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篇1

中圖分類號：TM621.2 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1007-3973（2013）005-046-02

1 前言

回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器是位于鍋爐尾部煙道的低溫受熱面，相比于管式空氣預(yù)熱器，回轉(zhuǎn)式空預(yù)器具有結(jié)構(gòu)緊湊，節(jié)省鋼材與場地，安裝布置方便等優(yōu)點，因而在大型電站鍋爐中被廣泛采用。但是由于其結(jié)構(gòu)的特殊性，造成容易發(fā)生積灰，過量的積灰將造成傳熱惡化，增大阻力，嚴(yán)重時會造成受熱面堵塞，使鍋爐出力下降甚至造成停爐事故。

實踐發(fā)現(xiàn)，相比于鍋爐的其他受熱面，回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器的運行狀況受積灰影響更為明顯，而且需要進(jìn)行更多的吹灰，因此及時的對回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器受熱面進(jìn)行吹灰清掃操作，對維持其正常運行是非常重要的。傳統(tǒng)的吹灰操作是按照運行規(guī)程規(guī)定，定時定量進(jìn)行吹灰，同時，在必要的時候可根據(jù)運行人員憑借經(jīng)驗對吹灰頻率進(jìn)行微調(diào)。這種吹灰方式主觀因素影響大，缺乏可操作性。不適當(dāng)?shù)拇祷页藭拇罅康恼羝?，造成熱量浪費外，還會損傷受熱面，縮短其壽命。因此空預(yù)器受熱面積灰狀態(tài)監(jiān)測對優(yōu)化吹灰操作是非常有必要的。

監(jiān)測積灰狀態(tài)的核心是受熱面清潔因子的計算，本文結(jié)合空預(yù)器的結(jié)構(gòu)特點，建立了清潔因子計算模型，使用某燃煤電站330MW鍋爐運行數(shù)據(jù)進(jìn)行驗證，結(jié)果顯示該模型能反映空氣預(yù)熱器積灰狀態(tài)，同時指出了現(xiàn)有吹灰策略存在過吹和吹灰不及時現(xiàn)象。

2 折算壓差模型

運行經(jīng)驗表明，空預(yù)器吹灰前后煙氣溫度變化不大，利用傳熱特性來計算清潔因子難以反映積灰狀態(tài)?；剞D(zhuǎn)式空預(yù)器的結(jié)構(gòu)決定了，積灰后，其流通截面變小，煙氣流速加快，受熱面壁面粗糙度變大，流動阻力增加。因此，通過流動特性計算清潔因子是可行的。

3 模型驗證和分析

某330MW燃煤電廠使用兩臺型號為LAP10320/2300的回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器，每臺空預(yù)器均配有兩臺吹灰器，一臺位于煙氣入口（蒸汽），一臺位于煙氣出口（雙介質(zhì)）。每臺吹灰器上均配有半伸縮式吹槍，使用過熱蒸汽或過熱蒸汽和高壓水作為吹灰介質(zhì)。運行規(guī)程規(guī)定，每個運行班（6個小時）吹灰兩次。

從機組歷史數(shù)據(jù)庫中隨機抽取一天的數(shù)據(jù)對模型進(jìn)行驗證，選取該日期前后各5天中計算得到的最小折算壓差作為空預(yù)器在清潔狀態(tài)下的折算壓差進(jìn)行清潔因子計算。一天中清潔因子的計算結(jié)果見圖1，可以發(fā)現(xiàn)，在清潔因子較小，即積灰比較嚴(yán)重的時候進(jìn)行吹灰，清潔因子有較為明顯的上升，之后慢慢回落。在清潔因子較大的情況下，回落速度較快，之后隨著積灰增加，空預(yù)器受熱面上的灰被煙氣帶走的速率增加，飛灰落到受熱面上的速率和被帶走的速率趨于一致，積灰速率變慢，清潔因子下降趨勢減緩，模型計算結(jié)果基本符合預(yù)期。

研究發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)有的吹灰策略并不經(jīng)濟，出現(xiàn)了吹灰過多和積灰嚴(yán)重時不及時吹灰現(xiàn)象。從圖1可以看出，在1：25和2：54進(jìn)行的兩次吹灰時間間隔過短，此時受熱面積灰較少，吹灰效果并不明顯；8：22和13：20的兩次吹灰則由于吹灰時間間隔較長，受熱面上積灰較多，吹灰前后清潔因子有較大的提高，吹灰效果明顯，但是空預(yù)器長時間工作在積灰嚴(yán)重的工況下，可能從某些方面影響了機組運行的安全性和經(jīng)濟性。

鍋爐在運行過程中，受到各種不穩(wěn)定因素的作用以及熱工參數(shù)測量設(shè)備存在較大測量誤差，盡管加入了取平均等濾波處理，計算清潔因子存在小范圍的波動和部分異常的變化趨勢仍不可避免，需要對模型進(jìn)一步完善。同時在積灰監(jiān)測的基礎(chǔ)上，如何建立安全經(jīng)濟的吹灰規(guī)程也是需要進(jìn)一步研究的問題。

4 結(jié)論

折算壓差模型可以幫助運行人員直觀地監(jiān)測回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器受熱面的積灰狀態(tài)，指導(dǎo)其進(jìn)行安全經(jīng)濟的吹灰，避免過吹，造成蒸汽浪費和設(shè)備磨損或吹灰不及時，影響設(shè)備運行。

篇2

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

摘要： 總結(jié)了汽輪機回?zé)嵯到y(tǒng)常見故障，建立了回?zé)嵯到y(tǒng)典型故障集。在利用模糊規(guī)則建立回?zé)嵯到y(tǒng)故障征兆知識庫基礎(chǔ)上，提出了一種基于支持向量機多分類算法的回?zé)嵯到y(tǒng)故障診斷方法。最后將該方法用于某汽輪機組回?zé)嵯到y(tǒng)故障診斷中，結(jié)果表明，該模型能有效的識別回?zé)嵯到y(tǒng)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.

關(guān)鍵詞 ： 熱能動力工程；回?zé)嵯到y(tǒng)；支持向量機；故障診斷

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

中圖分類號：TK264.1 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1006-4311（2015）18-0061-03

作者簡介：張瑞青（1975-），女，山西大同人，碩士，講師，主要研究方向為電廠節(jié)能、性能監(jiān)測和故障診斷。

0 引言

在現(xiàn)代大型火電廠中，回?zé)嵯到y(tǒng)運行情況的好壞，直接關(guān)系到汽輪機的安全經(jīng)濟運行，隨著發(fā)電廠機組參數(shù)的提高，回?zé)嵯到y(tǒng)的運行狀況對整個機組的安全性、經(jīng)濟性的影響更加顯著，因此，回?zé)嵯到y(tǒng)的故障診斷一直倍受關(guān)注。長期以來，回?zé)嵯到y(tǒng)的故障頻繁出現(xiàn)，嚴(yán)重地影響了大機組高效率低能耗優(yōu)越性的正常發(fā)揮。因此，如何運用計算機技術(shù)，發(fā)現(xiàn)回?zé)嵯到y(tǒng)中出現(xiàn)的故障，并相應(yīng)采取及時措施，降低故障引起的損失，提高電廠的經(jīng)濟性，是當(dāng)前擺在我們面前的迫切任務(wù)之一。支持向量機（Support Vector Machine，SVM）是Vapnik[1]最早提出的一種統(tǒng)計學(xué)習(xí)方法，這種學(xué)習(xí)算法目前在大型火電廠熱力設(shè)備故障診斷中得到了成功的應(yīng)用[2-3]。本文將該方法用于熱力系統(tǒng)故障診斷中，通過建立回?zé)嵯到y(tǒng)典型故障征兆知識庫來準(zhǔn)確識別電站機組回?zé)嵯到y(tǒng)典型故障。

1 支持向量機多分類算法

支持向量機算法是為解決二值分類問題而提出的一類算法，其計算原理為：假設(shè)一個兩分類樣本組（x1，y1），…，（xi，yi），xi∈Rd，yi∈{+1，1}，支持向量機方法是尋找一個最優(yōu)超分類平面w·x+b=0將樣本合理歸類，使各分類與超分類平面之間距離最大（如圖1所示）。圖中實心點與空心點分別表示兩類樣本，H表示最優(yōu)分類線，直線H1、H2經(jīng)過平行于分類線且與之相距最近。試著在高維空間中應(yīng)用該結(jié)論進(jìn)行分類，則最優(yōu)分類線即為最優(yōu)分類面，直線H1、H2上的訓(xùn)練樣本點就是支持向量。將最優(yōu)超平面問題轉(zhuǎn)化為式（1）所示的二次規(guī)劃問題進(jìn)行運算，就能解決該二分類問題。

為了使分類面所覆蓋的范圍盡量大，還要使被錯誤區(qū)分的樣本數(shù)量盡可能小，通常是通過增加一個松弛項ξi≥0，使式（1）中的目標(biāo)函數(shù)變?yōu)榍笙率街械摩眨╳，ξ）最小值：

然后引入Lagrange函數(shù)求解此優(yōu)化問題。若要解決二分類問題，則建立一個二維分類器。支持向量機構(gòu)造二維分類器的方法主要有兩種：一種是1998年Weston[4]提出的多類算法，另一種是通過組合多個二維分類器，構(gòu)造多類分類器，這類方法目前主要有Vapnik[1]提出的一對多算法和Kressel[5]提出的一對一算法以及由該算法衍生出的有向無環(huán)決策圖方法（Decision Directed Acyclic Graph，DDAG）[6-7]。

有向無環(huán)決策圖方法：針對N類分類問題，首先建立N（N-1）/2個SVM二維分類器，然后將這些二維分類器組合成一個帶有根結(jié)點的N層DDAG，在DDAG中，每個二維分類器對應(yīng)兩類，分布N層結(jié)構(gòu)中，頂層僅僅分布一個根結(jié)點，第二層分布著對應(yīng)兩個級別的兩個葉結(jié)點。以此類推，第N層有N個葉結(jié)點，對應(yīng)N個類別。中間共有N（N-1）/2個結(jié)點，每一個中間結(jié)點是N（N-1）/2個SVM二維分類器中的一個，且每個結(jié)點對應(yīng)一個決策函數(shù)。在分類環(huán)節(jié)，先從根結(jié)點開始按設(shè)計要求分別錄入分類對象，以該結(jié)點所對應(yīng)的分類函數(shù)為依據(jù)展開運算，根據(jù)運算結(jié)果（0或1）確定下一步應(yīng)該按什么路徑進(jìn)行分類，然后通過（N-1）次的判別，最后一層結(jié)點處的輸出就是最終所屬的類別。圖2給出了一個包含四個類別的有向無環(huán)DDAG決策圖。

2 回?zé)嵯到y(tǒng)故障集合和征兆知識庫

2.1 回?zé)嵯到y(tǒng)故障集合

結(jié)合相關(guān)文獻(xiàn)[8-9]對回?zé)嵯到y(tǒng)典型故障的理論進(jìn)行分析，同時根據(jù)現(xiàn)場運行經(jīng)驗，將抽汽管道逆止閥卡澀、排氣管道排氣不暢、排氣管道排氣量過大、加熱器管束污染（結(jié)垢）、加熱器內(nèi)部水側(cè)短路、加熱器內(nèi)部管系泄漏、疏水不暢、疏水器故障、加熱器旁路閥故障、加熱器滿水、除氧器排氣帶水、除氧器自身沸騰12個比較典型常見的回?zé)嵯到y(tǒng)故障作為故障集合，記為uj（j=1，2，…，12）。

根據(jù)現(xiàn)場運行經(jīng)驗可知，回?zé)嵯到y(tǒng)運行參數(shù)的變化情況不合常規(guī)，是典型的故障征兆。為了使診斷系統(tǒng)具有實用性和通用性，選取抽汽流量、加熱器抽汽壓力、加熱器進(jìn)口壓力、加熱器進(jìn)口水溫、加熱器出口水溫、加熱器混合點前出口水溫、加熱器出口端差、加熱器疏水水位、加熱器疏水溫度9個參數(shù)測點（記為xi，i=1，2，…，9）來反映回?zé)嵯到y(tǒng)的故障表現(xiàn)，這些異常運行參數(shù)有的必須通過運算才可獲得，有的則直接從電廠的實時數(shù)據(jù)庫中獲得。

2.2 訓(xùn)練征兆知識庫

根據(jù)運行系統(tǒng)和現(xiàn)場技術(shù)人員的經(jīng)驗積累可知，運行過程中回?zé)嵯到y(tǒng)發(fā)生的故障與參數(shù)征兆表現(xiàn)之間的關(guān)系并不十分明確，因此，在利用SVM進(jìn)行回?zé)嵯到y(tǒng)故障診斷時，需對故障的征兆進(jìn)行模糊化處理，回?zé)嵯到y(tǒng)故障征兆集xi按下列規(guī)則取值[9]：

根據(jù)上式建立回?zé)嵯到y(tǒng)典型故障的訓(xùn)練樣本庫，如表1所示。

2.3 基于DDAGSVM的回?zé)嵯到y(tǒng)多故障診斷模型

根據(jù)回?zé)嵯到y(tǒng)典型故障類型設(shè)計一個12類問題的有向無環(huán)決策圖（DDAGSVM）模型，由12*（12-1）/2=132個二維分類器將其中任何兩類故障分開，每個結(jié)點對應(yīng)一個二維分類器。將表1所示的典型故障作為訓(xùn)練樣本展開分析，將徑向基函數(shù)視為核函數(shù)建立SVM，已“對訓(xùn)練樣本分類的錯分率最小”為判斷依據(jù)進(jìn)行參數(shù)尋優(yōu)，分別取徑向基核函數(shù)的寬度系數(shù)σ=0.1~10，懲罰因子C=10~10000，具體步驟如下。

①選擇寬度系數(shù)和懲罰因子（σ，C）建立模型，并對樣本進(jìn)行訓(xùn)練，得到最優(yōu)分類結(jié)果。

②在訓(xùn)練網(wǎng)絡(luò)中輸入典型故障樣本，比照樣本實際類別對輸出結(jié)果進(jìn)行歸類分析，建立有向無環(huán)決策圖（DDAGSVM）模型分類錯分樣本統(tǒng)計矩陣D=[dij]，其中di，j（i=j，i，j=1，2，…12）為正確分類數(shù)，di，j（i≠j，1，2…，12）表示將第i類典型故障分到第j類的個數(shù)，令E=∑di，j，（i≠j，i，j=1，2，…，12）為錯分樣本總數(shù)。

③假設(shè)錯分樣本總數(shù)E未達(dá)到分類精度，就要按步驟1再進(jìn)行一輪分析，然后重新進(jìn)行樣本訓(xùn)練，直至模型符合分類精度或達(dá)到迭代次數(shù)才可認(rèn)定為合格。

在本文所述案例中，當(dāng)寬度系數(shù)和懲罰因子分別為σ=5，C=1000時，將12類回?zé)嵯到y(tǒng)故障完全正確分類。

3 實例應(yīng)用

以某電站某300MW機組回?zé)嵯到y(tǒng)的某加熱器故障為例。該故障發(fā)生時的主要征兆為：高加出口端差變大，加熱器溫升（出口水溫）下降，加熱器疏水水位快速上升，加熱器疏水溫度下降。利用上述回?zé)嵯到y(tǒng)故障參數(shù)值進(jìn)行模糊化處理，得到實時征兆故障模式向量：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進(jìn)行診斷，診斷結(jié)果為[-1，-1，-1，-1，-1，1，-1，-1，-1，-1，-1，-1]，說明是回?zé)嵯到y(tǒng)發(fā)生第6類故障，即加熱器管系泄漏，與實際情況相符。

4 結(jié)論

本文采用基于支持向量機多分類方法，建立了回?zé)嵯到y(tǒng)故障診斷多故障分類模型，在總結(jié)回?zé)嵯到y(tǒng)常見故障的基礎(chǔ)上，建立了回?zé)嵯到y(tǒng)典型故障集，通過模糊規(guī)則獲得凝汽器故障征兆知識庫，用有向無環(huán)決策圖（DDAGSVM）算法對小樣本情況下回?zé)嵯到y(tǒng)典型故障診斷進(jìn)行了研究，實例計算表明，有向無環(huán)決策圖（DDAGSVM）算法具有較高的診斷準(zhǔn)確率。

參考文獻(xiàn)：

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

[2]王雷，張瑞青，盛偉，徐治皋.基于模糊規(guī)則和支持向量機的凝汽器故障診斷[J].熱能動力工程，2009，24（4）：479-480.

[3]翟永杰，王東風(fēng)，韓璞.基于多類支持向量機的汽輪發(fā)電機組故障診斷[J].動力工程，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

鍋爐是一種常見的能量轉(zhuǎn)換設(shè)備，在工業(yè)企業(yè)中比較常見，而且發(fā)揮著重要的作用。鍋爐在運行的過程中，會釋放大量的熱量，其可以轉(zhuǎn)化為動能，可以保證生產(chǎn)系統(tǒng)的高效運行。在對鍋爐進(jìn)行優(yōu)化時，要保證鍋爐的熱效率，還要控制污染物的排放，這達(dá)到節(jié)能、降耗的效果。在鍋爐燃燒優(yōu)化中應(yīng)用人工智能技術(shù)，可以保證優(yōu)化的效果，相關(guān)工作人員利用十進(jìn)制遺傳算法，可以保證計算結(jié)果的準(zhǔn)確性，還可以提高鍋爐中燃料燃燒的充分性，可以提高熱效率，從而保證鍋爐的運行效果。

1 鍋爐熱效率與NOx排放的特性

鍋爐在運行的過程中，會生成燃燒產(chǎn)物，而燃料的性質(zhì)具有多變性，所以，燃燒產(chǎn)物也具有復(fù)雜性。NOx是鍋爐最主要的排放物，具有一定污染性，在對鍋爐進(jìn)行燃燒優(yōu)化時，提高燃料燃燒的充分性，這樣才能降低污染物的排放。鍋爐的熱效率與設(shè)備的性能有著較大的關(guān)系，在優(yōu)化的過程中，需要先對鍋爐的結(jié)構(gòu)以及燃燒系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化。鍋爐排放物會受到較多因素的影響，鍋爐作業(yè)人員要了解這些因素，才能提高鍋爐的熱效率。鍋爐運行時，還要做好通風(fēng)操作，要控制風(fēng)門的開度，還要保證入爐的空氣量，了解燃燒氧量等因素對燃燒特性的影響。作業(yè)人員還要保證風(fēng)箱與爐膛差壓的標(biāo)準(zhǔn)化，配風(fēng)方式對燃燒熱效率有著較大的影響，燃燒器的擺動速度以及擺角也對鍋爐內(nèi)燃燒的充分性有著較大的影響。

利用人工智能技術(shù)對鍋爐燃燒進(jìn)行優(yōu)化，還需要建立神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型，要計算排煙氧量以及飛灰含碳量，根據(jù)這些數(shù)據(jù)，可以對排煙的溫度進(jìn)行調(diào)整，還要對燃料的水分進(jìn)行調(diào)整，這樣才能提高鍋爐的熱效率，才能優(yōu)化鍋爐熱效率模型。NOx是鍋爐最主要的排放物，對周圍環(huán)境有著一定污染，工作人員要采用有效的措施減少排放物。鍋爐燃燒特性響應(yīng)模型如圖1所示。

圖1 鍋爐NOx排放與效率特性的響應(yīng)模型

2 優(yōu)化問題的數(shù)學(xué)描述

本文燃燒優(yōu)化的實質(zhì)是在限制（或降低）NOx排放的基礎(chǔ)上提高鍋爐熱效率，是一個多目標(biāo)優(yōu)化問題。在此采用加權(quán)因子，將多目標(biāo)優(yōu)化問題轉(zhuǎn)化為單目標(biāo)問題，進(jìn)而通過權(quán)值的不同組合，獲得不同的優(yōu)化解，為優(yōu)化決策提供支持。下面給出包括優(yōu)化目標(biāo)和優(yōu)化約束條件的優(yōu)化問題數(shù)學(xué)描述。

2.1 目標(biāo)函數(shù)

（1）

ηC、ηFC分別為當(dāng)前爐效率及優(yōu)化后預(yù)測爐效率，%;[NOx]C、[NOx]FC分別為NOx排放物的當(dāng)前值及優(yōu)化后的預(yù)測值，mg/m3;a、b分別為鍋爐效率項和NOx濃度項的權(quán)重。

2.2 被優(yōu)化的操作參數(shù)及其約束條件

根據(jù)對鍋爐熱效率和對NOx排放產(chǎn)生的重要影響，并且是在運行中可控操作量的原則，本文選擇送入鍋爐的總空氣量A、二次風(fēng)門開度SAIR（i）（i=1，2，…，6）、燃盡風(fēng)門開度SOFA（i）（i=1，2）及燃燒器擺動角Cs共10個參數(shù)作為優(yōu)化變量。

考慮到總空氣量與鍋爐熱負(fù)荷（燃料量B）有關(guān)，樣本數(shù)據(jù)中總空氣量與燃料量之比A/B=9.658～10.629，取總空氣量的變化范圍為9B～11.5B;結(jié)合樣本數(shù)據(jù)，并考慮到操作習(xí)慣和安全性，分別取二次風(fēng)門開度SAIR的變化范圍為20%～90%，燃盡風(fēng)開度SOFA（i）的變化范圍為0～100%，燃燒器擺動角Cs的變化范圍為0.3～0.7。

3 優(yōu)化算法研究及其在燃燒優(yōu)化中的應(yīng)用

遺傳算法（GA）是基于生物進(jìn)化過程中優(yōu)勝劣汰規(guī)則與群體內(nèi)部染色體信息交換機制、處理復(fù)雜優(yōu)化問題的一類通用性強的新方法。GA利用簡單的編碼技術(shù)和算法機制來模擬復(fù)雜的優(yōu)化過程，它只要求優(yōu)化問題是可計算的，而對目標(biāo)函數(shù)和約束條件的具體形式、優(yōu)化變量的類型和數(shù)目不作限制，在搜索空間中進(jìn)行自適應(yīng)全局并行搜索，運行過程簡單而計算結(jié)果豐富，特別適合于處理復(fù)雜優(yōu)化問題。

針對本文燃燒優(yōu)化問題的特點，本文采用實數(shù)編碼遺傳優(yōu)化算法（簡稱RGA）。

設(shè)RGA優(yōu)化問題的數(shù)學(xué)描述為

minf（x（1），x（2），，x（p）） （2）

式中a（j）≤x（j）≤b（j），j=1，2，，p;x（j）為第j個優(yōu)化變量;[a（j），b（j）]為x（j）的變化區(qū)間;p為優(yōu)化變量的數(shù)目;f為目標(biāo)函數(shù)。

RGA包括如下幾個步驟：

（1）經(jīng)歸一化處理，完成編碼與群體初始化

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

把變化區(qū)間為[a（j），b（j）]的第j個優(yōu)化變量x（j）轉(zhuǎn)化為[0，1]區(qū)間上的實數(shù)y（j）。

（2）結(jié)合目標(biāo)函數(shù)f（i），計算個體適應(yīng)度定義排序后第i個個體的適應(yīng)度函數(shù)值為

F（i）=exp（-f（i）） （4）

（3）選擇操作

定義父代個體y（j，i）的選擇概率為

（5）

（4）雜交操作

根據(jù)式（5）的選擇概率選擇一對父代個體y（j，i1）和y（j，i2），進(jìn)行如下隨機線性組合產(chǎn)生一個子代個體為

（6）

其中，uc∈（0，1）是隨機數(shù)。

（5）變異操作

對于p個隨機數(shù)，RGA的變異操作為

（7）

式中u（j）（j=1～p）、um均為（0，1）上的隨機數(shù)，pm（i）=1-ps（i）

（6）進(jìn)化生成子代

由前面的第（3）～（5）步得到了3n個子代個體，按其適應(yīng)度值由大到小排序，取最前面的n個子代個體作為新的父代群體。算法轉(zhuǎn)入第（2）步，進(jìn)入下一輪演化計算。

4 鍋爐燃燒優(yōu)化算例與分析

根據(jù)上述數(shù)學(xué)模型，取神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)樣本數(shù)據(jù)（表2）中NOx排放情況最嚴(yán)重的第4組工況進(jìn)行優(yōu)化計算。該工況下的NOx排放濃度為1085.316mg/m3，鍋爐熱效率為93.404%。優(yōu)化結(jié)果如圖2。

鍋爐熱效率和NOx排放濃度呈現(xiàn)共同增大和減小的趨勢，意味著片面強調(diào)提高鍋爐熱效率或者控制NOx排放都是不可取的，這一特點與有關(guān)NOx排放機理的定性分析結(jié)論是一致的。上述優(yōu)化計算可以提供如下選擇：在保證污染排放不超標(biāo)的前提下，追求盡可能高的鍋爐熱效率。

結(jié)束語

鍋爐是一種常見的工業(yè)設(shè)備，在電廠、工廠中比較常見，可以將熱能轉(zhuǎn)化為其他形式的能量，可以提高企業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)的運行效率。鍋爐在燃燒的過程中，會產(chǎn)物一定NOx污染物，這對大氣環(huán)境以及生態(tài)環(huán)境有著不利的影響，為了解決這一問題，相關(guān)工作人員對鍋爐燃燒進(jìn)行了優(yōu)化。利用人工智能技術(shù)，可以建立科學(xué)的數(shù)學(xué)模型，利用遺傳算法，可以了解影響鍋爐熱效率的因素，相關(guān)工作人員要找到優(yōu)化的措施，要條熱效率，降低污染物，這樣才能保證鍋爐應(yīng)用的高效性。采用人工智能技術(shù)，工作人員可以制定降低NOx排放濃度的措施。

參考文獻(xiàn)

[1]朱玉璧，程相利，陶新建，李琢，王志軍.智能控制在鍋爐燃燒優(yōu)化中的應(yīng)用[J].中國電機工程學(xué)報，2008（11）.

[2]王培紅，李磊磊，陳強，董益華.電站鍋爐高效低污染燃燒優(yōu)化算法研究[J].動力工程，2004（4）.

篇4

隨著高職院校數(shù)的增加,高職學(xué)報數(shù)在不斷增加。據(jù)筆者不完全統(tǒng)計,全國高職高專學(xué)報已有540余種,其中電力類高職高專院校學(xué)報僅12家。雖然大部分為具有雄厚基礎(chǔ)和實力的刊物,在各省優(yōu)秀高校學(xué)報中也占有一席之地。但學(xué)報要想成為全國高職學(xué)報中的一朵奇葩、一個亮點,需進(jìn)一步強調(diào)特色,全方位提高學(xué)報的質(zhì)量,正確定位,不斷創(chuàng)新,將學(xué)報打造成具有電力學(xué)院特色的學(xué)報,才能成為精品學(xué)報、品牌學(xué)報。

1電力類高職高專學(xué)報有其自身的獨特性

1.1行業(yè)性

電力類高職高專院校通常是以工科為主,工、管、文、財?shù)葘W(xué)科相結(jié)合的省屬普通高等學(xué)校,大多數(shù)學(xué)院隸屬于地方電力公司,業(yè)務(wù)上接受教育廳指導(dǎo),其辦學(xué)指導(dǎo)思想主要是面向地方、面向電力行業(yè),培養(yǎng)地方和系統(tǒng)內(nèi)急需的應(yīng)用型、技能型專門人才,直接為地區(qū)經(jīng)濟建設(shè)服務(wù)。因此,學(xué)報應(yīng)結(jié)合學(xué)院的辦刊宗旨,立足電力系統(tǒng),使行業(yè)性成為學(xué)報的特色。

1.2應(yīng)用性

本科高等學(xué)校學(xué)報通常把學(xué)術(shù)價值放在第一位,但高職學(xué)報應(yīng)結(jié)合高職學(xué)院重實踐、重基本技能和技術(shù)應(yīng)用能力培養(yǎng)的辦學(xué)宗旨在重視學(xué)術(shù)價值、不排斥高尖技術(shù)外,更多要求是應(yīng)用性,需要覆蓋面廣,兼容各門各類層次的適用技術(shù),以便直接為當(dāng)?shù)亟?jīng)濟建設(shè)和當(dāng)?shù)卣疀Q策服務(wù)。這一點無疑要成為學(xué)院學(xué)報的“重頭戲”,所以“應(yīng)用性”是學(xué)院學(xué)報選題和欄目編排的重點。根筆者統(tǒng)計,在高職學(xué)院學(xué)報2006年自科版刊發(fā)論文中,應(yīng)用技術(shù)方面的論文約占總數(shù)的75%,這個比例充分證明應(yīng)用技術(shù)方面的文章在高職學(xué)報中占有的份量。以我院學(xué)報為例,2006年全年刊發(fā)的128篇論文中,電力系統(tǒng)、動力工程及電力發(fā)展論壇、電力企業(yè)管理類論文60篇,占總數(shù)的47%;在全年刊發(fā)論文的178位作者中,省內(nèi)作者高達(dá)126人。學(xué)報的行業(yè)性、地方性可見一斑。

2求是創(chuàng)新,打造有電力特色的品牌學(xué)報

2.1設(shè)置特色欄目

我國現(xiàn)代著名的出版家鄒韜奮先生很重視報刊的個性和特色,他曾經(jīng)說過:“沒有個性和特色的刊物,生存已成問題,發(fā)展就更沒有希望了”。鄒先生將刊物的個性特色提高到存在與發(fā)展的高度,并將特色作為衡量刊物力度的標(biāo)志。一個刊物,尤其是學(xué)術(shù)期刊,應(yīng)特別重視和倡導(dǎo)個性特色的形成。

電力類高職學(xué)報的辦刊宗旨是堅持為教學(xué)、科研服務(wù),為電力行業(yè)的發(fā)展服務(wù)。要辦出自己的特色,學(xué)報自然科學(xué)版在欄目設(shè)置上緊緊結(jié)合學(xué)院所辦專業(yè)性質(zhì),突出技術(shù)應(yīng)用性,要將電力工程、動力工程設(shè)為特色欄目;社會科學(xué)版將電力企業(yè)管理、電力發(fā)展論壇設(shè)為特色欄目。這些欄目是固定常設(shè)的,相應(yīng)的稿源較豐富,且理論聯(lián)系實際,主要反映應(yīng)用研究成果,有利于形成以學(xué)科專業(yè)建設(shè)與發(fā)展為重點的學(xué)術(shù)氛圍。這些欄目特色鮮明且獨樹一幟,讀者反響熱烈,論文的下載率和引用率較高。

隨著國民經(jīng)濟的迅速發(fā)展,電力行業(yè)與其他行業(yè)的關(guān)系日益緊密,因此有關(guān)電力供應(yīng)、電力價格等敏感問題越來越受到關(guān)注。電力類高職學(xué)報應(yīng)考慮增加“電力市場”欄目,以適應(yīng)電力發(fā)展的需要,適應(yīng)社會發(fā)展的需要。據(jù)筆者調(diào)研,目前該欄目在電力院校學(xué)報欄目中尚為空白。

客觀地分析,自2004年夏季的“電荒”波及到全國各行各業(yè)和人民生活后,未來的10年內(nèi)電力這個原本應(yīng)該提前出發(fā)的“先行官”,一定會邁開大步,奮力趕超至其他行業(yè)的前頭,以保證經(jīng)濟的正常發(fā)展。

因此有關(guān)電力方面的各類政策性研究課題、技術(shù)類研究課題會很容易地得到資金贊助而獲得批準(zhǔn),自然也就有相當(dāng)多的論文伴隨著課題的進(jìn)展和完成而誕生。多發(fā)表與學(xué)報的專題化欄目選題一致、高級別課題類稿件,是擴大學(xué)報的社會影響和知名度,提高學(xué)報學(xué)術(shù)質(zhì)量的有效措施。另一方面,在我國,專門設(shè)置與電力相關(guān)欄目的學(xué)報屈指可數(shù),除幾所電力學(xué)院外,只有幾家綜合性大學(xué)學(xué)報刊登電力行業(yè)相關(guān)技術(shù)的論文,因此,學(xué)報設(shè)置如電力系統(tǒng)、電力市場、電力企業(yè)管理、能源動力工程等電力類特色欄目,將為廣大作者提供有選擇余地的、對口的園地。

此外,所有學(xué)報目前都設(shè)有教育教學(xué)欄目,筆者認(rèn)為,高職學(xué)報應(yīng)專設(shè)“高職教育理論與實踐”欄目,并作為特色欄目,及時將高職理論與實踐研究的最新成果刊發(fā)出來,以指導(dǎo)各高職院校的辦學(xué)實踐。高職院校從師資和科研能力等各個方面跟普通高校相比是存在相距,但在高職教育領(lǐng)域上大有文章可做。

因為高職院校培養(yǎng)的是技術(shù)型人才,高職院?！半p師型”的教師建制使教師的素質(zhì)培養(yǎng)、教學(xué)方式、教育理念等方面有獨特的地方,高職教育在高職學(xué)報上完全合適,也增強了高職學(xué)院特色。如果電氣學(xué)院學(xué)報設(shè)置該欄目,將在高職院校中樹立起一面旗子,既能對高職理論的發(fā)展作貢獻(xiàn),又能將作者群和讀者群擴大到全國各地,可謂一舉兩得。

2.2發(fā)揮優(yōu)勢,正確定位,文理分開

目前,所有的電力類高職高專學(xué)報,雖然側(cè)重于發(fā)表工科版論文,但事實上均為綜合版,即文、理兼顧。新聞出版總署《關(guān)于進(jìn)一步調(diào)整高校學(xué)報結(jié)構(gòu)的通知》中明確指出:可適當(dāng)發(fā)展高校專業(yè)性學(xué)術(shù)期刊[1],電力類院校學(xué)報應(yīng)抓住這一機遇,抓緊策劃,對現(xiàn)有學(xué)報進(jìn)行改造,文理分開,創(chuàng)辦社會科學(xué)版和自然科學(xué)版期刊。根據(jù)本院校學(xué)科的優(yōu)勢,將自科版集中報道強學(xué)科的科研成果和教學(xué)經(jīng)驗。文理分開后更能體現(xiàn)欄目特色同時縮短發(fā)表周期能對重大的吸引眼球的課題研究項目進(jìn)行跟蹤報道這樣不僅及時將相關(guān)研究成果應(yīng)用于實際工作,還能保持讀者對這些課題、對學(xué)報的興趣和熱情。

在近年來的全國高職高專學(xué)報評比中,《安徽水利水電職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報》、《浙江水利水電專科學(xué)校學(xué)報》、《山東電力高等?？茖W(xué)校學(xué)報》、《沈陽電力高等?？茖W(xué)校學(xué)報》等電力類學(xué)報均獲得優(yōu)秀學(xué)報的稱號,充分說明電力類高職高專學(xué)報的整體實力。如果電力類學(xué)報實行文理分開的辦刊模式,將會使社科版的文摘率大大增強,自科版的影響因子大大提高,從而使學(xué)報在界限分明的文科學(xué)報和理科學(xué)報評比中均能獲得更好的成績和名次。

2.3圍繞特色征集稿件

電力院校學(xué)報要圍繞特色征集稿件。社科版圍繞高職高專教育觀念改革、體制改革,教學(xué)體系、內(nèi)容改革,電力企業(yè)管理、電力市場板塊;自科版圍繞水利工程、電力工程、能源工程、動力工程技術(shù)板塊;總之,只要充分體現(xiàn)高職高專院校學(xué)科建設(shè)特色,能讓讀者了解所在領(lǐng)域的研究進(jìn)展,關(guān)注科研動態(tài)和研究的焦點,又能提供專業(yè)的知識積累的文章,都屬于學(xué)報征集的主力稿件范圍。2.4建立開放型編委會

編委會是學(xué)報編輯出版工作的學(xué)術(shù)指導(dǎo)機構(gòu),對學(xué)報編輯出版工作起指導(dǎo)、監(jiān)督和咨詢作用。編委會的學(xué)術(shù)陣容、學(xué)術(shù)水平與學(xué)報的質(zhì)量息息相關(guān)。

高職院校的學(xué)報編委會成員,大多是學(xué)校各部門負(fù)責(zé)人,雖然能勝任把握學(xué)報的辦刊宗旨,使學(xué)報沿著正確的軌道發(fā)展的任務(wù);但在學(xué)報的學(xué)術(shù)研究深度和廣度、學(xué)術(shù)發(fā)展視野等方面尚需進(jìn)一步加強,尤其是對與生產(chǎn)活動緊密聯(lián)系的高新技術(shù)發(fā)展動態(tài)把握不夠。根據(jù)高職學(xué)院的特點,應(yīng)考慮增加編委會成員,從其他有關(guān)高校及科研院所和公司企業(yè)聘請知名的中青年學(xué)者和技術(shù)精英,組成陣容強大、學(xué)術(shù)造詣精深、學(xué)風(fēng)嚴(yán)謹(jǐn)、緊隨現(xiàn)代科技發(fā)展的學(xué)報編委會,在這樣的編委會指導(dǎo)下,學(xué)報的水平會很快提高。

特色是質(zhì)量的體現(xiàn),但特色并不等于質(zhì)量。學(xué)報質(zhì)量的保證需要各方面的努力,其中編輯的責(zé)任重大。

編輯工作的本質(zhì)是選擇,而選擇的核心是前沿性選擇,只有立足于科學(xué)前沿,才能準(zhǔn)確地發(fā)現(xiàn)并選擇具有科學(xué)價值的稿件。因此,編輯首先應(yīng)緊跟社會發(fā)展,緊跟科技發(fā)展,了解科學(xué)前沿動態(tài)。編輯既是雜家,也是專家,編輯應(yīng)有一個主要專業(yè)方向,并融會貫通多門學(xué)科。對于高職院校的學(xué)報,學(xué)報依托行業(yè),編輯應(yīng)熟悉本行業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)理論,專業(yè)發(fā)展方向,才能保證特色欄目的質(zhì)量。因此,筆者認(rèn)為,高職學(xué)院教師提倡是雙師型的,高職學(xué)報編輯也應(yīng)提倡是雙師型的。編輯是教師,能勝任專業(yè)課程的教學(xué)工作,才能保證論文中基礎(chǔ)理論的正確性。編輯是工程師、經(jīng)濟師、會計師……,掌握管理新理念和科技新技術(shù),才能從眾多稿件中遴選出具有最新科技含量,對生產(chǎn)實際有指導(dǎo)推廣作用的好稿子。學(xué)報的特色是編輯們賦予的思想和文化內(nèi)涵來體現(xiàn)的[3],學(xué)報上發(fā)表的每篇論文都傾注著編輯的心血。而高素質(zhì)、雙師型、強陣容的編輯隊伍,是建設(shè)具有電氣學(xué)院特色的精品學(xué)報的基本前提。

3結(jié)束語

電力類高職高專院校在發(fā)展,院校學(xué)報也在發(fā)展。根據(jù)“與時俱進(jìn)”的要求,及時調(diào)整學(xué)報發(fā)展的思路,深化學(xué)報改革,突出地區(qū)和專業(yè)特色,提高編輯素質(zhì),促進(jìn)學(xué)報成為全國高職高專學(xué)報的品牌學(xué)報。

[參考文獻(xiàn)]

篇5

由于大類招生屬于新生事物，部分高校實施不久，其潛在的弊端尚未顯露，而按大類招生政策錄取的學(xué)生的成績往往隱含著這些信息[4]，因此，對這類學(xué)生的成績進(jìn)行統(tǒng)計分析，發(fā)現(xiàn)其潛在的問題，從而提出相應(yīng)解決方案是尤為重要的。本文以較早實行大類招生的中南大學(xué)能源動力類學(xué)生成績?yōu)檠芯繉ο螅ㄟ^建立Logit對數(shù)線性模型，探討生源地和入學(xué)年齡對學(xué)生成績的影響，進(jìn)而根據(jù)統(tǒng)計結(jié)果提出相關(guān)對策以進(jìn)一步完善大類招生模式。

二、數(shù)據(jù)收集及處理

（一）對象

中南大學(xué)有工學(xué)、理學(xué)、醫(yī)學(xué)、文學(xué)、法學(xué)和經(jīng)濟學(xué)等十一大學(xué)科門類，有30個二級學(xué)院和83個本科專業(yè)，是一所典型的綜合性大學(xué)。中南大學(xué)能源科學(xué)與工程學(xué)院自2008年開始便實行了按能源動力類大類招生，能源動力類是培養(yǎng)從事動力機械和動力工程的設(shè)計、制造、運行和管理等方面的高級工程技術(shù)人才的典型工科專業(yè)。因此，以中南大學(xué)能源動力類學(xué)生成績?yōu)檠芯繉ο蠼ogit對數(shù)線性模型，分析得出的結(jié)論具有一般性，能夠指導(dǎo)綜合性大學(xué)工科專業(yè)大類招生下學(xué)生科學(xué)文化素質(zhì)的培養(yǎng)。本文統(tǒng)計了中南大學(xué)能源動力類2009級185名和2010級166名本科生的成績，涵蓋了他們自入學(xué)到2012年上學(xué)期所學(xué)習(xí)的所有18門和15門基礎(chǔ)課科目，包括工程制圖、大學(xué)計算機基礎(chǔ)、微積分、大學(xué)物理、基礎(chǔ)英語等。限于篇幅原因，學(xué)生的各科原始成績數(shù)據(jù)本文不予陳列。

（二）成績評價模型及等級劃分

學(xué)生成績綜合測評的方法主要有總分法、算術(shù)

[收稿日期] 2014-06-16；[修回日期] 2014-06-26

[基金項目] 中南大學(xué)開放式精品示范課堂計劃項目“能源與動力工程測試技術(shù)”（2014sfkt223）

[作者簡介] 孫志強（1980-），男，河南武陟人，博士，中南大學(xué)教授，主要研究方向：節(jié)能與新能源.

平均值法、加權(quán)平均法、模糊綜合評判法、層次分析法、因子分析法和主成分分析法等[5，6]?？偡址ê退阈g(shù)平均值法是對單個學(xué)生所有課程成績求出總和或平均數(shù)，作為綜合考核結(jié)果來對學(xué)生進(jìn)行比較和評定。這兩種方法非常簡單，但沒有考慮課程學(xué)分的影響。模糊綜合評判是對受多種因素影響的復(fù)雜的對象采用模糊數(shù)學(xué)的理論與技術(shù)進(jìn)行綜合評判而得到定量評價結(jié)果的方法[7]。層次分析法是一種將定性分析和定量分析相結(jié)合的系統(tǒng)分析方法，其首先需要將復(fù)雜的問題層次化，然后根據(jù)系統(tǒng)的特點和基本原則對各層的因素進(jìn)行對比分析，最后以計算出的最低層相對于最高層的相對重要性次序的組合權(quán)值作為評價的依據(jù)[8]。主成分分析法是將原來的多個變量適當(dāng)?shù)慕M合成一些數(shù)量較少的綜合指標(biāo)來近似代替原來的多個變量[9]。因子分析法是將具有錯綜復(fù)雜關(guān)系的變量綜合為數(shù)量較少的幾個因子以再現(xiàn)原始變量和因子之間的相互關(guān)系，在某種程度上可看成是主成分分析的推廣和拓展[10]。這四種方法較為復(fù)雜，面對本研究龐大的數(shù)據(jù)需要花費較長的時間，不便使用。

加權(quán)平均法不僅涵蓋了課程的學(xué)分信息，而且其計算方法還簡單，故本研究最終選取該方法進(jìn)行綜合成績的分析。加權(quán)平均法一種考慮了課程所占權(quán)重的學(xué)生成績綜合評價方法，科目的學(xué)分越高，該科成績在進(jìn)行綜合評測時所占的比重越大，其具體計算方法為：

通過計算發(fā)現(xiàn)，所取樣本中學(xué)生加權(quán)平均成績的最大值和最小值分別為90.66和60.77?？紤]到這兩數(shù)值的大小，本文最終利用成績績點的分界值將學(xué)生的成績劃分成優(yōu)、良、中和及格四個等級：當(dāng)加權(quán)平均成績≥85時，成績?yōu)閮?yōu)；當(dāng)85>加權(quán)平均成績≥78時，成績?yōu)榱?；?dāng)78>加權(quán)平均成績≥71時，成績?yōu)橹校划?dāng)71>加權(quán)平均成績≥60時，成績?yōu)榧案瘛?/p>

三、Logit對數(shù)線性模型

本文主要探討生源地及入學(xué)年齡對學(xué)生成績的影響，所研究問題的變量均為稱名變量，有自變量和因變量的區(qū)別，而且還有兩個自變量，因此，多變量分析方法中的Logit對數(shù)線性模型特別適合于分析此類問題。Logit對數(shù)線性模型主要用來探討與解釋因變量與自變量間的關(guān)系，通常以最大似然法進(jìn)行模型估計與檢驗[11]。

（一）建模與自由度計算

考慮到生源地種類有31種，而2009級與2010級能源動力類學(xué)生總?cè)藬?shù)僅為351人，所以，為了滿足Logit對數(shù)線性模型的使用前提必須對生源地進(jìn)行分類[11]。根據(jù)表1所示的2010年高考985高校各省錄取率將生源地歸為三類：① 0<錄取率≤1.5；② 1.5<錄取率≤3；③ 3<錄取率。由于大部分學(xué)生入學(xué)年齡為18或19歲，因此，將學(xué)生入學(xué)年齡分為兩類：① 18歲及以下；② 19歲及以上。按前述分類后，中南大學(xué)2009級與2010級能源動力類學(xué)生成績的統(tǒng)計結(jié)果如表2所示。

表1 2010年高考全國各省級行政區(qū)的985高校錄取率

序號 生源地 985高校

錄取率（%） 類別 序號 生源地 985高校

錄取率（%） 類別 序號 生源地 985高校

錄取率（%） 類別

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 貴州 1.380 1

3 北京 4.069 3 14 寧夏 2.231 2 25 廣西 1.259 1

4 吉林 3.814 3 15 黑龍江 2.216 2 26 河北 1.191 1

5 重慶 3.690 3 16 湖南 2.122 2 27 內(nèi)蒙古 1.177 1

6 遼寧 3.527 3 17 江蘇 1.933 2 28 山西 1.168 1

7 青海 3.458 3 18 山東 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 陜西 1. 687 2 31 西藏 0.979 1

10 浙江 2.790 2 21 甘肅 1.646 2

11 廣東 2.742 2 22 江西 1.437 1

表2 2009級與2010級能源動力類學(xué)生成績統(tǒng)計結(jié)果

類別 18歲及以下 19歲及以上

優(yōu) 良 中 及格 優(yōu) 良 中 及格

1類生源地 4 16 20 4 7 32 26 7

2類生源地 10 31 26 4 13 42 48 14

3類生源地 2 5 7 3 1 9 17 3

A代表生源地，B代表入學(xué)年齡，C代表成績等級，則變量A、B、C分別有3、2和4個類別。根據(jù)對數(shù)線性模型的階層特性（C為因變量，A與B為自變量），則可能建立的五個模型如表3所示。其中，模型1代表三個變量彼此獨立，生源地和入學(xué)年齡均與成績等級無因果關(guān)系存在；模型2-1只有生源地與成績等級的交互作用，代表只有生源地與成績等級間有關(guān)系存在；模型2-2表示只有入學(xué)年齡與成績等級有關(guān)系存在；模型3表示生源地和入學(xué)年齡都與成績等級有關(guān)系存在；模型4表示生源地和入學(xué)年齡以及這兩者的交互作用都與成績等級有關(guān)系存在。

（二）模型擬合優(yōu)度檢驗結(jié)果與分析

在建立三維度列聯(lián)表的可能模型后，計算每一個模型的似然比，并進(jìn)行擬合優(yōu)度檢驗，其結(jié)果如表3所示。其中，似然比計算公式為：

式中，eijk為各細(xì)格的期望次數(shù)；fijk為各細(xì)格的實際次數(shù)；i為變量A的類別；j為變量B的類別；k為變量C的類別。

由表3可知，模型1的似然比值為10.831，在自由度為15時，顯著水平p值為0.764，并未達(dá)到0.05顯著水平，因此該模型已經(jīng)可以擬合表2中的實際數(shù)據(jù)。同時還可以發(fā)現(xiàn)，在加入了生源地與成績等級的交互作用和入學(xué)年齡與成績等級的交互作用后，擬合結(jié)果的顯著水平分別下降至0.698和0.645，其擬合精度有所下降，故模型1是最佳擬合模型。該結(jié)果表明，學(xué)生成績基本與生源地和入學(xué)年齡無關(guān)。

現(xiàn)實生活中普遍認(rèn)為學(xué)生成績與班級學(xué)風(fēng)密切相關(guān)，為了確定此種觀點是否正確，本文對能源動力類2010級5個班的成績情況進(jìn)行了統(tǒng)計，其結(jié)果如表4所示。從表中可以看出，2010級整體成績最好和最差的班級是能動1002班和能動1001，其成績?yōu)榱家陨系谋壤謩e為70%和25.71%，相差44.29%。這與現(xiàn)實生活中兩個班級的整體表現(xiàn)相吻合，據(jù)觀察，能動1002班的學(xué)生普遍學(xué)習(xí)用功，到課率高，而且該班會經(jīng)常組織同學(xué)集體上早自習(xí)和晚自習(xí)，學(xué)風(fēng)好；而能動1001班相對來說學(xué)風(fēng)稍差，學(xué)生學(xué)習(xí)不夠積極主動，缺課率相比其他班級也要高一些。由此表明，學(xué)生成績與班級學(xué)風(fēng)密切相關(guān)的觀點是正確的。由于學(xué)生成績能反映學(xué)生掌握知識和各種能力的程度，是評價大類招生政策下大學(xué)生培養(yǎng)方案實施效果如何最有力的標(biāo)志之一，因此，為了提高大學(xué)生的成績，幫助他們更好的成長成才，學(xué)校需要將班級學(xué)風(fēng)的建設(shè)擺在首位，加強對其的建設(shè)以完善大類招生政策下的大學(xué)生培養(yǎng)計劃。

表3 可能的Logit對數(shù)線性模型及其擬合優(yōu)度檢驗結(jié)果

模型階層 模型 表示法 似然比 自由度 顯著水平

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，生源地的主效應(yīng)；βB，入學(xué)年齡的主效應(yīng)；γC，成績等級的主效應(yīng)；αγAC，生源地與成績等級的交互作用效果；βγBC，入學(xué)年齡與成績等級的交互作用效果；αβγABC，生源地、入學(xué)年齡與成績等級的交互作用效果。

表4 能源動力類2010級各班成績統(tǒng)計結(jié)果

成績等級

班級 優(yōu) 良 中 及格

人數(shù) 所占比例（%） 人數(shù) 所占比例（%） 人數(shù) 所占比例（%） 人數(shù) 所占比例（%）

能動1001 2 5.71 7 20.00 20 57.15 6 17.14

能動1002 3 15.00 11 55.00 6 30.00 0 0.00

能動1003 2 8.70 12 52.17 9 39.13 0 0.00

能動1004 0 0.00 11 37.93 17 58.62 1 3.45

能動1005 1 3.45 12 41.38 15 51.72 1 3.45

注：所占比例是指各成績等級的人數(shù)占班級總?cè)藬?shù)的比例。

四、結(jié)論與建議

本文通過對建立的以成績等級為因變量、生源地與入學(xué)年齡為自變量的Logit對數(shù)線性模型進(jìn)行分析發(fā)現(xiàn)，學(xué)生成績與生源地及入學(xué)年齡基本無關(guān)，而與班級學(xué)風(fēng)密切相關(guān)。學(xué)風(fēng)好，班級學(xué)習(xí)氛圍好，努力學(xué)習(xí)的人數(shù)也就多，成績優(yōu)秀的人數(shù)也越多。所以，加強班級學(xué)風(fēng)建設(shè)尤為重要，是提高學(xué)生成績最有效的途徑之一。

針對目前逐漸推廣并流行的高校大類招生，筆者認(rèn)為可以通過以下兩方面的措施來加強學(xué)風(fēng)的建設(shè)。

（1）重視入學(xué)教育。綜合高校工科專業(yè)的學(xué)生來自全國各地，他們的學(xué)習(xí)基礎(chǔ)自然各不相同，在付諸相同努力后，其取得的成效也是各有差異的。有些學(xué)生在階段性成績出來后，他們會因為覺得自己已經(jīng)很努力了但依然趕不上別人而把原因歸結(jié)于自己高中的學(xué)習(xí)基礎(chǔ)差。當(dāng)他們產(chǎn)生這樣的想法后，他們便會失去學(xué)習(xí)的沖勁，從而造成成績的下滑。因此有必要在本科生的入學(xué)教育中強調(diào)高中的學(xué)習(xí)基礎(chǔ)（與生源地相關(guān)）和入學(xué)年齡基本與他們大學(xué)里所取得的成績無關(guān)，而是取決于他們在大學(xué)里的學(xué)習(xí)努力程度。

（2）設(shè)立基于班級整體成績的獎學(xué)金名額分配機制。校級獎學(xué)金的班級名額分配不再以班級學(xué)生名額為依據(jù)，而是調(diào)整為以班級整體成績（班級加權(quán)平均分）為基準(zhǔn)，根據(jù)班級整體成績排名而分配獎學(xué)金的名額。班級整體成績能夠很好的反映各班級學(xué)風(fēng)的好壞，將獎學(xué)金的名額與班級整體成績掛鉤后，每一位同學(xué)的成績都會影響集體的榮譽與利益。在這種情況下，各班級都會積極主動地制定措施來加強自身班級學(xué)風(fēng)的建設(shè)，學(xué)生的自我管理往往能取得更好的效果。

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篇6

【分類號】：TK227

一、項目概況

（一） 鍋爐概況以及吹灰器運行的現(xiàn)狀

臺州電廠#9機組的鍋爐是哈爾濱鍋爐廠有限責(zé)任公司制造的1025t/h亞臨界參數(shù)汽包爐。設(shè)計燃料為富動煙混煤，水冷壁采用全焊接的膜式水冷壁。

（二） 吹灰優(yōu)化基本流程

鍋爐受熱面灰沉積作為燃煤電站鍋爐運行中一個不可避免的實際問題，利用高溫高壓的蒸汽吹掃是目前普遍采用的手段。研究和開發(fā)基于機組在線監(jiān)測參數(shù)，診斷爐內(nèi)各受熱面積灰沉積的在線監(jiān)測診斷技術(shù)，并運用非線性優(yōu)化理論，針對應(yīng)用對象的運行特性和具體的優(yōu)化目標(biāo)，研究合理的吹灰策略，將直接指導(dǎo)運行人員對吹灰器進(jìn)行操作。

二、吹灰優(yōu)化系統(tǒng)

（一） 優(yōu)化系統(tǒng)設(shè)計和實施介紹

針對鍋爐情況和DCS控制系統(tǒng)，我們完成了吹灰優(yōu)化方案設(shè)計、DCS邏輯組態(tài)修改、電廠試驗、灰污監(jiān)測和預(yù)測模型開發(fā)、優(yōu)化算發(fā)開發(fā)、調(diào)試等工作，成功的實施了以吹灰效益最大為目標(biāo)的鍋爐在線閉環(huán)吹灰優(yōu)化控制系統(tǒng)。吹灰優(yōu)化控制系統(tǒng)運行于一臺服務(wù)器平臺上，該系統(tǒng)通過雙向通信與DCS交換信息，獲取機組運行所需要的各種參數(shù)，并將吹灰指令發(fā)到DCS，在DCS上建立了手動吹灰、定期吹灰和優(yōu)化吹灰，當(dāng)運行人員選擇第三種工作模式時，吹灰系統(tǒng)受吹灰優(yōu)化服務(wù)器指令控制，執(zhí)行優(yōu)化吹灰。

（二） 受熱面污染監(jiān)測與灰沉積預(yù)測模型

1、 受熱面的清潔因子監(jiān)測模型

受熱面污染的監(jiān)測是吹灰器優(yōu)化運行的前提和基礎(chǔ)，整個系統(tǒng)的最大性能和準(zhǔn)確度都受制于監(jiān)測模型。

該項目采用間接灰污監(jiān)測的方法，以傳熱清潔因子CF來表示受熱面清潔程度，CF越大，表明受熱面越清潔。受熱面的傳熱清潔因子監(jiān)測曲線可以很好地反應(yīng)出受熱面的傳熱量、溫度的變化，從而為吹灰收益分析打下基礎(chǔ)。

2、 清潔因子的計算流程和動態(tài)模型

（1）清潔因子的計算

計算模型采用了熱平衡計算原理。在鍋爐整體熱平衡的基礎(chǔ)上，從省煤器出口開始，逆煙氣的流程逐段進(jìn)行各受熱面的熱平衡和傳熱計算。然后由傳熱方程得到傳熱系數(shù)，最后得到清潔因子。

（2） 清潔因子動態(tài)模型

建立清潔因子的模型，用以描述吹灰效果。用兩種動態(tài)模型來確定CF與蒸汽溫度、吹灰流量、出口煙氣溫度的關(guān)系。利用動態(tài)模型，研究CF變化對蒸汽溫度變化和吹灰量的影響。

3、灰沉積預(yù)測模型

在鍋爐運行中，灰污開始在受熱面上粘結(jié)。灰污粘結(jié)的速度及其嚴(yán)重程度主要取決于煤中灰分的成分和含量。此外，積灰速度還與鍋爐的設(shè)計、負(fù)荷、燃燒方式和運行條件等因素有關(guān)?；页练e預(yù)測模型要對飛灰量、煙氣流速和煤質(zhì)進(jìn)行修正。因此，需要從鍋爐動態(tài)特性的角度深入分析，建立變負(fù)荷過程中的污染預(yù)測模型，彌補靜態(tài)模型的不足。

（1）預(yù)測模型的試驗驗證

①當(dāng)煙氣流速很低時，隨著流速增加，灰污沉積率的增長速度高于剝蝕率，熱阻迅速增大；但隨著流速增大到一定范圍內(nèi)，飛灰中大顆粒的動量迅速增加，剝蝕率增長速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了沉積率，因此在此階段，熱阻隨著煙氣流速的增加反而減小。因此，機組在高負(fù)荷下運行時，受熱面積灰速度不因為飛灰含量的增加而增加，反而污染增長率出現(xiàn)一定程度下降的情況。

②根據(jù)對灰污熱阻的實際監(jiān)測數(shù)據(jù)，在不考慮吹灰過程的情況下，其曲線形式推導(dǎo)的污染增長預(yù)測模型能夠反映各受熱面污染增長的基本規(guī)律。模型預(yù)測到的熱阻劇烈變化所對應(yīng)的時刻與當(dāng)時記錄的吹灰操作時刻完全吻合，其變化規(guī)律符合理論分析結(jié)果，證明該模型在計算灰沉積速度上具有足夠的精度。

③在優(yōu)化吹灰模型建立過程中，本文通過積灰速度、單獨受熱面吹掃等現(xiàn)場試驗，高溫對流區(qū)的沉積常數(shù)和時間常數(shù)往往均高于低溫對流區(qū)。

（三）吹灰成本及收益模型

1、 吹灰成本計算模型

吹灰成本包括：吹灰介質(zhì)熱能；驅(qū)動設(shè)備電能；受熱面管道磨損和安全性問題；吹灰設(shè)備折舊和維修；短期汽機效率降低成本（吹灰導(dǎo)致主蒸汽、再熱蒸汽溫度降低，從而降低了汽機效率） 。

2、各受熱面的吹灰收益模型

吹灰收益包括：鍋爐熱效率；安全性收益；調(diào)節(jié)性收益。根據(jù)前面的清潔因子變化傳熱計算分析和煙道阻力計算、試驗分析，可以初步得到鍋爐各受熱面吹灰器運行的主要收益。

（四）吹灰優(yōu)化方法和流程

吹灰優(yōu)化方案綜合考慮吹灰收益和吹灰成本，使吹灰凈收益最大化。因此需要引入計算模型、最佳吹灰時間和模糊吹灰評判兩種方法。

1、 最佳吹灰時間計算方法

a） 降低排煙溫度

排煙溫度在126℃-143℃之間時，排煙溫度每升高1℃，排煙損失增加0.05%。

b） 吹灰成本和收益分析計算

c） 吹灰方案的優(yōu)化方法

吹灰時間間隔T，單位時間吹灰收益G

2、 吹灰多層次模糊綜合評判

1. CF是啟動吹灰的前提條件。當(dāng)CF

清潔因子CF的隸屬度函數(shù)的構(gòu)造如下。決策集V={正常、低、很低}，可以只確定4個界值，每種CF值均由試驗確定。

（五） 吹灰優(yōu)化的試驗研究

1、 試驗的準(zhǔn)備

根據(jù)鍋爐的特性，將鍋爐整體分為14個可以計算的獨立計算模塊；為了更加精準(zhǔn)采集參數(shù)，加裝了鍋爐紅外溫度測量系統(tǒng)兩套，K型熱電偶傳感器八套。

2、試驗研究及結(jié)果分析

（1）受熱面吹灰相互影響分析試驗

先吹掃沿?zé)煔饬鞒滔掠问軣崦?，再吹掃上游受熱面，最后吹掃爐膛。

試驗數(shù)據(jù)分析發(fā)現(xiàn)，未吹灰時，各受熱面的清潔因子隨著積灰時間增長而逐漸減??；吹灰器動作時，受熱面變得清潔，清潔因子迅速增大，隨后再緩慢減小。因此，制定不定期的吹灰策略，動態(tài)運行吹灰器是可行的。

（2）單獨受熱面吹掃試驗

分別單獨受熱面吹掃，監(jiān)測受熱面清潔因子的變化以及對鍋爐效率、主蒸汽溫度、減溫水流量等參數(shù)的影響。

試驗發(fā)現(xiàn)，隨著負(fù)荷的增大，各受熱面的最小清潔因子的值均有所變小，即負(fù)荷越高，受熱面沾污程度越深。因此，制定優(yōu)化吹灰策略時，應(yīng)該考慮負(fù)荷對受熱面沾污程度的影響。

（3）積灰增長速度試驗

確定積灰增長速度和受熱面清潔因子下限值，為灰沉積預(yù)測模型提供數(shù)據(jù)支持，并驗證其準(zhǔn)確性。

三、吹灰優(yōu)化效益分析

鍋爐熱效率和蒸汽品質(zhì)收益

優(yōu)化方式的排煙溫度比常規(guī)方式低8.4℃；但吹灰蒸汽耗量基本一致，故主要考慮蒸汽溫度、鍋爐效率及減溫水量等對煤耗的影響。

參考相關(guān)數(shù)據(jù)得知煤耗能降低0.279%，假定250MW時標(biāo)準(zhǔn)煤耗為330g/kw?h，則投入優(yōu)化系統(tǒng)后，煤耗能降低0.00279×330=0.92g/kw?h。以每年平均250MW運行5500小時計算，標(biāo)煤按650元/噸計算，每年可節(jié)省82.23萬人民幣。同時，吹灰還有其他方面的直接或間接經(jīng)濟效益，如提高鍋爐可用率、增加受熱面管子的壽命和減少引風(fēng)機電耗等等。這些不僅可以產(chǎn)生經(jīng)濟效益，還有著明顯的社會效益，而且會越來越重要。

【參考文獻(xiàn)】

篇7

（一）地區(qū)產(chǎn)業(yè)為主

以工科為主的大專院校要發(fā)揮地區(qū)產(chǎn)業(yè)的引導(dǎo)作用，學(xué)校在制定培養(yǎng)計劃時，要充分考慮行業(yè)特點和區(qū)域分布,大學(xué)生擇業(yè)傾向與區(qū)域產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟需要不匹配，這是影響大學(xué)生就業(yè)的重要原因之一。以“風(fēng)能動力工程”專業(yè)來說，風(fēng)力發(fā)電機組的制造廠主要集中在北方的重工業(yè)城市，而風(fēng)力發(fā)電場卻分布在“三北”地區(qū)（東北、華北和西北）和東南沿海地區(qū)。當(dāng)生源集中在某一地域情況時，對學(xué)生培養(yǎng)要充分考慮地區(qū)產(chǎn)業(yè)的特點，適當(dāng)?shù)脑黾踊驕p少某一方面的知識的教授，提高學(xué)生在該地區(qū)的競爭力，這樣有利于學(xué)生選擇就業(yè)，并在擇業(yè)競爭過程中也有一定的優(yōu)勢。學(xué)校在進(jìn)行區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展趨勢分析，多與地方政府、行業(yè)協(xié)會、企業(yè)緊密聯(lián)系，了解地區(qū)中對專業(yè)人才的要求，充分為地方經(jīng)濟培養(yǎng)出大批與之相適應(yīng)的高素質(zhì)、高技能建設(shè)人才，以多渠道、多途徑實現(xiàn)學(xué)生順利就業(yè)。

（二）教育服務(wù)地區(qū)

高等職業(yè)院校要及時跟蹤市場需求的變化，主動適應(yīng)區(qū)域、行業(yè)經(jīng)濟和社會發(fā)展的需要，根據(jù)學(xué)校的自身辦學(xué)條件，有針對性地調(diào)整和設(shè)置專業(yè)。當(dāng)前，我國正處于加快推進(jìn)現(xiàn)代化建設(shè)的轉(zhuǎn)型期，人力資源數(shù)量上的優(yōu)勢無法彌補質(zhì)量和結(jié)構(gòu)的短板，這已經(jīng)嚴(yán)重影響了區(qū)域經(jīng)濟社會的發(fā)展，這就要求高職設(shè)置的專業(yè)要服務(wù)區(qū)域經(jīng)濟。首先，服務(wù)區(qū)域產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，要分析區(qū)域大類專業(yè)需求，結(jié)合高職院校辦學(xué)實際特點，設(shè)置區(qū)域產(chǎn)業(yè)需求的專業(yè)。其次，服務(wù)區(qū)域新興產(chǎn)業(yè)和重點發(fā)展產(chǎn)業(yè)，分析區(qū)域大類專業(yè)發(fā)展方向，有針對性地主動調(diào)整專業(yè)設(shè)置。再次，是服務(wù)區(qū)域行業(yè)的發(fā)展，要了解區(qū)域產(chǎn)業(yè)的行業(yè)分布與需求，分析區(qū)域內(nèi)具體需求專業(yè)和人才需求數(shù)量，在確定大類專業(yè)及其發(fā)展方向的基礎(chǔ)上，設(shè)置具體專業(yè)。最后，服務(wù)區(qū)域內(nèi)主要行業(yè)的骨干企業(yè)，分析骨干企業(yè)職業(yè)崗位人才的能力和素質(zhì)需求，確定專業(yè)人才培養(yǎng)標(biāo)準(zhǔn)。

（三）教育服務(wù)企業(yè)

培養(yǎng)品學(xué)兼優(yōu)的學(xué)生是院校的目標(biāo)也是企業(yè)的用人標(biāo)準(zhǔn)，在這點上院校與用人單位具有價值一致性。大學(xué)生專業(yè)知識結(jié)構(gòu)、能力結(jié)構(gòu)不能適應(yīng)企業(yè)需求現(xiàn)象突出，高職教育要為先進(jìn)制造業(yè)和現(xiàn)代服務(wù)業(yè)培養(yǎng)高技能人才[2]。企業(yè)渴望有一批懂專業(yè)、能學(xué)習(xí)、負(fù)責(zé)任、善溝通，能體現(xiàn)企業(yè)文化的技能人才，這就要求高職教育設(shè)置的專業(yè)要貼近企業(yè)，服務(wù)行業(yè)。一方面學(xué)校提供大眾化服務(wù)，即為某一行業(yè)培養(yǎng)先進(jìn)的、具有行業(yè)特質(zhì)的、企業(yè)普遍認(rèn)可的專業(yè)人才。這就要求高職院校按照行業(yè)職業(yè)標(biāo)準(zhǔn)與企業(yè)合作辦學(xué)，通過專業(yè)共建、人才共育、過程共管、就業(yè)共擔(dān)等手段來培育校企互認(rèn)的專業(yè)人才。另一方面學(xué)校提供個性化服務(wù)，即為特定的企業(yè)培養(yǎng)特定的專業(yè)人才。通過實施“訂單式”人才培養(yǎng)，校企雙方對學(xué)生進(jìn)行全方位教育與管理，將企業(yè)特殊的專業(yè)要求、職業(yè)素質(zhì)、企業(yè)文化融入人才培養(yǎng)全過程。

（四）及時調(diào)整專業(yè)知識體系

高職院校在就業(yè)導(dǎo)向的指導(dǎo)下，加快了專業(yè)調(diào)整的步伐，設(shè)置區(qū)域經(jīng)濟建設(shè)急需的專業(yè)和課程、逐步從普通高等院校本科專業(yè)設(shè)置的固化模式中走了出來，開始根據(jù)市場需要和就業(yè)狀況，調(diào)整專業(yè)設(shè)置?！熬蜆I(yè)導(dǎo)向”課程模式是相對于“學(xué)科導(dǎo)向”而言的，“學(xué)科導(dǎo)向”課程是以文化知識（科學(xué)、道德、藝術(shù)）為基礎(chǔ)，按照一定的價值標(biāo)準(zhǔn)，從不同的學(xué)科或知識領(lǐng)域選擇一定的內(nèi)容，根據(jù)認(rèn)知的邏輯體系組織教學(xué)的課程?！熬蜆I(yè)導(dǎo)向”課程以就業(yè)為目標(biāo)，按照一定的職業(yè)標(biāo)準(zhǔn)選取教學(xué)內(nèi)容，學(xué)校實時把握就業(yè)動向，根據(jù)工作崗位操作過程組織教學(xué)的課程、設(shè)置課程。調(diào)整課程時要及時果斷，并可通過“模塊課程”、“項目課程”和“工作過程系統(tǒng)化課程”等手段補充行業(yè)中急需的知識技能。但職業(yè)教育不應(yīng)該走向極端，片面理解“就業(yè)導(dǎo)向”，重視學(xué)生的動手能力，忽視學(xué)生的人文教育，學(xué)生的人品受到用人單位的質(zhì)疑，這與許多公共課程、基礎(chǔ)課程，甚至一些有助于學(xué)生身心健康長遠(yuǎn)發(fā)展的課程一再被壓縮或刪減有著密切的關(guān)系。

二、小環(huán)境的影響

目前，各職業(yè)學(xué)院和高校學(xué)生集中在90年以后出生，這些的學(xué)生自主性強，學(xué)生對未來職業(yè)規(guī)劃很明確[3]。在對進(jìn)行學(xué)生日常教學(xué)時，首先要了解學(xué)生在想什么，也就是對學(xué)生進(jìn)行多次摸底調(diào)查，了解在眾多的因素中學(xué)生在選擇工作時，把什么放在第一位，只有針對這一點學(xué)生在以后的學(xué)習(xí)中才能用功的學(xué)習(xí)，并且就業(yè)成功率更高。

（一）“自我實現(xiàn)”培養(yǎng)

在以工科為主的本?？圃盒?，要充分結(jié)合學(xué)校的專業(yè)特點，在課程設(shè)置上應(yīng)兼顧技能教育與素質(zhì)教育的“雙軌”模式，同時兼顧學(xué)生個人愛好和意愿。以應(yīng)用性教育和素質(zhì)教育為主，結(jié)合學(xué)生的個人意愿是提高學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣的關(guān)鍵所在。學(xué)生在學(xué)習(xí)的過程中感覺“自我實現(xiàn)”，對今后的從事職業(yè)有著充分認(rèn)識，可以很好地為高等教育的課程模式提供新的思路?！白晕覍崿F(xiàn)”課程設(shè)置的根本目的是促進(jìn)學(xué)生開發(fā)其潛能，實現(xiàn)其人生價值。自我實現(xiàn)主要包括職業(yè)價值觀、自我效能和自我效能感的中介作用等三方面[4,5]。因此，“自我實現(xiàn)”課程以開發(fā)培訓(xùn)學(xué)生內(nèi)在的、潛在的價值為目標(biāo)，將學(xué)生的情意領(lǐng)域（意向、情緒、態(tài)度、品行、情感、價值觀）與認(rèn)知領(lǐng)域（智能、知識和能力）加以整合，以期實現(xiàn)學(xué)生智商與情商、學(xué)習(xí)與生活、個人與社會、知識與技能等方面的和諧統(tǒng)一[6]?！白晕覍崿F(xiàn)”課程模式，首先要求關(guān)注的是要充分尊重學(xué)生個體差異，根據(jù)學(xué)生特點、就業(yè)意向開發(fā)課程，在學(xué)生解決和掌握各種學(xué)習(xí)問題的過程時培養(yǎng)興趣，提升素質(zhì)，發(fā)展能力。其次，學(xué)生全程參與學(xué)習(xí)活動構(gòu)想、設(shè)計、實施與評價，更多地發(fā)揮被受體（學(xué)生）主體性、能動性；再次，學(xué)生思維能力（問題解決能力）的發(fā)展與其操作能力（行動能力）的發(fā)展并重且相輔相成；最后，在應(yīng)用“自我實現(xiàn)”課程模式，要避免大學(xué)生就業(yè)期望值與用人單位的偏差，正確引導(dǎo)學(xué)生的就業(yè)觀。

（二）其他個人影響因素

學(xué)生的其他個人因素主要包括家庭原因和個人態(tài)度[7]?！帮L(fēng)能與動力工程”專業(yè)生源主要涵蓋內(nèi)蒙古、遼寧、甘肅、吉林、黑龍江、四川、福建等幾個省份，若學(xué)生在校期間不能找到距離家鄉(xiāng)較近的城市和地區(qū)，往往不能選擇就業(yè)。同時學(xué)生從事的專業(yè)與當(dāng)?shù)刂饕笫聵I(yè)人才需求不吻合，學(xué)生也很難就業(yè)。即使勉強就業(yè)，在1-2年甚至幾個月學(xué)生就會選擇離崗，這樣直接影響學(xué)校在該企業(yè)的今后就業(yè)量，學(xué)校在地區(qū)企業(yè)中的印象也會產(chǎn)生負(fù)面影響。這樣的例子在其他專業(yè)畢業(yè)生中屢見不鮮，對學(xué)校專業(yè)長期發(fā)展不利。

三、總體方案設(shè)計

在確定宏觀的培養(yǎng)模式甚至微觀的培養(yǎng)方案時，首先要確定總體設(shè)計方案?？傮w設(shè)計方案直接關(guān)系到實施效果，成為確定培養(yǎng)模式和制定培養(yǎng)方案的指導(dǎo)方針，所以總體方案設(shè)計在整個實施過程中處于主導(dǎo)地位。在考慮大環(huán)境影響因素時，主要包括：用戶、市場、技術(shù)、經(jīng)濟、本校信息、環(huán)境、外協(xié)、政府和社會的政策方針等。而小環(huán)境影響因素包括：學(xué)生就業(yè)、個人能力、其他因素等。本方案總體設(shè)計主要通過四步驟進(jìn)行。首先是資料收集，對于影響學(xué)生就業(yè)的各方面信息通過市場調(diào)研和調(diào)查問卷的方式進(jìn)行，得到第一手資料。資料要求全面，這將有利于方案確定時能夠及時準(zhǔn)確把握，不偏離指導(dǎo)方向；其次是資料分析和整理，這一部分工作是通過對收集到的資料進(jìn)行分門別類規(guī)劃，并將同一類型的資料數(shù)值量化，為利用故障樹分析方法做準(zhǔn)備；再次是故障樹分析。通過將量化數(shù)值公式轉(zhuǎn)化為數(shù)據(jù)模型節(jié)點，利用故障樹分析原理變通進(jìn)行資料分析，最終得到學(xué)生在校需要掌握的知識內(nèi)容，形成專業(yè)具體方案。最后，以專家團隊為主體，對關(guān)鍵內(nèi)容進(jìn)行論證，最終確定培養(yǎng)模式和制定具體培養(yǎng)方案。具體設(shè)計方案如圖1所示，其中節(jié)點內(nèi)容說明如下：1.用戶方面的信息收集：其中用戶指學(xué)校周邊或本區(qū)域（省、市）等方面的風(fēng)電運營企業(yè)和風(fēng)電設(shè)備制造企業(yè)對人才需求。2.市場方面的信息收集：主要是指在大環(huán)境下，風(fēng)電市場或風(fēng)電行業(yè)對畢業(yè)生的就業(yè)要求[8]。3.技術(shù)方面的信息收集。針對1和2對人才培養(yǎng)需要，進(jìn)行相應(yīng)培養(yǎng)方案設(shè)計，增加和刪減某些課程內(nèi)容。4.經(jīng)濟方面的信息收集。是針對本科4年學(xué)習(xí)時間和?？?年時間，合理調(diào)整培養(yǎng)方案時間進(jìn)程，使各門知識彼此協(xié)調(diào)，并實施跟蹤國家經(jīng)濟生產(chǎn)大市場的變化情況，達(dá)到最佳學(xué)習(xí)效果。5.本校的基本信息收集。本學(xué)校風(fēng)動專業(yè)的師資力量及教師從事科研方面特長，進(jìn)行合理配置相應(yīng)課程，提高學(xué)生在知識面上的深度和廣度。6.環(huán)境方面的信息收集。此方面主要包括學(xué)生對就業(yè)環(huán)境和就業(yè)區(qū)域的選擇，進(jìn)行相應(yīng)的培養(yǎng)方案的修改。7.外協(xié)方面的信息收集。本方面信息收集的最根本目的就是發(fā)揮本校行業(yè)優(yōu)勢，發(fā)揮外協(xié)方面的能力，提高學(xué)生在就業(yè)單位的知識和技能能力，使學(xué)生能夠?qū)W有所長、學(xué)有所用。8.政府和社會有關(guān)部門的政策等方面信息收集。例如2013年國家將啟動15億的可再生能源的研究資金，這將在某種程度上大大刺激風(fēng)電設(shè)備研制企業(yè)的發(fā)展，也必將影響到方面1、2、3等資料，對學(xué)生知識掌握量和門類必然有間接影響。9.學(xué)生就業(yè)意愿調(diào)查。主要是指學(xué)生對以后職業(yè)的規(guī)劃，學(xué)生的個人就業(yè)志愿在某種程度上直接關(guān)系到學(xué)生是否能夠就業(yè)[9]。10.學(xué)生個人能力測試。個人能力主要是指專業(yè)能力、技術(shù)能力和社會能力等，通過試卷調(diào)查掌握學(xué)生對未來職業(yè)規(guī)劃和想法。11.影響學(xué)生就業(yè)其他因素。在其他因素中家庭原因和個人態(tài)度到對職業(yè)規(guī)劃起著主要引導(dǎo)作用，在制定方案時要充分考慮這一部分內(nèi)容，有利提高學(xué)生的就業(yè)能力。

四、故障樹分析方法

故障樹分析又稱失效樹分析，簡稱FTA（FaultTreeAnalysis）。它是由美國貝爾實驗室的H．A．Watson首先提出的。用以表示系統(tǒng)特定頂事件與其各子系統(tǒng)或各元件的故障事件及其它有關(guān)因素之間的邏輯關(guān)系。以故障樹作為分析手段對系統(tǒng)的失效進(jìn)行分析的方法。故障樹分析是一種圖形演繹方法，分析起來形象、直觀。由于它將系統(tǒng)事件發(fā)生的各種可能因素聯(lián)系起來而有利于弄清系統(tǒng)的事件模式、發(fā)現(xiàn)找出系統(tǒng)影響的各事件環(huán)節(jié)，提高系統(tǒng)順利運行的分析精度。由于它是由特定的邏輯門和一定的事件構(gòu)成的邏輯圖，因此，可以用電子計算機來輔助建樹，能進(jìn)行定性分析和定量計算[10]。故障樹分析法不僅可用于解決工程技術(shù)中的可靠性問題，而且也可用于其他的系統(tǒng)工程問題，本文章正是利用故障樹分析的這一點，完成職業(yè)教育方案的探討。系統(tǒng)產(chǎn)生某一事件結(jié)果都是有著各種直接和間接原因———也就是事件，在這些事件間建立邏輯關(guān)系，從而確定系統(tǒng)產(chǎn)生這一結(jié)果的各種可能組合方式或其發(fā)生概率的一種可靠性、安全性分析方法。它在工程設(shè)計階段可以幫助尋找潛在的事故，在系統(tǒng)建立運行階段可以作為預(yù)測的方法。職業(yè)教育培養(yǎng)模式作為一種教育系統(tǒng)，也可以采用故障樹分析方法。采用故障樹分析方法，首先要收集、規(guī)劃、整理各影響職業(yè)教育的各種信息，并歸結(jié)為整理為影響結(jié)果的客觀因素，建立故障樹。其次，建立故障樹的數(shù)學(xué)模型并量化影響標(biāo)準(zhǔn)，對每一量化影響因子進(jìn)行分級加權(quán)。再次，進(jìn)行職業(yè)教育培養(yǎng)方案的定性分析，找出需要掌握的知識內(nèi)容及知識點。最后，對整個培養(yǎng)模式及方案進(jìn)行定量分析，將每一門課程所涉及的各知識點進(jìn)行雜糅，并在設(shè)置教學(xué)大綱時進(jìn)行一定的取舍，否則知識點過于零碎，不利于方案實施和學(xué)生的今后發(fā)展。

五、方案實施

（一）定性分析

將通過各種渠道的信息資料進(jìn)行規(guī)劃、分析、整理，并綜合考慮影響職業(yè)教育體系的各個事件，這樣才可以進(jìn)行相應(yīng)的故障樹定性和定量分析，通過以“風(fēng)能與動力工程”專業(yè)為例綜合考慮，建立“風(fēng)動”專業(yè)職業(yè)教育體系故障樹，通過這一方法對該專業(yè)培養(yǎng)模式和培養(yǎng)方案進(jìn)行分析探討。具體故障樹數(shù)學(xué)模型如下所示：

（二）建立數(shù)學(xué)模型

故障樹數(shù)學(xué)模型主要包括以“與”和“或”計算?！芭c”計算在數(shù)學(xué)表示上以“﹒”號表示或者不書寫，當(dāng)若出現(xiàn)x1x2的結(jié)構(gòu)形式時，表示x1x2所代表的兩門知識課程要雜糅在一起綜合進(jìn)行掌握學(xué)習(xí)?！盎颉庇嬎阍跀?shù)學(xué)表示上以“+”號形式表現(xiàn)，若出現(xiàn)的結(jié)構(gòu)形式時，表示x1x2所代表的兩門知識課程均要分別掌握。x1x2+x3表示由知識點x1和x2雜糅形成一門專業(yè)課，同時學(xué)習(xí)由x3知識點單獨形成的專業(yè)課。這樣避免出現(xiàn)學(xué)生的專業(yè)課程過多、學(xué)習(xí)任務(wù)過重的現(xiàn)象出現(xiàn)，同時又避免學(xué)生在以后擇業(yè)時知識和技能不足，從而達(dá)到“學(xué)”與“不學(xué)”中尋找出一個平衡位置。具體計算公式為：T＝n1G1＋n2G2+n3G3+n4G4+n5G5=x1x2x3+x4x5+……（1）其中：n1n2……n5為資料分析時整理歸結(jié)而得到的加權(quán)因子，以提高相應(yīng)知識點所占的比重，x1x2……xn為需掌握的各種知識點及技能，G1,G2,……,Gn為各種就業(yè)方向。

（三）方案實施及實際效果

通過故障樹分析設(shè)計的專業(yè)培養(yǎng)方案，已經(jīng)在“風(fēng)能與動力工程”專業(yè)081級和091級學(xué)生中初步嘗試實施，并得到很好的實際效果。在培養(yǎng)計劃中的“風(fēng)電場安裝與設(shè)計基礎(chǔ)”課程集中了機械、電氣、維護、安裝等方面知識，而“風(fēng)電機組監(jiān)測與控制”課程又包含了控制、電氣、運行等相關(guān)知識，通過故障樹分析計算平衡各知識點在課程中所占的比重，從而達(dá)到了理想的效果。統(tǒng)計沈陽工程學(xué)院“風(fēng)動”專業(yè)081和091級就業(yè)數(shù)據(jù)，從中可以清楚看出，無論大環(huán)境和小環(huán)境其中的影響因素權(quán)重如何變化，通過本方法分析后學(xué)生在校掌握知識和技能均能滿足招聘單位對人才的要求，同時學(xué)生對工作的滿意度也比較高。

篇8

0 引言

鋯合金在拉應(yīng)力和碘腐蝕介質(zhì)共同作用下所引起的脆性斷裂稱為碘致應(yīng)力腐蝕開裂，簡稱ISCC。ISCC與單純的拉伸破壞不同，當(dāng)有碘存在時，鋯合金在低于它的屈服強度下即可發(fā)生破壞；它與單純的腐蝕也不同，當(dāng)有拉應(yīng)力時，即使碘濃度很小，腐蝕速率也會很快[1]。

ISCC的發(fā)生過程一般分三個階段，即孵化期（I）、初始裂紋的形成（II）、裂紋的擴展（III），韌性破裂（IV）。孵化期是ISCC的準(zhǔn)備階段，與鋯表面保護性氧化層的弱化所需要的時間有關(guān)。在第二階段，裂紋的形成以晶間脆性斷裂為主，開裂速率一般為10-10m/s左右。之后當(dāng)應(yīng)力強度因子K超過KISCC，晶粒發(fā)生穿晶斷裂，其速率在10-7～10-6m/s之間。K繼續(xù)增大，開裂速率保持在一定值之后，當(dāng)裂紋尖端真應(yīng)力超過鋯合金屈服強度，則發(fā)生韌性破裂，破裂速率進(jìn)一步上升。鋯合金開裂速率隨應(yīng)力強度因子K的變化關(guān)系如圖1所示。

其中，Y是與試件幾何形狀、載荷條件、裂紋位置有關(guān)的形狀系數(shù)，σ是試件所受真應(yīng)力，a是裂紋深度。對于特定裂紋深a的試件，存在某真應(yīng)力σC，使得超過它時，ISCC進(jìn)入第（III）階段，穿晶斷裂發(fā)生，對應(yīng)的K稱為碘致應(yīng)力腐蝕開裂的應(yīng)力強度因子閾值，簡稱KISCC，代表材料抵抗裂紋失穩(wěn)擴展的能力[2]。一旦K超過KISCC，裂紋以穿晶斷裂的擴展方式發(fā)展，開裂速率急速上升[3]（圖1）。

反應(yīng)堆中，當(dāng)芯包閉合發(fā)生PCI作用，包殼周向產(chǎn)生拉應(yīng)力。若鋯合金應(yīng)力強度超過KISCC，裂紋開裂速率加快，燃料棒則有破裂的危險，因此，研究和建立的計算模型在實際工程應(yīng)用和燃料包殼破裂失效的判斷中有著重要的意義。

1 KISCC模型的建立

ISCC 的發(fā)生是多因素共同作用的結(jié)果，可能涉及到的因素有碘濃度、氧分壓、溫度、局部塑性應(yīng)變、應(yīng)力強度因子、應(yīng)變率、應(yīng)力水平和方向、晶向、織構(gòu)。其中，影響KISCC最為重要的因素有以下四個：

（1）織構(gòu)

（2）包殼溫度

（3）快中子注量（E>0.1MeV）

（4）碘濃度

本節(jié)就以上四個重要因素展開討論，通過數(shù)據(jù)擬合得到KISCC的四影響因子模型，并在此基礎(chǔ)上建立計算KISCC的模型公式。

1.1 定量的選取

KISCC模型的建立主要是通過控制變量的方法，即先確定某條件下的KISCC為定量值，然后固定三個影響因素，擬合KISCC隨另一影響因素的變化趨勢。若數(shù)據(jù)不適合進(jìn)行這樣的處理時，則該定量做為歸一化因子。本文中，取垂直于開裂面方向的織構(gòu)為0.33，包殼溫度350℃，未接受輻照，碘分壓100Pa時鋯合金的應(yīng)力強度因子閾值13.06MPa m0.5做為定量[4-5]。

1.2 織構(gòu)

800℃以下時，鋯單晶是密排六方晶體，由它組成的晶粒在某些方向上的聚集排列叫做織構(gòu)。圖2是ISCC發(fā)生穿晶斷裂的斷面圖[6]，準(zhǔn)解理區(qū)由基平面組成，屬于脆性斷裂，而溝槽壁位于棱柱面上，屬于韌性斷裂。碘吸附在基平面上可使表面自由能大大降低， ISCC裂紋在基平面上的擴展加速[7]。準(zhǔn)解理面與溝槽壁垂直，塑性變形不對基平面上的張應(yīng)力起作用，所以基平面與作用力的相對取向是一個關(guān)鍵參數(shù)，而且織構(gòu)的影響最為顯著。

恒應(yīng)力和斷裂力學(xué)試驗確證了當(dāng)基平面與宏觀斷裂表面趨向一致時，ISCC的敏感性增加[8]。對于鋯包殼管，由于芯塊膨脹引起的張應(yīng)力就是周向應(yīng)力，最佳的織構(gòu)是基軸與包殼徑向平行。

織構(gòu)對鋯合金的KISCC有著重要的影響[9]。當(dāng)基平面平行于開裂面的晶粒份額增加，即該方向上織構(gòu)因子f增加時，穿晶斷裂的可能性增加，KISCC值減小。

圖3 是去應(yīng)力態(tài)和再結(jié)晶態(tài)鋯合金KISCC隨織構(gòu)因子的變化趨勢[9]。使用13.06MPa?m1/2對KISCC進(jìn)行歸一化，并利用最小二乘法擬合得到兩種不同退火狀態(tài)下KISCC的織構(gòu)影響因子：

1.3 包殼溫度

溫度對KISCC的影響比較復(fù)雜。溫度升高，加快裂變氣體釋放，腐蝕環(huán)境惡化[4]，加快碘在鋯合金中擴散速度，影響晶粒內(nèi)部雜質(zhì)的含量，殘余應(yīng)力的分布，合金的周向受力狀態(tài)等。但從作用效果上，可將溫度的影響集中在兩個方面研究[4]：

1）降低材料強度而增加材料韌性，促進(jìn)裂紋尖端的應(yīng)力釋放；

2）加快腐蝕介質(zhì)碘對鋯合金的腐蝕作用；

這兩個方面對碘致應(yīng)力腐蝕開裂的敏感性產(chǎn)生的影響是截然相反的。當(dāng)溫度升高時，一方面，由快中子和點陣原子碰撞所產(chǎn)生的損傷逐漸被驅(qū)除，減輕了中子輻照的硬化效應(yīng)，使得裂紋尖端的應(yīng)力更容易因局部塑性變形而釋放，有利于緩解ISCC，提高KISCC。另一方面，環(huán)境中的碘向裂縫的傳質(zhì)速率加快，使裂紋尖端碘濃度增加。碘濃度增加增大碘濃度梯度，促進(jìn)碘的晶界擴散，碘對晶界的弱化作用加強，裂紋在晶界上的擴展更容易。

溫度升高帶來的韌性增加可用力學(xué)性能回復(fù)系數(shù)[11]表示：

而碘在包殼中的擴散系數(shù)用Einstein- stokes公式[12]表示形如：

（4）式若用taylor公式展開，其二次函數(shù)就有很好的精度，而（5）為正比例函數(shù)。兩種函數(shù)之間的位置關(guān)系可概括為相離，一個交點、兩個交點（圖4）。它們之間的位置關(guān)系反應(yīng)了不同溫度范圍內(nèi)兩種作用效果的主導(dǎo)優(yōu)勢轉(zhuǎn)化。當(dāng)韌性增加占優(yōu)勢時，KISCC增加；當(dāng)擴散占優(yōu)勢時，KISCC減小。這樣，在整個溫度范圍內(nèi)適合用三次多項式擬合KISCC的溫度影響因子。

但是，表1中數(shù)據(jù)集中在300～400℃之間，并不在整個溫度范圍內(nèi)，為了提高精度和公式的光滑度，采用二次多項式形式的e指數(shù)擬合溫度影響因子：

材料受輻照后，微結(jié)構(gòu)改變（沉淀相的定型化或再溶解，合金元素析出到晶界），大團點缺陷的產(chǎn)生使塑性變形更加困難，內(nèi)層包殼還會受到反沖核的直接損傷[13]。隨著中子注量增加，ISCC破裂應(yīng)力逐漸提高，當(dāng)中子通量在1019-1020n/cm2時，該應(yīng)力達(dá)到最大值，隨后則隨中子通量的增加而降低[14]。

表2給出了各種不同中子注量條件下，鋯合金KISCC值，單從快中子注量來比較KISCC，這兩者之間并不存在直接的關(guān)系，但是從它們接受輻照后KISCC的下降幅度，即Kir/K0的比值來看，該比值隨著劑量的升高而增大（表3）。

因此，考慮快中子注量影響因子形如：

由公式（8）的預(yù)測知道，當(dāng)材料所接受的快中子注量為3.0068×1019n/cm2時，與未輻照時的應(yīng)力強度因子閾值相等，根據(jù)羅爾定理，快中子注量在0至3.0068×1019n/cm2時，存在Kir/K0的極值（極大值）。前面提到，當(dāng)中子通量在1019-1020n/cm2時，材料破裂應(yīng)力有最大值，因此，該最大值對應(yīng)的快中子注量的范圍可縮小在1019-3.0068×1019n/cm2之間。

1.5 碘濃度

隨著碘分壓增加，碘濃度梯度增大，加快碘的晶界擴散，促進(jìn)沿晶開裂。同時，裂紋擴展過渡到快速的穿晶斷裂方式時對應(yīng)的應(yīng)力強度因子越低，增強鋯合金發(fā)生ISCC的敏感性[5]。

由于溫度波動引起碘飽和蒸汽壓的變化較大，文獻(xiàn)中多以碘分壓的數(shù)量級來表示碘濃度，當(dāng)?shù)夥謮簽?8kPa時，碘的面濃度近似為0.2mg/cm2[15]，因此，可估計碘分壓P與其面濃度I2之間的換算關(guān)系為：

I2=2.0408×10-6P（9）

使用13.06MPa?m1/2對文獻(xiàn)中數(shù)據(jù)進(jìn)行歸一化處理，并與換算后的碘濃度制成表4。使用乘冪的形式，對碘濃度影響因子進(jìn)行最小二乘法擬合，得到關(guān)系式為：

1.6 KISCC計算模型的建立

綜合上述織構(gòu)、溫度、快中子注量、碘濃度四個影響因子，可得出KISCC的模型：

其中：

將公式（11）的預(yù)測結(jié)果與試驗數(shù)據(jù)比對（圖5），被圈起來的數(shù)據(jù)點是沒有被用于公式擬合的點，從圖上可以看出大部分相對誤差在±20%以內(nèi)。

2 ISCC 開裂速率模型修正

式中，I2代表碘濃度（mg/cm2），T為包殼溫度（K），σ為真應(yīng)力（pa），a為裂紋深度（m）。實際上，鋯合金發(fā)生ISCC穿晶斷裂時，其速率為10-7～10-6m/s[10]，而由公式（12）的預(yù)測結(jié)果卻趨近于10-8m/s，與實際情況不符。故對公式（12）的預(yù)測結(jié)果提高兩個數(shù)量級開裂速率提高兩個數(shù)量級（圖6）。

另外，ISCC的裂紋生長過程主要分為晶間腐蝕，穿晶擴展，韌性撕裂。當(dāng)KI超過KISCC時，裂紋生長模式轉(zhuǎn)為穿晶擴展，開裂速率急速上升并在一段應(yīng)力強度范圍內(nèi)維持某恒定速率。隨著裂紋深度的繼續(xù)增長，KI逐漸增大，當(dāng)周向真應(yīng)力σ超過屈服強度σy時，開裂模式轉(zhuǎn)為韌性撕裂，此時開裂速率又是急速上升。公式（12）并不能反映上述裂紋生長模式的轉(zhuǎn)變過程，使得公式的擬合與實驗結(jié)果相差較遠(yuǎn)。因此，考慮為公式（12）添加修正因子：

其中，系數(shù)A和B是跟包殼材料相關(guān)的系數(shù)，理想情況狀態(tài)下修正因子的添加不改變原公式數(shù)值，該修正因子為1，如圖7所示的虛線。

文獻(xiàn)[18]中，KISCC=4.8，σy=220MPa，包殼厚度L=900μm，固包殼最大所能承受的應(yīng)力強度因子

將理想修正因子與（13）式的交點放于平臺中點，得到A=3.15。分別取B=10， 20， 55， 110， 220 發(fā)現(xiàn)隨著B的增大，實線在屈服強度處越來越陡峭，且當(dāng)B>110時，這種陡峭趨勢已經(jīng)不是很明顯（圖7），固取B=110。結(jié)合公式（12-13）得到最終ISCC開裂速率公式：

將式（15）與實驗數(shù)據(jù)[18]對比，得到圖8所示結(jié)果。圖中點劃線為公式（12），實線為經(jīng)過修正后的公式（15），星號為實驗結(jié)果，虛線為文獻(xiàn)中公式da/dt=3.9×10-7 ln（KI /4.8）。從圖上可以看出，經(jīng)過修正后的公式能更好的反應(yīng)實驗結(jié)果的變化趨勢。

3 結(jié)論

本文利用文獻(xiàn)中的試驗數(shù)據(jù)，擬合KISCC的四影響因子，建立碘致應(yīng)力腐蝕開裂的應(yīng)力強度因子閾值模型，修正了開裂速率公式，得到結(jié)論如下：

（1）KISCC計算模型考慮到了材料織構(gòu)、包殼溫度、快中子注量、碘濃度、材料類型和熱處理狀態(tài)六個方面。經(jīng)誤差分析，除部分點之外，該模型的大部分相對誤差在±20%之內(nèi)。

（2）在快中子注量影響因子的建模過程中，采用無輻照情況下鋯合金的KISCC做歸一化因子，使不同實驗條件下的數(shù)據(jù)有了對比和擬合的可能性。預(yù)測當(dāng)快中子注量的范圍在1019～3.0086×1019 n/cm2之間時，KISCC有最大值。

（3）對原ISCC開裂速率公式添加了修正因子，得到的計算結(jié)果與實驗數(shù)據(jù)吻合較好。

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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詬玫緋В相比于溫度和進(jìn)口NO的影響，NH3的增加對于脫硫效率的提高較為緩慢，如圖3（b）、圖6。表3也可以看出，該廠需要的供氨量也很大，氨氮比偏高，在1.4以上，尤其是在負(fù)荷變化時，需要更大的氨量，其氨氣逃逸量控制在0.015PPM-0.03PPM左右，符合排放標(biāo)準(zhǔn)。在實際運行中，升降負(fù)荷時，需提前增大供氨量，保持氨氮比變化率在0.01以內(nèi)。并隨時監(jiān)視出口NO和NH3的排放量，防止排放超標(biāo)（該廠出口濃度大于200mg/m3即為超標(biāo)排放）。

（4）溫度與NO共同擾動

選取機組某500MW時穩(wěn)定狀態(tài)時的參數(shù)值。 圖7中，5s時刻，進(jìn)口NO濃度突然升高至962mg/m3，出口NO的濃度相應(yīng)的增大至68mg/m3 。 15s時刻，突然增加進(jìn)口煙氣溫度至385℃，催化效應(yīng)增加，出口NO濃度減小，直至25s處，保持溫度385℃，進(jìn)口NO濃度降至924 mg/m3。此時可見出口NO濃度減小至56 mg/m3。 變化過程和趨勢符合實際的變化。

六、結(jié)論

1依據(jù)Langmuir吸附層模型、E-R反應(yīng)機理、建立反應(yīng)器出口NO濃度變化的模型，其中未知參數(shù)采用多次辨識的方法獲得，假設(shè)KNO是一個與氨氮比變化率有關(guān)的函數(shù)，通過擬合得到關(guān)系式 。仿真過程的關(guān)鍵是確定不同階段的負(fù)荷時起始修正系數(shù) ，負(fù)荷變化時根據(jù)前后時間段氨氮比變化率乘以相應(yīng) 。模型能夠較為真實的反應(yīng)機組運行時出口NO濃度的變化趨勢和相應(yīng)數(shù)值，最大誤差控制在25%以內(nèi)。

2模型驗證和仿真過程中，反應(yīng)溫度升高、煙氣流速降低有利于催化反應(yīng)的進(jìn)行，入口NO濃度降低、供氨量增加亦能減小出口NO排放量。

3模型能夠?qū)υ撾姀S的脫硝運行過程進(jìn)行分析和預(yù)測，為運行中提供指導(dǎo)防止排放超標(biāo)：1）入口NO量（通過煤質(zhì)、負(fù)荷）、反應(yīng)溫度、供氨量的控制是保證脫硝效率的主要手段；2）從仿真試驗中，該電廠催化劑在360℃-380℃之間溫度的增加使得催化效率能明顯提高。運行過程中，機組在550MW-660MW時，將煙氣溫度控制在375℃-385℃之間。400MW-550MW時，應(yīng)將煙氣溫度控制在365-375℃。300MW-400MW時，將煙氣溫度控制在360℃-365℃；3）控制供氨量是運行中保證出口濃度的最主要手段。升降負(fù)荷過程中，進(jìn)口NO濃度變化較大，出口濃度變化劇烈。加入的NH3反應(yīng)有滯后性，負(fù)荷變化時，應(yīng)提前增減供氨量。確保前后5s內(nèi)氨氮比變化率控制在0.01以內(nèi)，即每分鐘供氨量的增減控制在30kg/h以內(nèi)。

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篇10

中圖分類號 TP 文獻(xiàn)標(biāo)識碼 A 文章編號 1673-9671-(2012)012-0175-01

循環(huán)流化床鍋爐作為燃燒適應(yīng)性強、污染低、負(fù)荷調(diào)節(jié)性能好的燃煤技術(shù)，已經(jīng)成為燃煤技術(shù)的主力軍。隨著人們對電力的需求逐漸增長，循環(huán)流化床鍋爐的數(shù)量在我國呈現(xiàn)逐年遞增的態(tài)勢, 循環(huán)流化床鍋爐數(shù)量的迅速增多，給其運行的自動化提出來更高的要求。循環(huán)流化床鍋爐自動控制系統(tǒng)要調(diào)節(jié)的變量很多，有主蒸汽壓力、主蒸汽溫度、料床厚度、料床溫度、汽包水位、一次風(fēng)量、引風(fēng)量、給水流量等，本文主要闡述循環(huán)流化床鍋爐中的燃燒系統(tǒng)和汽水系統(tǒng)的自動控制方案。

1 循環(huán)流化床鍋爐燃燒系統(tǒng)控制方案的設(shè)計

循環(huán)流化床鍋爐燃燒控制系統(tǒng)的主要任務(wù)是在確保安全運行、經(jīng)濟燃燒以及環(huán)保的要求下，使燃料燃燒所產(chǎn)生的熱量盡快地適應(yīng)負(fù)荷的要求。循環(huán)流化床鍋爐燃燒控制的難點是：①煤質(zhì)煤量的變化使得燃燒控制系統(tǒng)不穩(wěn)定甚至很難發(fā)揮作用；②負(fù)荷變化能夠引起床溫的顯著改變；③影響燃燒效率的因素很多，例如：一、二次風(fēng)配比、燃煤顆粒和床溫等。針對以上難點，本文從以下幾個方面進(jìn)行燃燒系統(tǒng)設(shè)計。

1.1 氧量校正環(huán)節(jié)

為了合理燃燒和節(jié)約能源，通常采用過?？諝庀禂?shù)來實現(xiàn)低氧燃燒，過?？諝庀禂?shù)的理想值是1，但是由于影響循環(huán)流化床鍋爐燃燒狀況的因素眾多，再加上各種干擾因素的頻繁出現(xiàn)，因此在實際控制中該系數(shù)的取值范圍一般為1.02～1.10。同時為了消除爐壓變化引起爐子漏風(fēng)、燃料熱值波動、鍋爐進(jìn)料和出料時空氣進(jìn)入等干擾因素對燃燒效果的影響，在設(shè)計氧量校正環(huán)節(jié)引入排煙含氧量對過剩空氣系數(shù)進(jìn)行校正，從而實現(xiàn)氧量的閉環(huán)控制，提高了抑制干擾的能力，最終確保鍋爐處于最佳燃燒狀態(tài)。

1.2 負(fù)荷調(diào)節(jié)方案

由于主蒸汽壓力的變化直接反映出供熱負(fù)荷的改變，因此，主蒸汽壓力是反映循環(huán)流化床鍋爐經(jīng)濟、安全運行的重要參數(shù)之一。為了適應(yīng)供熱負(fù)荷的變化，通過調(diào)整鍋爐的風(fēng)量、給煤量來實現(xiàn)。在負(fù)荷調(diào)節(jié)方案設(shè)計時，一般采用主汽流量信號作為前饋調(diào)節(jié)，為了消除燃燒率變化引起的干擾，本文采用經(jīng)過動態(tài)補償后的能量平衡信號作為前饋補償信號。這樣就起到負(fù)荷擾動時鍋爐燃燒快速響應(yīng)，確保了燃燒的穩(wěn)定性。

1.3 給煤調(diào)節(jié)方案

1）熱量信號的組成。當(dāng)主蒸汽壓力不變時，通常用熱量信號代替給煤量，然后再用主蒸汽流量代替熱量信號。這種替代在靜態(tài)情況下是合理的。但是，在動態(tài)性能下，系統(tǒng)的熱量信號不僅包括主蒸汽壓力，還包含鍋爐的蓄熱能量，而蓄熱能量和汽包壓力密切相關(guān)。因此改善循環(huán)流化床鍋爐自動控制系統(tǒng)的動態(tài)性能，本文在設(shè)計給煤調(diào)節(jié)方案時熱量信號由蒸汽流量信號和汽包壓力信號兩部分組成。2）負(fù)荷床溫調(diào)節(jié)。由于不同的負(fù)荷，要求的鍋爐床溫度不同，負(fù)荷床溫調(diào)節(jié)環(huán)節(jié)的主要任務(wù)是調(diào)整煤量、煤質(zhì)的變化。當(dāng)負(fù)荷處于穩(wěn)定狀態(tài)時，采用床溫信號調(diào)整和補償給煤量，確保床溫信號保持在穩(wěn)定的范圍之內(nèi)。當(dāng)床溫過高時，減少一點給煤量；當(dāng)床溫偏低時，增加一點給煤量。

1.4 風(fēng)量調(diào)節(jié)方案

1）總風(fēng)量調(diào)節(jié)。循環(huán)流化床鍋爐總風(fēng)量的調(diào)節(jié)是通過一次風(fēng)量調(diào)節(jié)和二次風(fēng)量的調(diào)節(jié)來實現(xiàn)的，其中一、二次風(fēng)的分配率要根據(jù)鍋爐廠的資料進(jìn)行確定，在實際的控制過程中，也可根據(jù)現(xiàn)場的實際情況做適當(dāng)?shù)恼{(diào)整。2）一次風(fēng)量調(diào)節(jié)。對于循環(huán)流化床鍋爐而言，一次風(fēng)的作用是用來保證物料處于良好的流化狀態(tài)，從而維持正常的物料循環(huán)。一般情況下，一次風(fēng)量要占到總風(fēng)量的40%～60%之間，由于不同的鍋爐該數(shù)值不一，在實際的應(yīng)用過程中還要進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整。由于循環(huán)流化床鍋爐的正常燃燒要求床溫維持在一定的范圍之內(nèi)，因此，一次風(fēng)量的設(shè)計還要綜合考慮床溫控制。3）二次風(fēng)量調(diào)節(jié)。循環(huán)流化床鍋爐中二次風(fēng)的主要作用是協(xié)助懸浮段中微小煤炭粒子充分燃燒。二次風(fēng)量調(diào)節(jié)通過控制二次風(fēng)擋板的開度實現(xiàn)，從而確保燃料的充分燃燒。

2 循環(huán)流化床鍋爐汽水系統(tǒng)控制方案的設(shè)計

循環(huán)流化床鍋爐汽水控制的目標(biāo)是在確保鍋爐和汽機安全、經(jīng)濟運行的前提下，控制鍋爐主蒸汽溫度在合理范圍內(nèi)、鍋爐給水流量能夠滿足蒸汽負(fù)荷的要求。根據(jù)汽水系統(tǒng)特性，本文從主蒸汽溫度控制和汽包水位控制兩個方面闡述汽水系統(tǒng)的控制方案設(shè)計。

2.1 主蒸汽溫度控制方案的設(shè)計

1）主蒸汽溫度特性分析。對于熱電廠中循環(huán)流化床鍋爐而言，主蒸汽溫度過高會導(dǎo)致汽機高壓缸和過熱器承受過高的熱應(yīng)力而損壞；主蒸汽溫度過低，則會降低機組的熱效率，影響鍋爐的經(jīng)濟性能。因此，主蒸汽溫度控制系統(tǒng)是確保機組穩(wěn)定運行和提高機組熱效率的重要組成部分，由于影響主蒸汽溫度的因素很多，例如減溫水流量、進(jìn)入過熱器的熱焓、蒸汽負(fù)荷、火焰中心位置等。在各種擾動因素的影響下，汽溫調(diào)節(jié)對象的動態(tài)特性有一定的慣性和滯后特性，因此主蒸汽溫度的控制也是循環(huán)流化床鍋爐各個控制對象中較復(fù)雜、困難的一項。2）主蒸汽溫度模糊控制器的設(shè)計。為了確保主蒸汽溫度在大多數(shù)情況下維持在480℃，通常情況下主蒸汽溫度控制方案采用串級PID控制器，該方案具有容易實現(xiàn)、結(jié)構(gòu)簡單等特點。但是由于主蒸汽溫度的對象特性具有滯后性、非線性、不確定性、變化性等特點，再加上各種擾動因素的影響，采用串級PID控制器的控制品質(zhì)得不到保證。為了提高PID控制的自適應(yīng)性，本文將模糊控制引入到主蒸汽溫度串級控制中，主調(diào)節(jié)器采用Fuzzy-PI復(fù)合模糊控制器，當(dāng)主蒸汽溫度偏差較大時，采用模糊控制和適當(dāng)?shù)腜I作用能起到抑制干擾因素的作用，從而確保系統(tǒng)在穩(wěn)定后還沒有穩(wěn)態(tài)誤差。

2.2 汽包水位控制方案的設(shè)計

1）汽包水位特性分析。由于汽包水位間接地表現(xiàn)了鍋爐負(fù)荷和給水之間的平衡關(guān)系，因此，汽包水位也是確保鍋爐穩(wěn)定、經(jīng)濟運行的重要參數(shù)之一。循環(huán)流化床鍋爐汽包水位控制的主要任務(wù)是：①保持給水量在負(fù)荷不變時的相對穩(wěn)定；②維護汽包水位在合理的范圍之內(nèi)。2）加權(quán)因子模糊控制器的設(shè)計。由于鍋爐蒸汽負(fù)荷變化會造成的虛假水位現(xiàn)象，再加上汽包水位系統(tǒng)是一個非線性的滯后系統(tǒng)。為了保證鍋爐汽包水位的偏差在±25 mm的范圍之內(nèi)，本文采用加權(quán)因子模糊控制器的設(shè)計思路，選取鍋爐汽包實際水位和給定水位值之差和其變化率作為控制器的輸入，自調(diào)整加權(quán)因子作為控制的輸出。

3 結(jié)束語

為了實現(xiàn)鍋爐穩(wěn)定、安全、高效地運行，開發(fā)研究循環(huán)流化床鍋爐自動控制技術(shù)具有重要的現(xiàn)實意義和經(jīng)濟價值。隨著循環(huán)流化床鍋爐的逐漸普及、計算機和人工智能技術(shù)的逐漸發(fā)展、操作人員的經(jīng)驗日益豐富、模糊控制和人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等智能控制方法逐步應(yīng)用，循環(huán)流化床鍋爐自動控制系統(tǒng)的設(shè)計會逐漸完善。

參考文獻(xiàn)

[1]周俊霞,付松.循環(huán)流化床鍋爐床溫控制建模與仿真[J].華北電力大學(xué)學(xué)報,2003,01.