拟形貌和真实形貌，给出了裂解槽的深度、宽度、张角、曲率半径、连续性随激光加工参数的变化规律。在真实裂解槽切割条件下（带有切割角度），进行物理切割正交优化试验，完成了裂解槽深度和裂解槽宽度两个试验指标的极差分析和方差分析。以裂解槽的切割深度为依据，给出适用于轿车连杆和卡车连杆裂解槽加工的两组工艺参数。数值分析及物理实验结果表明：激光加工参数对裂解槽宏观形貌影响显著，在小的负离焦量前提下，合理匹配激光加工参数可以获得理想的裂解槽宏观形貌。在影响槽深的因素中，影响因子排序为：峰值功率＞脉冲时间＞扫描速度；在影响裂解槽宽度的参数中，影响因子排序为：脉冲时间＞峰值功率＞扫描速度；在影响张角的因素中，影响因子排序为：离焦量＞峰值功率＞脉冲时间。扫描速度和脉冲频率是影响裂解槽连续性的主要因素，而导致烧蚀现象的主要因素是峰值功率、脉冲时间和扫描速度。2.对C70S6连杆坯料进行性能测试，获得了不同加载速率下C70S6的本构关系。建立了连杆裂解数值模型，通过数值分析方法，研究了应力强度因子随加载速率的变化规律，分析了不同加载速率下的应力与应变场的分布情况，从而探索了加载速率对连杆裂解加工质量的影响规律。研究结果表明：随着加载速度的增加，应力强度因子下降。当加载速度大于87mm/s时，断裂面塑性区宽度下降趋于平缓，能够保证连杆发生低应力脆性断裂，大头孔变形量在合理范围内。3.建立了定向裂解机床的液压系统数学模型，借助液压仿真分析，研究了液压元件参数对裂解加载速度的影响规律，确定了最优的液压与元件参数。构建了定向裂解机床的机电液耦合模型，在最优的液压与元件参数下，完成了恒定控制输入条件下和位移信号反馈的控制输入条件下的联合仿真分析，获取了以上两种条件下的机床加载速度特性。搭建了定向裂解机床的加载速度和工作压力检测系统，在最优的液压与元件参数下，获取了机床加载过程与空载过程的真实加载速度和工作压力特性。机电液联合仿真表明：恒定输入条件时，机床的加载速度约为118mm/s，裂解油缸工作压力约为12MPa。位移信号反馈的控制输入时，以椭圆曲线减速最为明显，能够有效降低裂解油缸末端速度的冲击对液压系统的损害，实际机床的加载速度可参照此曲线进行控制。检测试验表明：加载过程与空载过程的加载速度和工作压力曲线相同，机床裂解工作段的真实加载速度约为110mm/s，工作压力约为12MPa，检测结果与仿真结果相近，满足裂解加工的工艺要求。4.构建了连杆裂解成套装备的虚拟样机模型，对机械系统关键机构进行了动力学分析，获得了机构的性能指标，验证了设计方案的有效性，并进行了结构优化。动力学仿真结果表明：激光头摆动机构的最优工作压力为2.5MPa，节流阀流量系数为0.2，此时摆头动作精准可靠。对上螺栓与初拧紧工位进行了结构优化，优化后能够满足自动装配螺栓的基本要求。对连杆夹钳机构进行了结构优化，完成了夹具间隙的选择，优化后能够完成A型直连杆和B型斜连杆的整体传送和分体传送任务。5.对连杆裂解成套装备的总体开发方案进行了规划，并完成了装备的初始开发工作。初始开发内容涵盖成套装备性能指标规划，基本工位拟定，机械系统结构开发和工作流程规划。首次研制了连杆裂解成套装备的物理样机，为保证装备的加工精度和工作效率，对物理样机进行了多方面的试验工作，根据试验结果完成了裂解成套装备的改进工作。试验工作表明：对激光工位进行了轴向间隙补偿后，能够有效提高伺服轴的传动精度。在最优工作参数下，激光头摆动精准、可靠。进行了22Nm拧紧实验，实测扭矩值与设定值误差小于1%。物理样机各工位能够协调工作，工作节拍为22s左右。6.针对A型连杆，利用本文开发的连杆裂解成套装备物理样机进行了裂解加工试验，确定了裂解槽加工参数、裂解工序参数和螺栓装配工艺参数，完成了三大关键工序中的重要参数检测，并研究了常见裂解缺陷的产生机理。进行了批量生产考核工作，统计了产品质量信息。裂解加工试验表明：裂解槽槽深在0.46~0.55mm范围内，槽宽在0.19~0.21mm范围内，满足裂解槽的具体要求。大头孔变形量小于0.07mm，断裂线扩展误差小于±1mm，外轮廓缺损面积小于2×1mm~2，满足裂解工序具体要求。确定终拧紧工艺参数为20Nm+95°，螺栓轴向预紧力为30380±980N，并在可塑性区域内夹紧。批量生产考核表明：连杆的一次性成品率为98.8%，总成品率为99.78%，由夹渣导致的错口缺陷占废品比例75%，说明装备的除渣能力还有待加强。
马建, 孙守增, 芮海田, 王磊, 马勇[9]2018年在《中国筑路机械学术研究综述·2018》文中认为为了促进中国筑路机械学科的发展,从土石方机械、压实机械、路面机械、桥梁机械、隧道机械及养护机械6个方面,系统梳理了国内外筑路机械领域的学术研究进展、热点前沿、存在问题、具体对策及发展前景。土石方机械方面综述了推土机、挖掘机、装载机、平地机技术等;压实机械方面综述了静压、轮胎、圆周振动、垂直振动、振荡压路机、冲击压路机、智能压实技术及设备等;路面机械方面综述了沥青混凝土搅拌设备、沥青混凝土摊铺机、水泥混凝土搅拌设备、水泥混凝土摊铺设备、稳定土拌和设备等;桥梁机械方面综述了架桥机、移动模架造桥机等;隧道机械方面综述了喷锚机械、盾构机等;养护机械方面综述了清扫设备、除冰融雪设备、检测设备、铣刨机、再生设备、封层车、水泥路面修补设备、喷锚机械等。该综述可为筑路机械学科的学术研究提供新的视角和基础资料。
胡永生[10]2014年在《太阳能与燃煤机组互补电站热力特性与集成机理研究》文中研究表明太阳能作为一种可以规模化利用的新能源类型已经得到了广泛应用,太阳能热发电作为太阳能典型热利用方式,为了避免太阳辐射波动性带来的投资增加等一定程度制约了太阳能热发电的规模化发展。槽式太阳能集热技术是一种在国外有数十年运行业绩的技术成熟的热发电类型。燃煤电站温度范围广、负荷稳定可控,其不同温度热需求与槽式太阳能集热系统温度等级相匹配。因此,通过将槽式太阳能集热系统输出热量与燃煤机组热力系统互补集成,以油水换热器为热交换枢纽将太阳能热量输入燃煤机组热力系统取代部分燃煤热量,集成为太阳能光煤互补电站,实现了利用太阳能能源的同时降低部分燃煤消耗。光煤互补电站是集成太阳能集热系统和燃煤电站的复合能量系统,对互补发电系统的研究须着眼于太阳能集热系统与燃煤电站热力系统以及两系统间的耦合关系与对应的特性状况。本课题以研究太阳能光煤互补电站系统特力特性为目的,探索光煤互补电站中槽式太阳能集热系统运行特性与光煤互补电站热力特性与运行模式,并将研究结论应用于工程实践,建成我国首个商业化光煤互补示范电站。主要研究内容和结论包括：首先,以太阳能与燃煤电站热力系统不同能量需求特性为基础,探索槽式太阳能集热系统与燃煤电站热力系统的互补机理,研究太阳能和燃煤电站热力系统的互补集成原则。建立互补发电系统热力模型并进行基本的热力系统分析,结果表明太阳能可以与燃煤电站实现较好的热匹配,当太阳能集热场可以提供足够热量时,取代高加抽汽可以直接提升系统经济性,但同时也要求太阳能集热系统有较高的集热温度。其次,在分析示范电站站址太阳能资源特性的基础上,理论分析示范电站中槽式集热系统在基准工况、阵列间距变化、轴向安装角度变化、集热管失去真空等条件下的系统集热特性。以及集热系统随环境条件变化的影响机理及特性,得到示范系统随环境风速、环境温度变化导致的集热效率变化的定量影响程度。然后,通过分析示范电站资源辐射条件下,三种典型的太阳能发电系统的发电特性,研究太阳能发电不同技术路线的发电能力与系统集热特性等环境适应性。研究结论将应用于示范电站中槽式太阳能系统设计、集成等环节。再次,介绍了我国首个严格按照国际现有槽式太阳能光热电站行业标准与体系建设的光煤互补示范电站,并将研究成果应用于示范电站设计等环节。主要包含项目站址、布局规划、装机方案、关键设备参数指标等项目基本情况。最后,基于已经建成的光煤互补示范电站,通过实际测试数据分析系统能量损失分布以及参数对运行稳定性的影响机理,分析并验证槽式集热系统及示范电站热力性能。然后,基于热经济学基本原理,充分考虑互补电站中各股能量流的经济成本以及各子系统的非能量费用,建立了光煤互补示范电站中太阳能所占份额和各股焓流能量费用分析模型,研究示范电站的太阳能份额比例特性。同时,以假设配建储热系统的光煤互补示范电站为研究对象,研究配建储能系统的示范电站在站址地典型气象条件与负荷工况下,集热场与储能部分的运行模式,并定量分析系统流量调节系统的流量分配特性。最后,研究三种典型太阳能热发电系统在在示范电站站址条件下,相同装机容量、集热面积时的发电量与供电量特性。考虑总投资、运维管理费用、燃料费用、贷款利率等条件,应用经济性评价方法分析对应技术路线的经济特性。从系统投资角度,通过详细产业调研,分析我国目前光煤互补电站相关产业配套来源,与对应的投资成本分布。并对光热产业开展风险研究,主要包括：材料、燃料价格变化风险、市场变化风险、技术风险以及风险评估及防范措施等进行了评估,提出了光热发电产业及光煤互补电站产业发展政策建议。本文创新点在于通过研究太阳能光煤互补电站集成机理与热力特性,以及特定气象条件下互补电站中槽式太阳能集热系统在基准工况、阵列间距、安装角度等环境参数变化条件下的对系统特力特性的影响机理与定量研究。解决了槽式太阳能集热系统设计优化问题,并将研究成果应用于我国首个光煤互补示范电站,实现了集热系统稳定运行,也是我国首个实现集热场出口温度稳定并达到393℃连续运行的槽式太阳能集热系统。由于在理论研究与示范项目的突出进展,正作为主编单位主编我国槽式太阳能领域首个国家级设计标准《槽式太阳能光热发电站设计规范》。
参考文献：
[1]. 国家扭矩基准系统的研究与制造[D]. 余小东. 北京工业大学. 2000
[2]. 2MW风电机轮毂加工数控机床夹具及分度转台的设计与研究[D]. 潘耀庭. 兰州理工大学. 2009
[3]. 机械功能原理对称的概念及其应用知识体系的研究[D]. 曾令斌. 浙江大学. 2013
[4]. 参考式扭矩标准机的研制[D]. 王倩. 天津大学. 2012
[5]. 五轴车铣技术及其在曲轴加工中的应用[D]. 李德珍. 吉林大学. 2009
[6]. 大跨斜拉桥的局部损伤监测和环境因素影响分离[D]. 梁亚斌. 大连理工大学. 2016
[7]. 某企业TGDI发动机制造关键工艺研究[D]. 邢作选. 湖南大学. 2014
[8]. 发动机连杆裂解加工关键技术研究与装备开发[D]. 郑黎明. 吉林大学. 2012
[9]. 中国筑路机械学术研究综述·2018[J]. 马建, 孙守增, 芮海田, 王磊, 马勇. 中国公路学报. 2018
[10]. 太阳能与燃煤机组互补电站热力特性与集成机理研究[D]. 胡永生. 华北电力大学. 2014
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